[发明专利]具有磁性胎面磨损传感器的轮胎和胎面磨损监测方法

说明书

本发明涉及具有磁性胎面磨损传感器的轮胎和胎面磨损监测方法。公开了一种轮胎（10），其包括：胎面（13），该胎面（13）具有布置于其中的暴露于胎面磨损的牺牲磁体部分（12），该牺牲磁体部分（12）被提供以便产生根据胎面磨损而变化或指示胎面厚度的第一磁场信号；可磁化材料，其具有优选地非线性地取决于磁场强度的磁化，该可磁化材料被提供以便产生干扰磁场信号以便叠加第一磁场信号；磁场传感器（11），其用于感测或测量第一磁场信号和叠加的干扰磁场信号；以及永磁体部分（17），其布置成接近可磁化材料，以便将由磁场传感器（11）感测到或测得的干扰磁场信号与由磁场传感器（11）感测到或测得的第一磁场信号分离。而且，公开了一种监测轮胎胎面磨损的方法。

技术领域

本发明大体上涉及一种具有磁性胎面磨损传感器的轮胎和一种胎面磨损监测方法。

背景技术

车辆的轮胎提供了车辆和道路之间的仅有接触。磨损的轮胎导致接触不良、抓地力（grip）降低、制动距离增加并且水移（water-shifting）能力降低。出于安全原因，大多数国家针对道路车辆限定了最小胎面深度。轮胎设置有胎面磨损指示器，跨越胎面花纹中的沟槽的狭窄高起，其允许通过视觉和触觉检验来检查与法律要求的合规性。当胎面与胎面磨损指示器齐平时，必须更换轮胎。

对车辆轮胎的视觉检验并不令人满意，因为许多驾驶员不会定期实施它，或甚至不知道如何进行视觉检验。此外，该方法只是通过/未通过制度的检查，且不包括对高于法律限制的胎面深度的测量。出于维护预测、车队管理等目的，视觉检验不足以估计轮胎的剩余寿命或里程数。

里程数测量已被用于估计胎面磨损、剩余轮胎寿命和剩余里程数。这种方法不精确，因为胎面磨损还取决于其他因素而不仅仅是里程数，例如道路状况、天气状况、驾驶风格（加速、制动、速度）、轮胎温度等。

最近，已提出了用嵌入于胎面中并与胎面一起经历磨损的磁体和磁力计来测量胎面磨损。随着嵌入式磁体逐渐蚀坏，由磁力计感测到的其磁场强度降低。感测到的磁场强度因此指示剩余胎面深度。

EP 3 632 667 A1公开了一种制造充气轮胎的方法，该充气轮胎在胎面部分中设置有包含硬磁性粉末颗粒的磁性部分。该方法包括：在未硫化的胎面部分形成构件中钻孔的步骤；将包含硬磁性粉末颗粒的磁性件作为磁性部分嵌入孔中的步骤；使用其中嵌有磁性件的胎面部分形成构件来模制生胎的步骤；以及对生胎进行硫化的步骤。该方法旨在在不引起表面上出现异常的不均匀性的情况下完成轮胎，即使当嵌入了用于检测轮胎的磨损状态的磁性件时也是如此。

EP 3 335 912 A2公开了使用包含磁性颗粒的包装的轮胎实施例。随着胎面由于使用而磨损，磁性颗粒从轮胎蚀坏，并且从包装发出的磁场的强度降低。用磁力计监测磁场，该磁力计抵靠胎面的表面放置。在替代性实施例中，轮胎被驱动通过包含磁力计的表面。在另一个替代性实施例中，磁力计安装在汽车上，例如在轮舱中。

US 2009/078347 A1公开了一种轮胎胎面感测系统，其包括磁场传感器和磁场源，该磁场源被构造成磁化嵌入于轮胎胎面中的可磁化颗粒。磁场传感器被构造成测量与磁场源和可磁化颗粒相关联的磁场强度，并且磁场强度指示轮胎胎面深度。替代地，颗粒包括嵌入于轮胎的胎面部分中的交变永磁体（alternating permanent magnets）。

WO 2019/107296 A1涉及一种轮胎磨损信息获取系统和对应的方法。充气轮胎的胎面部分设置有：柱状磨损测量磁体，其与胎面橡胶一起磨耗，并由此降低磁通密度或磁场强度；以及柱状参考磁体，其定位成使得参考磁体不与胎面橡胶一起磨耗。磨损测量磁体和参考磁体从紧邻胎面表面（胎面部分在该处接触地面）的位置朝向充气轮胎的轮胎空腔区域延伸，并且相比于磨损测量磁体在其胎面表面侧上的端部，参考磁体在其胎面表面侧上的端部定位成距螺旋纹表面更远。