DE102009044217A1

DE102009044217A1 - Kraftfahrzeug mit Fahrzeugluftreifen und Verfahren zur Beeinflussung des Reibungskoeffizienten zwischen Fahrzeugluftreifen eines Fahrzeuges und der Fahrbahn bei einer unvermeidbaren Kraftfahrzeugkollision

Info

Publication number: DE102009044217A1
Application number: DE102009044217A
Authority: DE
Inventors: Torsten Bajorat
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2009-01-23
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2011-02-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit Fahrzeugluftreifen (1) und ein Verfahren zur Beeinflussung des Reibungskoeffizienten zwischen Fahrzeugluftreifen (1) dieses Kraftfahrzeuges und der Fahrbahnoberfläche (5) bei einer unvermeidbaren Fahrzeugkollision.
Das Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass Notfall-Bremsmatten (2) am Kraftfahrzeug angeordnet sind, derart, dass diese im Fall einer unvermeidbaren Kollision des fahrenden Kraftfahrzeuges automatisch durch einen Auslösemechanismus (3) initiiert um die Laufstreifen (4) der rollenden Fahrzeugluftreifen (1) wickelbar sind und somit in den Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche (5) kommen und dass die Notfall-Bremsmatten (2) derart gestaltet sind, dass diese beim Bremsen des Kraftfahrzeuges einen kürzeren Bremsweg gegenüber Fahrzeugluftreifen (1) ohne Notfall-Bremsmatten (2) durch einen erhöhten Reibungskoeffizienten zwischen Notfall-Bremsmatte (2) und Fahrbahnoberfläche (5) bewirken.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit Fahrzeugluftreifen und ein Verfahren zur Beeinflussung des Reibungskoeffizienten zwischen Fahrzeugluftreifen eines vorgenannten Kraftfahrzeuges und der Fahrbahn bei einer unvermeidbaren Kraftfahrzeugkollision.
Kraftfahrzeuge mit Fahrzeugluftreifen sind hinreichend bekannt. Der Fahrzeugluftreifen ist das Bindeglied zwischen dem Kraftfahrzeug und der Fahrbahn. Der Fahrzeugluftreifen beeinflusst daher maßgeblich das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs, somit auch sein Bremsverhalten.
In kritischen Fahrsituationen ist es erwünscht, dass das Kraftfahrzeug möglichst schnell mit einem möglichst geringen Bremsweg unter Kontrolle des Fahrers zum Stehen kommt. Hierzu sind elektronische Bremsassistenten im Einsatz, welche aber wiederum in ihrer Wirkung von dem Fahrzeugreifen als Bindeglied zwischen dem Kraftfahrzeug und der Fahrbahn beeinflusst sind. Die Reifen eines Kraftfahrzeuges vereinen verschiedene Eigenschaften und stellen somit stets einen Kompromiss zwischen diesen verschiedenen Eigenschaften wie beispielsweise Rollwiderstand, Abrieb, Lenkpräzision, Standfestigkeit, Bremsleistung nass-trocken dar. Die Fahrzeugluftreifen sind daher nicht bestmöglich für das Bremsen zur Erreichung eines möglichst kurzen Bremsweges ausgelegt.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug mit Fahrzeugluftreifen und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem bei einer bevorstehenden und unvermeidlichen Kollision, möglichst schnell Geschwindigkeit bzw. Energie abgebaut werden kann, um einen möglichst kurzen Bremsweg zu erhalten.
Die Aufgabe wird in Bezug auf das Kraftfahrzeug gelöst, indem Notfall-Bremsmatten am Kraftfahrzeug angeordnet sind, derart, dass diese im Fall einer unvermeidbaren Kollision des fahrenden Kraftfahrzeuges automatisch durch einen Auslösemechanismus initiiert um die Laufstreifen der rollenden Fahrzeugluftreifen wickelbar sind und somit in den Kontakt mit der Fahrbahn kommen und dass die Notfall-Bremsmatten derart gestaltet sind, dass diese beim Bremsen des Kraftfahrzeuges einen kürzeren Bremsweg gegenüber Fahrzeugluftreifen ohne Notfall-Bremsmatten durch einen erhöhten Reibungskoeffizienten zwischen Notfall-Bremsmatte und Fahrbahnoberfläche bewirken.
Hierdurch ist es ermöglicht, in Gefahrensituationen vor einer unvermeidbaren Kollision einen speziellen Laufstreifen-Belag in Form einer (Notfall-)Bremsmatte auf dem Fahrzeugluftreifen zur Verfügung zu stellen, der nun das Bindeglied zwischen Kraftfahrzeug und Fahrbahn darstellt und der die für das Notfall-Bremsen optimierte Eigenschaften aufweist. Hierdurch ist es ermöglicht, dass aufgrund eines erhöhten Reibungskoeffizienten der Notfall-Bremsmatte gegenüber üblichen Reibungskoeffizienten von im Straßenverkehr zum Einsatz kommenden Fahrzeugluftreifen der Bremsweg verkürzbar ist. Die Gefahr bzw. die Heftigkeit einer Kollision ist hierdurch gemindert.
Vorteilhaft ist es, wenn die Notfall-Bremsmatten auf der dem Fahrzeugluftreifen zugewandten Seite Befestigungsmittel, vorzugsweise Bolzen mit Widerhaken, zur Befestigung der Bremsmatte an dem Laufstreifen des Fahrzeugluftreifens aufweisen.
Zweckmäßig ist es, wenn die Befestigungsmittel derart gestaltet sind, dass diese in der Notfallsituation nur in den Laufstreifen des Fahrzeugluftreifens eindringen und sich darin verankern.
Vorteilhaft ist es, wenn die Notfall-Bremsmatte aus einer dem Fachmann bekannten weichen Gummimischung besteht, welche speziell für gute Bremseigenschaften optimiert ist.
Der Reibungskoeffizient kann verbessert werden, indem die Notfall-Bremsmatte eine der Fahrbahn zugewandte Profilierung aufweist.
Zur besseren Haltbarkeit der Notfall-Bremsmatte ist es vorteilhaft, wenn diese wenigstens eine Verstärkungslage aufweist.
Um insbesondere bei Aquaplaning gute Bremseigenschaften aufzuweisen, kann die Notfall-Bremsmatte Aussparungen zur Wasseraufnahme aufweisen, welche vorzugsweise netzartig sind.
In Bezug auf das Verfahren zur Beeinflussung des Reibungskoeffizienten zwischen Fahrzeugluftreifen eines Fahrzeuges gemäß eines oder mehrerer der vorangehenden Ansprüche und der Fahrbahn bei einer unvermeidbaren Fahrzeugkollision wird die Erfindung mit den folgenden Schritten gelöst:

– Erkennen der unvermeidbaren Kollisionssituation
– Aktivierung eines Auslösemechanismus zum Auslassen von Notfall-Bremsmatten in der Art, dass diese innerhalb einer Fahrzeugluftreifenumdrehung des kollidierenden Fahrzeuges um diesen gewickelt und in dem Laufstreifen diesen verankert werden.

Die Erfindung beeinflusst hauptsächlich die (negative) Verzögerung und würde sogar bei abgefahrenen Reifen unter Aquaplaning-Situationen einen deutlich verkürzten Bremsweg erreichen.
Die Erfindung besteht im Wesentlichen auf zwei Teilen bzw. zwei Erfindungen. Zum einen: der Erkennung einer Notsituation und dem Rückschluss auf eine unvermeidliche Kollision und zum anderen: eine möglichst schnelle Reduzierung der Energie bzw. Geschwindigkeit.
Die Erkennung einer unvermeidlichen Kollision ist denkbar einfach über das ACC-System zu realisieren. Beispiel für die Erkennung: Das Fahrzeug fährt mit 100 km/h und eine Notbremsung wird eingeleitet (Brems Assistent aktiv) das ACC-System erkennt ein Objekt in 30 m Entfernung. Der Anhalteweg ist unter günstigsten Voraussetzungen ~ 36 m lang! Eine mögliche Kollision steht also unmittelbar bevor! Das hier beschriebene CEA-System wird vom ABS/ESP-System ausgelöst.
Wurde über das o. g. Verfahren/System eine mögliche Kollision erkannt, wird während der Bremsung eine Gummidecke (ähnlich einer profilierten Reifendecke aus einer sehr weichen Gummimischung auf der Fahrbahnseite) zwischen Reifen und Fahrbahn geführt. Bolzen mit Widerhaken an der Gummidecke durchdringen durch das Fahrzeuggewicht die Reifendecke und sorgen für eine feste Verankerung zwischen Gummidecke und Reifen. Der Reifen wird durch die Raddrehung binnen einer Radumdrehung automatisch mit der profilierten Gummidecke umhüllt. Durch eine weiche Gummimischung (ähnlich einem RennreifenSlick) sind erhöhte Verzögerungen realisierbar. Dadurch können nach der Aktivierung durch das Bremssystem auf die „weichere Gummimischung” abgestellte, optimierte Radschlupfschwellen vorgesehen werden und weiterhin kann ein über normale ABS/ESP-Anwendungen erhöhtes Druckniveau herangezogen werden, was ebenfalls eine verbesserte Verzögerung ermöglicht.
Das System ist für den einmaligen Gebrauch gedacht. Prinzipiell könnten nach einer einmaligen Aktivierung des Systems die Reifen und die Bremsmatten erneuert werden.
Zum Aufbau:
Die Bremsmatte sollte zur Fahrbahnseite mit einer sehr weichen, griffig-profilierten Gummimischung versehen sein sowie mit Bolzen, welche mit Widerhaken versehen sind, die für eine formschlüssige Verbindung zwischen Reifen und Bremsmatte sorgen. Ebenso sind Stahl- bzw. Gewebeeinlagen notwendig um das Zerreißen der Bremsmatte zu verhindern. Die Anordnung und die Abmaße der Haken (Bolzen) dürfen nicht zum Platzen des Reifens führen und sollten so dimensioniert sein, dass Reifenluftdruckverlust nicht oder im Extremfall erst nach Stillstand des Fahrzeuges auftritt. Die Bremsmatte könnte ggf. mit Löchern versehen sein, die in Aquaplaning-Situationen mithelfen, Wasser schnellstmöglich abzuleiten. Auch eine netzartige Ausführung der Bremsmatte ist denkbar, die evtl. auch auf Schnee oder Schotter eine bessere Bremsleistung ermöglicht.
Im „nicht ausgelösten Zustand” könnten die Matten oberhalb des Rades in einem Radkasten angeordnet sein und somit teilweise den Innenkotflügel ersetzen (s. Fig.) oder in aufgerollter Form vor dem Rad untergebracht werden.
Vorteile:
Im Notfall hat der Fahrer mit diesem System die besten Voraussetzungen (maximale Profiltiefe, weichere Gummimischung usw.) für einen optimierten Bremsweg um schnellstmöglich Geschwindigkeit abzubauen. Selbst wenn es zu einer Kollision kommt, wurde die Energie schneller reduziert als bei einem konventionellen System und die resultierenden Folgen sind geringer. Ebenfalls wird die höhere Verzögerung die Wirkung von Rückhalte- und Airbag-Systemen unterstützen, weil ein Teil der kinetischen Bewegungsenergie bereits vor der Kollision umgewandelt worden ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnungen, die schematische Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen die
1 einen Fahrzeugluftreifen eines Fahrzeuges mit einer oberhalb und beabstandet zu dem Fahrzeugluftreifen angeordneten Notfall-Bremsmatte im unausgelösten Zustand;
2 den Fahrzeugluftreifen der 1 zu Beginn der Auslösung der Notfall-Bremsmatte;
3 den Fahrzeugluftreifen der 1 mit an diesem angeordneter Notfall-Bremsmatte.
Die 1 zeigt einen Fahrzeugluftreifen 1 eines Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt) mit einer oberhalb und beabstandet zu dem Fahrzeugluftreifen 1 angeordneten Notfall-Bremsmatte 2 im unausgelösten, im Normalzustand des Kraftfahrzeuges befindlichen Zustand. Die Notfall-Bremsmatte 2 ist derart am Kraftfahrzeug angeordnet dass diese im Fall einer unvermeidbaren Kollision des fahrenden Kraftfahrzeuges automatisch durch den Mechanismus eines Auslösers 3 initiiert um die Laufstreifen 4 des rollenden Fahrzeugluftreifens 1 wickelbar ist. Die Notfall-Bremsmatte 2 weist an ihrer zum Fahrzeugluftreifen 1 weisenden Oberfläche Bolzen 6 mit Widerhaken auf. Die 2 zeigt den Fahrzeugluftreifen 1 der 1 zu Beginn der Auslösung der Notfall-Bremsmatte 2. Die 3 zeigt den Fahrzeugluftreifen 1 der 1 mit an diesem angeordneter Notfall-Bremsmatte 2. Durch die Drehung des Fahrzeugluftreifens 1 umwickelt die Notfall-Bremsmatte 2 automatisch den Laufstreifen 4 des Fahrzeugluftreifens 1 und verankert sich durch die Bolzen 6 sicher in dem Laufstreifen 4. Somit kommt die Notfall-Bremsmatte 2, welche in ihrem Aufbau und mit ihren Eigenschaften bremsoptimiert gestaltet ist, mit der Fahrbahn(-oberfläche) 5 in den Kontakt. Die Notfall-Bremsmatte 2 ist derart gestaltet, dass diese beim Bremsen des Kraftfahrzeuges einen kürzeren Bremsweg gegenüber Fahrzeugluftreifen ohne Notfall-Bremsmatten 2 durch einen erhöhten Reibungskoeffizienten zwischen Notfall-Bremsmatte 2 und Fahrbahn 5 erreicht.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugluftreifen
2: Notfall-Bremsmatte
3: Auslöser
4: Laufstreifen
5: Fahrbahnoberfläche
6: Bolzen

Claims

Kraftfahrzeug mit Fahrzeugluftreifen (1), dadurch gekennzeichnet, dass Notfall-Bremsmatten (2) am Kraftfahrzeug angeordnet sind, derart, dass diese im Fall einer unvermeidbaren Kollision des fahrenden Kraftfahrzeuges automatisch durch einen Auslösemechanismus (3) initiiert um die Laufstreifen (4) der rollenden Fahrzeugluftreifen (1) wickelbar sind und somit in den Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche (5) kommen und dass die Notfall-Bremsmatten (2) derart gestaltet sind, dass diese beim Bremsen des Kraftfahrzeuges einen kürzeren Bremsweg gegenüber Fahrzeugluftreifen (1) ohne Notfall-Bremsmatten (2) durch einen erhöhten Reibungskoeffizienten zwischen Notfall-Bremsmatte (2) und Fahrbahnoberfläche (5) bewirken.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Notfall-Bremsmatten (2) auf der dem Fahrzeugluftreifen (1) zugewandten Seite Befestigungsmittel (6), vorzugsweise Bolzen mit Widerhaken, zur Befestigung der Notfall-Bremsmatte (2) an dem Laufstreifen (4) des Fahrzeugluftreifens (1) aufweisen.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (6) derart gestaltet sind, dass diese in der Notfallsituation nur in den Laufstreifen (4) des Fahrzeugluftreifens (1) eindringen und sich darin verankern.
Kraftfahrzeug nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notfall-Bremsmatte (2) aus einer weichen Gummimischung besteht.
Kraftfahrzeug nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notfall-Bremsmatte (2) eine der Fahrbahnoberfläche (5) zugewandte Profilierung aufweist.
Kraftfahrzeug nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notfall-Bremsmatte (2) wenigstens eine Verstärkungslage aufweist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Notfall-Bremsmatte (2) Aussparungen, welche vorzugsweise netzartig sind, aufweist.
Verfahren zur Beeinflussung des Reibungskoeffizienten zwischen Fahrzeugluftreifen (1) eines Kraftfahrzeuges gemäß eines oder mehrerer der vorangehenden Ansprüche und der Fahrbahnoberfläche (5) bei einer unvermeidbaren Fahrzeugkollision mit den folgenden Schritten: – Erkennen der unvermeidbaren Kollisionssituation – Aktivierung eines Auslösemechanismus (3) zum Auslassen von Notfall-Bremsmatten (2) in der Art, dass diese innerhalb einer Fahrzeugluftreifenumdrehung des kollidierenden Fahrzeuges um diesen gewickelt und in dem Laufstreifen (4) dieses verankert werden.