WO2018197067A1 - Fahrzeugreifen - Google Patents

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WO2018197067A1
WO2018197067A1 PCT/EP2018/053395 EP2018053395W WO2018197067A1 WO 2018197067 A1 WO2018197067 A1 WO 2018197067A1 EP 2018053395 W EP2018053395 W EP 2018053395W WO 2018197067 A1 WO2018197067 A1 WO 2018197067A1
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tire
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vehicle tire
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Marian Rostek
Joachim Busche
Martin Kurz
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Continental Reifen Deutschland GmbH
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Continental Reifen Deutschland GmbH
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    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
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    • B60C11/24—Wear-indicating arrangements
    • B60C11/243—Tread wear sensors, e.g. electronic sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172—Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • B60T8/1725—Using tyre sensors, e.g. Sidewall Torsion sensors [SWT]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C19/00—Tyre parts or constructions not otherwise provided for
    • B60C2019/004—Tyre sensors other than for detecting tyre pressure

Definitions

  • the invention relates to a vehicle tire. It is known to use tire pressure monitoring in vehicle tires in order to reliably detect a pressure loss.
  • the invention has for its object to provide a vehicle tire, with the conventional vehicle tires can be improved.
  • a tire sensor with an optical waveguide is arranged in a tread block of the tread, the optical waveguide being in the form of a light pipe having at least one interference filter and extending substantially in the radial direction of the tread block,
  • the number of interference filters in the optical waveguide is reduced and can be determined by an evaluation of light signals reflected in the optical waveguide profile abrasion.
  • Tire sensor of the profile wear in the vehicle tire in a simple way, automated and with a high accuracy can be determined.
  • the tire sensor with the optical waveguide has a very small diameter and can be relatively simple in the
  • Treads are arranged. Another significant advantage is that the tire sensor with the optical waveguide does not require its own power supply. On one side of the optical waveguide, light is introduced with a special spectrum and then the reflected light waves are evaluated again. The areas in the
  • Optical fibers each having an interference filter, provide individual
  • Measuring points can e.g. also mechanical material stresses and forces are measured and evaluated with high accuracy.
  • An evaluation of the reflected light signals makes it possible to easily determine the profile abrasion and thus the tread depth.
  • Optical fiber consists of a fiberglass material and has a diameter of less than about 2 mm.
  • the optical fiber has a very small diameter, whereby it can be easily installed in the vehicle tire and in a tread block of the tread.
  • the optical waveguide can be integrated directly into specific areas of the tread, for example, during tire production.
  • the application of the optical waveguide could take place, for example, during prefabrication of the tread material.
  • the interference filters in the optical waveguide are arranged at regular intervals from one another.
  • Dashboard be forwarded in the vehicle. This allows the profile depth in the tread to be evaluated and monitored in mm increments.
  • the distances between the interference filters in the optical waveguide are at least 1 mm in each case.
  • Optical waveguide in the area of an interference filter is coated with a tubular element in order to measure a temperature in special material areas of the vehicle tire.
  • the sheath of the optical waveguide with a tubular element serves to the
  • the tire sensor is connected to a central tire module
  • the tire module is disposed on the tire inner side and communicates with a central receiving unit in a vehicle.
  • the measured data can be transmitted wirelessly to a receiving unit in the vehicle.
  • Fig. 1 a tire portion in a radial sectional view
  • FIG. 1 schematically shows a tire section with the tread 13 and the tire inner side 11 in a radial sectional view.
  • the optical waveguide 5 is arranged in the profile block or profile block in the radial direction 2 of the vehicle tire.
  • the vehicle tire is in a new tire condition with a tread depth 14 present in a circumferential groove 10.
  • the optical waveguide 5 has a plurality of superimposed interference filters 6, 7, 8 and 9, which are preferably arranged at 1 mm intervals from each other.
  • a light signal is introduced, which is respectively reflected at the different interference filters 6, 7, 8 and 9.
  • the two interference filters 6 and 7 would also be abraded. This state would be detected via the reflected light signals and sent to a central receiving unit in the
  • the individual interference filters 6, 7, 8 and 9 are abraded in succession, the individual dropping out of the interference filters being detected by evaluating the light signals.
  • the last interference filter 9 preferably displays the legally prescribed minimum profile depth. If this interference filter disappears due to tread wear, a warning message is sent to a central receiving unit in the vehicle indicating that the vehicle tire needs to be replaced.
  • the reflected light signals 1 can preferably be forwarded to a tire module, which is located on the inside of the tire. Subsequently, the acquired and evaluated measurement data are sent to a central light signals.
  • the profile depth can be monitored automatically.
  • the optical waveguide can be connected to the illustrated tire module 12, which is arranged, for example, on the inside of the tire.
  • the measurement data will be
  • the measurement data can also be used to improve control algorithms for an ABS or ESP system.
  • interference filter 1 fiber bragg grating

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Tires In General (AREA)

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

Beschreibung
Fahrzeugreifen
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 Anspruch 1 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:
Fig. 1 : einen Reifenabschnitt in einer Radialschnittansicht
Die Figur 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 (Teil der Beschreibung)
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

Patentansprüche
1. 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.
2. Fahrzeugreifen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Lichtwellenleiter (5) aus einem Glasfasermaterial besteht und einen
Durchmesser von kleiner als ca. 2 mm aufweist.
3. 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.
PCT/EP2018/053395 2017-04-28 2018-02-12 Fahrzeugreifen Ceased WO2018197067A1 (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003059656A1 (fr) * 2002-01-21 2003-07-24 Societe De Technologie Michelin Procede et systemes de mesure de l'usure d'une enveloppe de pneumatique
FR2841826A1 (fr) * 2002-07-04 2004-01-09 Bosch Gmbh Robert Ensemble roue et pneumatique pour vehicule automobile avec indicateur d'usure, dispositif indicateur d'usure et pneumatique pour un tel ensemble

Patent Citations (2)

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