DE102017207228A1

DE102017207228A1 - Fahrzeugreifen

Info

Publication number: DE102017207228A1
Application number: DE102017207228.8A
Authority: DE
Inventors: Marian Rostek; Joachim Busche; Martin Kurz
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2018-10-31
Also published as: WO2018197067A1

Abstract

Um ein Fahrzeugreifen bereitzustellen, mit dem herkömmliche Fahrzeugreifen verbessert werden können, wird vorgeschlagen, dass
in einem Profilblock des Laufstreifens ein Reifensensor mit einem Lichtwellenleiter (5) angeordnet ist,
wobei der Lichtwellenleiter (5) in Form einer Lichtleitung mit mindestens einem Interferenzfilter (6, 7, 8, 9) ausgebildet ist und sich im Wesentlichen in radialer Richtung (2) des Profilblockes (4) erstreckt,
wobei bei einem Profilabrieb des Fahrzeugreifens die Anzahl der Interferenzfilter (6, 7, 8, 9) im Lichtwellenleiter (5) reduziert wird und
über eine Auswertung von im Lichtwellenleiter (5) reflektierten Lichtsignalen der Profilabrieb bestimmt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen.
Es ist bekannt, bei Fahrzeugreifen eine Reifendrucküberwachung einzusetzen, um einen Druckverlust sicher zu detektieren.
Außerdem gibt es unterschiedliche Ansätze, die Profiltiefe eines Fahrzeugreifens mit einem Reifensensor zu ermitteln. Die meisten bisherigen Konzepte wurden jedoch nicht umgesetzt, da sie unterschiedliche Nachteile besitzen. Einer der Nachteile besteht insbesondere darin, dass viele Sensoren eine eigene Energieversorgung in Form einer Batterie benötigen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugreifen bereitzustellen, mit dem herkömmliche Fahrzeugreifen verbessert werden können.
Gelöst wird die Aufgabe durch den Oberbegriff und die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch1 dadurch, dass
in einem Profilblock des Laufstreifens ein Reifensensor mit einem Lichtwellenleiter angeordnet ist, wobei der Lichtwellenleiter in Form einer Lichtleitung mit mindestens einem Interferenzfilter ausgebildet ist und sich im Wesentlichen in radialer Richtung des Profilblockes erstreckt,
wobei bei einem Profilabrieb des Fahrzeugreifens die Anzahl der Interferenzfilter im Lichtwellenleiter reduziert wird und über eine Auswertung von im Lichtwellenleiter reflektierten Lichtsignalen der Profilabrieb bestimmt werden kann.
Ein Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass mit dem neuen Reifensensor der Profilabrieb im Fahrzeugreifen auf einfache Weise, automatisiert und mit einer hohen Genauigkeit ermittelt werden kann. Der Reifensensor mit dem Lichtwellenleiter hat einen sehr geringen Durchmesser und kann relativ einfach im Laufstreifen angeordnet werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass der Reifensensor mit dem Lichtwellenleiter keine eigene Energieversorgung benötigt. Auf einer Seite des Lichtwellenleiters wird Licht mit einem speziellen Spektrum eingeleitet und anschließend die reflektierten Lichtwellen wieder ausgewertet. Die Bereiche im Lichtwellenleiter, die jeweils einen Interferenzfilter aufweisen, stellen einzelne Messpunkte in der jeweiligen Materialschicht des Fahrzeugreifens dar. An diesen Messstellen können z.B. ebenfalls mechanische Materialbeanspruchungen und Kräfte mit einer hohen Genauigkeit gemessen und ausgewertet werden.
Aufgrund eines Profilabriebes würden ebenfalls die Interferenzfilter nacheinander abgerieben werden und nacheinander verschwinden.
Über eine Auswertung der reflektierten Lichtsignale lässt sich auf einfache Weise der Profilabrieb und damit die Profiltiefe ermitteln.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Lichtwellenleiter aus einem Glasfasermaterial besteht und einen Durchmesser von kleiner als ca. 2 mm aufweist.
Der Lichtwellenleiter hat einen sehr geringen Durchmesser, wodurch dieser auf einfache Weise im Fahrzeugreifen und in einem Profilblock des Laufstreifens verlegt werden kann. Der Lichtwellenleiter kann beispielsweise bei der Reifenherstellung direkt in spezielle Bereiche des Laufstreifens integriert werden. Das Aufbringen des Lichtwellenleiters könnte beispielsweise beim Vorkonfektionieren des Laufstreifenmaterials erfolgen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Interferenzfilter im Lichtwellenleiter in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet sind.
Dadurch lässt sich der Profilabrieb auf einfache Weise auswerten und überwachen. Bei Erreichen der gesetzlichen Mindestprofiltiefe würde eine Warnmeldung an das Armaturenbrett im Fahrzeug weitergeleitet werden. Dadurch lässt sich die Profiltiefe im Laufstreifen in mm-Schritten auswerten und überwachen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abstände der Interferenzfilter im Lichtwellenleiter zueinander jeweils mindestens 1 mm beträgt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Lichtwellenleiter im Bereich von einem Interferenzfilter mit einem Rohrelement ummantelt ist, um in speziellen Materialbereichen des Fahrzeugreifens eine Temperatur zu messen.
Die Ummantelung des Lichtwellenleiters mit einem Rohrelement dient dazu, den Lichtwellenleiter von dem umgebenden Material zu entkoppeln. Auf diese Weise lässt sich auf einfache Weise die Temperatur an der jeweiligen Messstelle ermitteln.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Reifensensor mit einem zentralen Reifenmodul verbunden ist,
wobei das Reifenmodul auf der Reifeninnenseite angeordnet ist und mit einer zentralen Empfangseinheit in einem Fahrzeug in Verbindung steht.
Dadurch lassen sich die Messdaten drahtlos zu einer Empfangseinheit im Fahrzeug übermitteln.
Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:

1: einen Reifenabschnitt in einer Radialschnittansicht

Die 1 zeigt schematisch einen Reifenabschnitt mit dem Laufstreifen 13 und der Reifeninnenseite 11 in einer Radialschnittansicht.
Der Lichtwellenleiter 5 ist im Profilklotz bzw. Profilblock in radialer Richtung 2 des Fahrzeugreifens angeordnet. In der gezeigten Darstellung befindet sich der Fahrzeugreifen in einem Neureifenzustand mit einer Profiltiefe 14, die in einer Umfangsrille 10 vorliegt.
Der Lichtwellenleiter 5 weist eine Vielzahl von übereinander angeordneten Interferenzfiltern 6, 7, 8 und 9 auf, die vorzugsweise in 1mm-Abständen zueinander angeordnet sind. An einem Ende des Lichtwellenleiters 5 wird ein Lichtsignal eingeleitet, welches jeweils an den unterschiedlichen Interferenzfiltern 6, 7, 8 und 9 reflektiert wird. Nachdem beispielsweise ein Profilabrieb von 2mm am Profilklotz 4 erfolgt ist, würden die beiden Interferenzfilter 6 und 7 ebenfalls abgerieben sein. Dieser Zustand würde über die reflektierten Lichtsignale erfasst werden und an eine zentrale Empfangseinheit im Fahrzeug weitergeleitet. Über die Reifenlebensdauer werden nacheinander die einzelnen Interferenzfilter 6, 7, 8 und 9 abgerieben, wobei über eine Auswertung der Lichtsignale das einzelne Wegfallen der Interferenzfilter detektiert wird. An jedem Interferenzfilter wird Licht mit einem bestimmten Frequenzspektrum reflektiert. Wenn ein entsprechendes Frequenzspektrum beim reflektierten Licht fehlt, kann aus diesem Umstand geschlossen werden, dass ein Abrieb des entsprechenden Interferenzfilters erfolgt ist. Der letzte Interferenzfilter 9 zeigt vorzugsweise die gesetzlich vorgeschriebene Mindestprofiltiefe an. Wenn dieser Interferenzfilter aufgrund eines Profilabriebes verschwindet, erfolgt eine Warnmeldung an eine zentrale Empfangseinheit im Fahrzeug, die anzeigt, dass der Fahrzeugreifen ersetzt werden muss. Die reflektierten Lichtsignale 1 können vorzugsweise an ein Reifenmodul weitergeleitet werden, welches sich auf der Reifeninnenseite befindet. Anschließend werden die erfassten und ausgewerteten Messdaten an eine zentrale Empfangseinheit im Fahrzeug weitergeleitet. Mit dem neuartigen Profiltiefensensor lässt sich die Profiltiefe automatisiert überwachen.
Der Lichtwellenleiter kann mit dem dargestellten Reifenmodul 12 verbunden sein, welches beispielsweise auf der Reifeninnenseite angeordnet ist. Die Messdaten werden anschließend an eine zentrale Empfangseinheit im Fahrzeug weitergeleitet. Mit den Messdaten lassen sich auch Regelalgorhythmen für ein ABS- oder ESP-System verbessern.
Bezugszeichenliste

1: Reflektierte Lichtsignale
2: Radiale Richtung des Fahrzeugreifens
3: Axiale Richtung des Fahrzeugreifens
4: Profilklotz bzw. Profilblock
5: Lichtwellenleiter mit Ausrichtung in axialer Richtung
6: Interferenzfilter 1 (faser-bragg-gitter)
7: Interferenzfilter 2
8: Interferenzfilter 3
9: Interferenzfilter 4
10: Umfangsrille
11: Reifeninnenseite
12: Reifenmodul
13: Laufstreifen
14: Profiltiefe bei einem Neureifen

Claims

Fahrzeugreifen mit einem Laufstreifen (9) mit Profilblöcken (4), einer Karkasslage, einem Reifengürtel und Seitenwänden, wobei im Fahrzeugreifen ein Reifensensor zur Messung eines Profilabriebes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Profilblock des Laufstreifens ein Reifensensor mit einem Lichtwellenleiter (5) angeordnet ist, wobei der Lichtwellenleiter (5) in Form einer Lichtleitung mit mindestens einem Interferenzfilter (6, 7, 8, 9) ausgebildet ist und sich im Wesentlichen in radialer Richtung (2) des Profilblockes (4) erstreckt, wobei bei einem Profilabrieb des Fahrzeugreifens die Anzahl der Interferenzfilter (6, 7, 8, 9) im Lichtwellenleiter (5) reduziert wird und über eine Auswertung von im Lichtwellenleiter (5) reflektierten Lichtsignalen der Profilabrieb bestimmt werden kann.
Fahrzeugreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtwellenleiter (5) aus einem Glasfasermaterial besteht und einen Durchmesser von kleiner als ca. 2 mm aufweist.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Interferenzfilter (6, 7, 8, 9) im Lichtwellenleiter (5) in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet sind.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der Interferenzfilter (6, 7, 8, 9) im Lichtwellenleiter (5) zueinander jeweils mindestens 1 mm beträgt.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtwellenleiter (5) im Bereich von einem Interferenzfilter (9) mit einem Rohrelement (12) ummantelt ist, um in speziellen Materialbereichen des Fahrzeugreifens eine Temperatur zu messen.
Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifensensor mit einem zentralen Reifenmodul (11) verbunden ist, wobei das Reifenmodul (11) auf der Reifeninnenseite (11) angeordnet ist und mit einer zentralen Empfangseinheit in einem Fahrzeug in Verbindung steht.