DE19900082A1 - Fahrzeugluftreifen mit Sensor darin und Schlupfregelsystem - Google Patents
Fahrzeugluftreifen mit Sensor darin und SchlupfregelsystemInfo
- Publication number
- DE19900082A1 DE19900082A1 DE19900082A DE19900082A DE19900082A1 DE 19900082 A1 DE19900082 A1 DE 19900082A1 DE 19900082 A DE19900082 A DE 19900082A DE 19900082 A DE19900082 A DE 19900082A DE 19900082 A1 DE19900082 A1 DE 19900082A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sensors
- tire
- sensor
- pneumatic vehicle
- vehicle tire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims abstract description 71
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 31
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 30
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 9
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 abstract description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 10
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 9
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 8
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 8
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 238000012549 training Methods 0.000 description 4
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 3
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 3
- 208000032369 Primary transmission Diseases 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 2
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001850 reproductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- 206010043945 Tongue coated Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000011157 data evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000763 evoking effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010921 in-depth analysis Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 239000002964 rayon Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011885 synergistic combination Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
- G01L5/10—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means
- G01L5/108—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means for measuring a reaction force applied on a single support, e.g. a glider
-
- 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
- B60C15/00—Tyre beads, e.g. ply turn-up or overlap
- B60C15/06—Flipper strips, fillers, or chafing strips and reinforcing layers for the construction of the bead
-
- 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
-
- 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
- B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
- B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
- B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
- B60C23/0491—Constructional details of means for attaching the control device
- B60C23/0493—Constructional details of means for attaching the control device for attachment on the tyre
-
- 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
-
- 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
- B60T8/171—Detecting parameters used in the regulation; Measuring values used in the regulation
-
- 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
- B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
- B60T8/52—Torque sensing, i.e. wherein the braking action is controlled by forces producing or tending to produce a twisting or rotating motion on a braked rotating member
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
- D07B1/06—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
- D07B1/0606—Reinforcing cords for rubber or plastic articles
- D07B1/062—Reinforcing cords for rubber or plastic articles the reinforcing cords being characterised by the strand configuration
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
- D07B1/14—Ropes or cables with incorporated auxiliary elements, e.g. for marking, extending throughout the length of the rope or cable
- D07B1/145—Ropes or cables with incorporated auxiliary elements, e.g. for marking, extending throughout the length of the rope or cable comprising elements for indicating or detecting the rope or cable status
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
- G01L1/162—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices using piezoelectric resonators
- G01L1/165—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices using piezoelectric resonators with acoustic surface waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
- G01L5/10—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means
- G01L5/102—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means using sensors located at a non-interrupted part of the flexible member
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
- G01L5/167—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using piezoelectric means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2530/00—Input parameters relating to vehicle conditions or values, not covered by groups B60W2510/00 or B60W2520/00
- B60W2530/20—Tyre data
Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen sensorbestückten Luftreifen (1) und ein Schlupfregelsystem mit einem solchen sensorbestückten Luftreifen (1). Ohne eine elektrische Spannungsversorgung im rotierenden Rade sollen Informationen über die von einem jeden Reifen während seines Betriebes übertragenen Kräfte gewonnen werden, die zur Brems- und Fahrwerksregelung verwendbar sind. Ein Sensor (S) zur Messung der vom Reifen übertragenen Kräfte soll so im Reifen plaziert werden, dass die Kräfte, zumindest die Längskräfte, möglichst direkt auf besonders einfache und gewichtsarme Weise erfasst werden. DOLLAR A Zur Lösung ist zumindest einer der Sensoren (S) im Bereich eines Wulstes (2) angeordnet. Dabei soll vorzugsweise die Funksensorik mit passiven Oberflächenwellen-Komponenten, die aus dem Fortschrittsbericht des VDI vom 30. November 1995 bekannt ist, eingesetzt werden; hierzu empfangen alle im Apex enthaltenen Sensoren (S) von einem Aggregat (12) Funksignale, verändern diese in einer eindeutigen Korrelation zur zu sensierenden Kraft und senden die veränderten Signale an das Aggregat (12) zurück. Außer der empfangenen Funkenergie erhalten die Sensoren (S) keine Energie zugeführt. diese Lösung zeigt zumindest in der Umgebung des Soll-Luftdruckes eine praktisch konstante Eichkurve, wenn die radiale Mitte (Ssm) jeder sensitiven Fläche in dem radialen Abstand zum Wustkern (3) angeordnet ist, in dem die Karkasse im Querschnitt einen Wendepunkt aufweist.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugluftreifen gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Demgemäß weist er (1)
Wülste (2) und darin angeordnete Wulstkerne (3) auf, wobei
innerhalb des Fahrzeugluftreifens (1) zumindest ein Sensor (S)
angeordnet ist, welcher Signale liefert, die in einer
Korrelation zu vom Reifen während seines Betriebes
übertragenen Kräften stehen. Solche Informationen über
Reifenkräfte dienen der Brems- und Fahrwerksregelung.
Es ist an sich bekannt, Sensoren im Reifen anzuordnen, siehe
dazu DE 39 37 966 A1, DE 43 35 938 A1 und EP 0 602 679 B1. Sie
werden dort eingesetzt zwischen dem Profilrillengrunde und der
obersten Gürtellage.
Die uns bekannten, im Reifen angeordneten Sensoren leben alle
mit dem Problem, eine elektrische Versorgungs-Spannung zu
benötigen. Die Versorgungs-Spannung kann über Bürsten von der
nicht-rotierenden Auto-Batterie/Bordnetz in das rotierende Rad
übertragen werden, sie kann durch einen im rotierenden Rade
angeordneten Generator erzeugt werden (zum Beispiel gemäß DE-
OS 34 07 254) oder sie kann innerhalb des rotierenden Rades
durch eine Batterie oder dergleichen gespeichert sein.
Nach bisherigem Stande der Technik scheint unter den
verschiedenen Möglichkeiten der Energie-Versorgung die
Anordnung einer knopfzellenartigen Batterie innerhalb des
Reifens oder der Felge das kleinste Übel zu sein. Von den
Autofahrern wird aber nur eine Batterie-Lebensdauer oberhalb
von drei Jahren als zumutbar empfunden. Zur Sicherstellung
einer solchen Lebensdauer kommt es an auf
- - die Kleinheit des Stromverbrauches pro Sendesignal (also Sendedauer pro Signal sehr kurz oder Sendeleistung sehr gering), was mit dem anderen Ziel der absolut zuverlässigen Signalidentifikation im Empfänger kollidiert angesichts der Vielfalt streunender schwacher elektromagnetischer Wellen
- - geringe Häufigkeit von Sendesignalen pro Zeit (was zur Luftdrucküberwachung möglich erscheint, zur Schlupf kontrolle aber nur mit Einschränkung der Regelpräzision möglich ist)
- - hohe Batteriekapazität (was Systemkosten und -gewicht verschlechtert)
- - sehr geringer Selbstentladestrom
- - geringer Innenwiderstand und geringer Spannungsabfall über sinkender Temperatur bis herunter zu -40°C.
Solche Vorrichtungen haben sich in Versuchsfahrzeugen zwar
bewährt, haben aber bis heute nicht den Sprung in eine
Serienproduktion geschafft und mit den derzeitig verfügbaren
Batterien erscheint ein solcher Sprung auch unwahrscheinlich
zumindest in Systemen, die auch einer Schlupfüberwachung
dienen, wie das von vorliegender Erfindung gefordert wird.
Überdies sind solche Batterien entweder schwer austauschbar
oder leicht stehlbar.
Als Problemumgehung wurde in der EP-PA 0 363 570 bereits
vorgeschlagen, die längs- und/oder querkraftsensierenden
Sensoren gar nicht im schwer versorgbaren Reifen anzuordnen,
sondern in einem nicht-rotierenden System in der Nähe des
Reifens, beispielsweise an einem Lenker der Radaufhängung.
Solche Messorte sind aber von dem letzlich zu überwachenden
Reifenlatsch - nur dort passiert die Kraftübertragung zwischen
Fahrzeug und Straße - recht weit entfernt, noch weiter
entfernt als beim konventionellen ABS.
Die dabei zwischen den Sensoren und dem Reifenlatsch liegenden
Elastizitäten, Massen und Schwingungserregungen (durch die
umlaufenden Steifigkeitsschwankungen von Wälzlagern und
Antriebsgelenken) verringern die Messpräzision. Je geringer
die Präzision ist, desto weiter muss der dem ABS- oder ESP-
System - für Maximalbremsungen - vorgegebene Soll-Schlupf
zwischen Reifenlauffläche und Fahrbahn unter dem kritischen
Schlupf liegen, um ein Übersteuern der Regelabweichung zu
vermeiden; ein umso längerer Bremsweg ist also hinzunehmen.
Dem Prinzip der nicht-rotierenden Sensoranordnung folgt auch
die DE-OS 44 35 160 A1 der gleichen Anmelderin und die darauf
aufbauende PCT/EP95/03864. Die sensierte Größe fällt aber im
rotierenden Rade an: die Seitenwandtorsion. Es gelingt,
Verformungen im rotierenden Rade mit nicht-rotierenden
Sensoren außerhalb des Rades zu bestimmen, indem nicht die
letztlich interessierenden Kräfte selbst gemessen werden,
sondern Veränderungen von Zeitspannen in dem Passieren
reifenfester Marken vorbei an nichtdrehenden Sensoren.
Dieses System stellt nach bisheriger Kenntnis zwar einen
großen Fortschritt gegenüber den bislang durch ein Polrad mit
Information versorgten ABS-Systemen dar, weil die Masse der
Felge und Nabe mit ihrer Hülse nicht mehr in die Trägheits
betrachtung eingeht, also eine flinkere Kontrolle ermöglicht,
jedoch möchte die Anmelderin zum Ausbau ihrer Kompetenz und
zur Leistungssteigerung durch internen Wettbewerb auch eine
Lösung anbieten mit einer Sensoranordnung im rotierenden Rade.
Die vorgenannte Messung der Seitenwandtorsion zeigte, dass
schon bei kontinuierlicher Geradeausfahrt Torsionschwingungen
zwischen der radial inneren und der radial äußeren Messspur
auftreten. Dadurch zeigen die Momentanwerte der Torsion große
Abweichungen vom Quotienten Längskraft/Torsionssteifigkeit,
ein Einfluss, der erst durch eine hohe Auflösung, also eine
hohe Polanzahl pro Magnetspur, herausrechenbar ist.
Zwar hat dieser Effekt auch Vorteile, wie in den Anmeldungen
DE-OS 197 16 586.9 und 197 25 775.5 dargelegt, nämlich zur
Profiltiefen- und Aquaplaning-Erkennung, aber für die reine
Längskraftermittlung, die die höchste Priorität genießt,
stellt er eine Verkomplizierung dar.
Aus den US-Patenten 4,625,207; 4,625,208 und 4,725,841 sind
Systeme bekannt zur Abfrage eines passiven Transponders, der
eine phasencodierte Information trägt.
EP 0 505 906 B1 offenbart einen Luftreifen mit einem
Integrierte-Schaltung-Transponder, welcher innerhalb der
Struktur des Reifens angeordnet ist, zur Verwendung in der
Reifenidentifikation, wobei ein Luftdruckdetektor in den
Transponder inkorporiert ist und dieser Transponder mitsamt
seinem Druckdetektor an der axial inneren Seite des dichtenden
Innenliners angeordnet ist.
DE-OS 41 12 738 geht auf den Umstand ein, dass gewisse
Spezifika von Reifen von Typ zu Typ variieren. Beispielsweise
zeigen, hieran denkt der Reifenfachmann als erstes, Reifen des
einen Herstellers eine etwas andere Kurve des Reibungs
beiwertes µ über dem Schlupf als die Reifen eines anderen
Herstellers, selbst dann, wenn sie die gleiche Reifendimension
aufweisen. Insbesondere kann der kritische Schlupf der einen
Reifentype höher liegen als der einer anderen Reifentype.
Die ABS-System-Hersteller sind in der Regel gehalten,
denjenigen Schlupf als Optimum einzuregeln, der zwar so hoch
wie möglich liegt, aber niedrig genug, dass mit keinem der
zugelassenen Reifen das gefürchtete Übersteuern der Bremse
eintritt; damit soll vermieden werden, dass nach einem
zufällig leicht zu hohen Bremsdruck zu viel Bremsdruck
abgebaut wird und danach viel zu viel Bremsdruck wieder
aufgebaut wird und so weiter, die Regelabweichung sich also
aufschaukelt.
Dies führt im Ergebnis dazu, dass auf solchen Autos immer die
Reifen in den Bremsenprüfungen am besten erscheinen, die die
steilste µ-Schlupfkurve aufweisen, auch dann, wenn andere
Reifen ein höheres µ erreichen; der höhere Schlupf, den diese
anderen Reifen benötigen, wird erst gar nicht erreicht durch
das zu vorsichtige Vorgehen des Reglers aufgrund der in ihm
gespeicherten steilsten µ-Schlupf-Kurve.
Die besagte DE 41 12 738 lehrt nun ein Verfahren zur Steuerung
und/oder Regelung von Kraftfahrzeugsystemen, in dem
Informationen über die Eigenschaften der tatsächlich
montierten Reifen - z. B. die µ-Schlupf-Kurve - nicht starr im
Regler gespeichert sind, sondern, quasi als gesteigertes
Reifenidentifikations-System, im Reifen selbst gespeichert
sind und von da aus dem Regler eingespielt werden, sodass der
Regler - um im wichtigsten Beispiel zu bleiben - auch bei
Verwendung der unterschiedlichsten Reifen die zum
individuellen Reifen passende µ-Schlupf-Kurve seinen
Eingriffen zugrunde legt.
Nach einer Ausgestaltung jener Erfindung wird hierzu ein
Datenträger auf der axial inneren Seite des fahrzeuginneren
Reifenwulstes angeordnet.
Aus den Fortschrittsberichten des VDI (Verband Deutscher
Ingenieure) Reihe 8, Nr. 515 ist ein Bericht über das vom
Sonderforschungsbereich 241 der Deutschen Forschungs
gemeinschaft an der Technischen Hochschule Darmstadt
veranstaltete Kolloquium "Berührungslose Messdaten- und
Leistungsübertragung" vom 30. November 1995 bekannt.
Dort berichten L. Reindl und V. Magori von der Siemens AG auf
den Seiten 62 bis 79 über "Funksensorik mit passiven
Oberflächenwellen Komponenten" und schlagen ein als "Sensor"
(dazu gehören aber tatsächlich noch andere Glieder)
bezeichnetes signal-generierendes Glied vor, welches einen
längenveränderlichen Stab enthält mit einer Schicht aus einem
oder mehreren piezo-elektrischen Kristallen, beispielsweise
Siliziumdioxyd.
Dieses Glied soll mit passiver Funkübertragung arbeiten, d. h.
ohne sonstige Energiezufuhr auskommen. Dazu wird eine von
einem Sender empfangene elektromagnetische Welle in eine
akustische Oberflächenwelle der piezo-elektrischen Kristall
schicht umgesetzt, an die eine elektrische Welle gleicher
Fortpflanzungsgeschwindigkeit durch die Piezo-Eigenschaft
gekoppelt ist.
Wesentlich ist, dass die so determinierte Fortpflanzungs
geschwindigkeit um etwa 5 Zehnerpotenzen unterhalb der
Fortpflanzungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen
liegt. Die Reflexion erfolgt dadurch so weit verspätet, dass
sie nicht in dem dem Sendeimpuls folgenden primären Echo
unauflösbar untergeht.
Zur Unterscheidung vom primären Echo des Sendersignales wird
für diese Anmeldung der Begriff des "langsamen Echos"
eingeführt; hiermit ist dasjenige Echo gemeint, dessen Energie
zwischenzeitlich in eine Körperschallwelle innerhalb des
bevorzugten passiven Sensors umgewandelt wurde, bevor es
- wieder als elektromagnetische Welle - an den Empfänger (der
mit dem Sender identisch sein kann) weiter gereicht wird.
Die Größe der Verzögerung hängt von der Längenänderung und
damit Wellenlaufwegsänderung ab. Die Längenänderung ist aber
andererseits über das Hooksche Gesetz mit der Biegespannung
und damit der eingeleiteten Kraft proportional verknüpft.
In der Sammlung Nr. 1350 von VDI-Berichten über die Vorträge
von der 6. Fachtagung "Reifen, Fahrwerk, Fahrbahn" der VDI-
Gesellschaft "Fahrzeug- und Verkehrstechnik", die am 23. und
24. Oktober 1997 in Hannover stattfand, steht auf den Seiten
305 bis 317 ein Aufsatz von Dipl.-Ing. Dr. techn. A. Pohl,
Dipl.-Phys. L. Reindl und Dipl.-Ing. H. Scherr des Titels
"Drahtloses Messen mit passiven OFW-Sensoren am Beispiel der
Überwachung des Reifenluftdruckes". Diese Bericht-Sammlung
erschien im VDI-Verlag, Düsseldorf.
Nach unserer Kenntnis ist dies die erste und bislang einzige
Veröffentlichung, wo ein OFW-Sensor am rotierenden Rade
eingesetzt werden soll. Im dortigen Bild 5 von Seite 313 ist
eine integrierte OFW-Druckmesseinrichtung gezeigt, die
ausweislich des Textes von Seite 315 in die Kaverne des
Reifens montiert wurde, wobei als Sensorantenne eine innen an
der Reifenflanke befestigte Folie verwendet wurde. In den
Zeilen 2 und 3 von Seite 316 dieses Berichtes wird bereits
vorgeschlagen, das Sensorelement im Reifengummi anzuordnen.
Aus vorgenanntem Interesse und dem Stand der Technik - aus
dem, je nach Betrachtungsweise, die PCT/EP95/03864 oder
letztgenannter VDI-Bericht als nächstliegend erscheint -
stellt sich die Aufgabe, ohne Beeinträchtigung der Reifen
eigenschaften, insbesondere seines Gewichtes und seines
Rollwiderstandes, einen Sensor zur Messung der vom Reifen
übertragenen Kräfte so im Reifen zu plazieren, dass eine
möglichst direkte Erfassung der Kräfte, zumindest der
Längskräfte, auf besonders einfache und gewichtsarme Weise
gelingt.
Zusammen mit den gattungsbildenden Merkmalen wird die Aufgabe
erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest einer der
Sensoren (S), die Signale in Korrelation zu vom Reifen während
seines Betriebes übertragenen Kräften liefern, im Bereich
eines Wulstes (2) angeordnet ist.
Dabei sollen vorzugsweise gemäß Anspruch 9 alle im Bereich
eines Wulstes (2) enthaltenen Sensoren (S) mit passiver
Funkübertragung arbeiten, d. h. ohne sonstige Energiezufuhr
von einem nicht-rotierenden Gerät (G) empfangene Funksignale
in einer eindeutigen Korrelation zur zu sensierenden Größe (Fl
und/oder Fq) verändern oder in ihrer Phasenlage verändern und
an einen Empfänger (E) senden.
Der erforderliche Empfänger soll nicht rotierend in der Nähe
eines jeden zu überwachenden Rades angeordnet sein, weiter
bevorzugt in einer nabenfesten oder radlenkerfesten Position.
Die erfindungsgemäße Sensor-Anordnung im Wulstbereich hat zwar
den Nachteil, dass die dort zu sensierenden mechanischen
Verformungen deutlich geringer sind als etwa die zwischen dem
Gürtelkantenbereich und dem Wulstbereich gemäß dem System nach
der PCT/EP95/03864, sie hat aber auch Vorteile:
Eine weiter vertiefte Analyse der Reifen-Torsions-Schwingungen erbrachte, dass nicht alle Reifenbereiche gleichstark von diesen Torsionsschwingungen erfasst werden: Dazu werde eine Phasenlage betrachtet, in der der Laufflächenbereich im Drehsinn voreilend ausschwingt; zur selben Zeit muss die Felge - wenngleich aufgrund ihrer anderen trägen Masse mit dazu reziprok anderer Amplitude - im Drehsinn nacheilend ausschwingen. Eine halbe Periodendauer weiter muss analog das Umgekehrte gelten. Hieraus haben die Erfinder gefolgert, dass es zwischen Laufflächenbereich und Felge einen Bereich geben muss, der von Torsionsschwingungen nahezu frei ist. Zwar hängt der genaue Radius des Kreises, auf dem die Torsionschwingungs- Amplitude zu Null wird, von der Massenverteilung zwischen Reifen einerseits und Felge samt Nabe und ggf. Bremsscheibe andererseits sowie der Massen- und Steifigkeitsverteilung innerhalb dieser Bauteile ab; aber in jedem Falle hat dieser Kreis einen Radius knapp oberhalb des Außenradius der Wulstkerne.
Eine weiter vertiefte Analyse der Reifen-Torsions-Schwingungen erbrachte, dass nicht alle Reifenbereiche gleichstark von diesen Torsionsschwingungen erfasst werden: Dazu werde eine Phasenlage betrachtet, in der der Laufflächenbereich im Drehsinn voreilend ausschwingt; zur selben Zeit muss die Felge - wenngleich aufgrund ihrer anderen trägen Masse mit dazu reziprok anderer Amplitude - im Drehsinn nacheilend ausschwingen. Eine halbe Periodendauer weiter muss analog das Umgekehrte gelten. Hieraus haben die Erfinder gefolgert, dass es zwischen Laufflächenbereich und Felge einen Bereich geben muss, der von Torsionsschwingungen nahezu frei ist. Zwar hängt der genaue Radius des Kreises, auf dem die Torsionschwingungs- Amplitude zu Null wird, von der Massenverteilung zwischen Reifen einerseits und Felge samt Nabe und ggf. Bremsscheibe andererseits sowie der Massen- und Steifigkeitsverteilung innerhalb dieser Bauteile ab; aber in jedem Falle hat dieser Kreis einen Radius knapp oberhalb des Außenradius der Wulstkerne.
Der genaue Radius dieses die Messtechnik stark vereinfachenden
Kreises als Messort lässt sich erstaunlich genau mit der
gängigen FEM (Finite-Elemente-Methode) berechnen.
Und für die bevorzugte Kombination mit den Merkmalen des
Anspruches 9, wonach alle im Bereich eines Wulstes (2)
enthaltenen Sensoren (S) mit passiver Funkübertragung
arbeiten, ist der zunächst als Nachteil erscheinende Umstand
der Kleinheit der dort detektierbaren Verformungen ein
synergistischer Vorteil, weil dieser Sensor-Typ bislang keine
allzu großen Verformungen verträgt.
Wenn ein Sensor steifer ist als das ihn umgebende Gummi, so
konzentrieren sich in diesem die Feldlinien gleicher Spannung.
Wenn ein Sensor weicher ist als das ihn umgebende Gummi, so
stößt der Sensor Feldlinien gleicher Spannung ab, weshalb es
zu einer Konzentration von Feldlinien innerhalb des Gummis in
der Umgebung des Sensors kommt. Beide Konstellationen führen
also zu - wenn auch anders gearteten - Ungleichmäßigkeiten im
Spannungs- und Verformungsfeld. Die Ungleichmäßigkeiten im
Spannungsfeld führen zu Schubspannungs-Konzentrationen in der
den Sensor umgebenden Gummischicht, die Ungleichmäßigkeiten im
Verformungsfeld zu Rundlauffehlern. Um beides zu vermeiden,
wäre es am besten, wenn die Steifigkeit des Sensors in allen
drei Raumrichtungen mit der Steifigkeit des umgebenden Gummis
übereinstimmen würde; dies lässt sich zwar noch nicht 100%ig
erreichen, jedoch ist für Sensoren des relativ steifen
Oberflächen-Wellen-Prinzips der Wulst der günstigste Einsatz
ort, weil dort die steifesten Gummimischungen verwendet sind.
Die bevorzugte Merkmalskombination der Ansprüche 1 und 9
erfordert zur Datenerzeugung für alle Schlupfregelsysteme
- wie für die Bremsenkontrolle (ABS), die Kontrolle des
Antriebsdrehmomentes und für die an den Radpositionen
unterschiedliche Schlupfeinstellung zur Schleuderverhinderung
(ESP) - keine Magnetpolspur am Reifen.
Damit entfällt die Möglichkeit, dass die Magnetspur durch das
Befahren von Bordsteinkanten abgerieben werden könnte.
Überdies wird eine Gewichtserhöhung - wie sie sich durch
Einlagerung magnetisierbarer Partikel unweigerlich ergibt -
vermieden.
Die Sensor-Anordnung im Wulstbereich führt überdies zu einer
besonders geringen Verzerrung der Eichkurven bei Auftreten der
- für den Hochgeschwindigkeitsbereich typischen - stehenden
Wellen im Laufflächen- und Seitenwandbereich.
Die Signalübertragungsstrecke
- - zwischen Sensor und Empfänger (bei Verwendung eines fahrzeug-zentralen Senders) oder
- - zwischen Sender und Sensor und zwischen Sensor und Empfänger (bei der bevorzugten Verwendung eines individuellen Senders pro Rad, der genauso - wie der Empfänger - möglichst radnah positioniert sein sollte)
kann recht klein gehalten werden, ohne dass die Bauteile bei
scharfer Radbeanspruchung und entsprechender Verformung
aufeinander schleifen; für Rennwagen kann sie - und für PKW
könnte sie, wenn nicht auf die Möglichkeit von Schneeketten
Rücksicht genommen werden muss - bei 4 mm liegen. Für PKW, die
mit Schneeketten fahrbar sind, sollte die Signalübertragungs-
Strecke etwa 13 mm betragen, für LKW entsprechend mehr. Diese
Kleinheit der erforderlichen Signalübertragungsstrecke hält
das Risiko gering, dass Fremdsignale eingefangen werden.
Vorzugsweise ist der Sensor (S) gemäß Anspruch 2 zungenartig
ausgebildet, mit seiner Wurzel (Ws) an einem Wulstkern (3)
befestigt und erstreckt sich von da aus nach radial außen. Die
Befestigung am außerordentlich steifen Wulstkern schafft die
Verbindung zu einem sehr stabilen Bezugssystem. Die nach
radial außen kragende Zunge verformt sich in Umfangsrichtung
proportional zur vom Reifen übertragenen Längskraft und in der
axialen Richtung proportional zur übertragenen Querkraft.
Zur Sicherstellung einer starken Beeinflussung des langsamen
Echos und überhaupt einer ausreichenden Stärke des langsamen
Echos, wird der Sensor (Sl, Sq) - also vorzugsweise die piezo
kristallin beschichtete Zunge - flächig ausgebildet. Gemäß
Anspruch 3 sollte diese Zunge zur Sensierung von Längskräften
neben der radialen Erstreckung im wesentlichen eine axiale
Erstreckung aufweisen; gemäß Anspruch 4 sollte diese Zunge zur
Sensierung von Querkräften neben der radialen Erstreckung im
wesentlichen eine Erstreckung in der Umfangsrichtung
aufweisen.
Zur Messung der vom Reifen übertragenen Längskraft und/oder
Reifeneinfederung sollte der Fahrzeugluftreifen (1)
vorzugsweise gemäß Anspruch 5 in einer wulstkernnahen Spur
zumindet zwei Sensoren (Sl) in gleichmäßiger Phasenverteilung
aufweisen; noch günstiger ist im Sinne sowohl einer Redundanz
als auch einer Eichkurvenkonstanz über der Drehwinkelstellung
des überwachten Rades eine größere Sensoranzahl, besonders
bevorzugt: 3. Die vom Reifen übertragene Längskraft korreliert
mit der Summe der Signale von den Sensoren (Sl). Wesentlich
ist, dass alle hierfür verwendeten Sensoren (Sl) von gleicher
Empfindlichkeit sind.
Zur Messung der vom Reifen übertragenen Querkraft sollte der
Fahrzeugluftreifen (1) vorzugsweise gemäß Anspruch 6 in einer
wulstkernnahen Spur zumindest drei Sensoren (Sq) gleicher
Empfindlichkeit in gleichmäßiger Phasenverteilung aufweisen.
Es versteht sich, dass sich beide genannten Sensoranzahlen auf
den Wulstbereich beziehen, in dessen Nähe der Empfänger
angeordnet ist, also in der Regel den fahrzeuginneren. Falls
der zu überwachende Reifen seitenungebunden montierbar sein
soll, sollten die Sensoren in der empfohlenen Anzahl natürlich
sowohl im linken als auch im rechten Wulstbereich angeordnet
sein.
Gemäß Anspruch 7 weist der erfindungsgemäße Fahrzeugluftreifen
vorzugsweise sowohl mehrere Sensoren zur Sensierung von
Längskräften als auch mehrere Sensoren zur Sensierung von
Querkräften auf. So ist eine volle Überwachung des
Reifenschlupfes möglich, wie sie für Systeme zur Schleuder-
und Umkippverhinderung (ESP), zur Bremsschlupfregelung (ABS)
und zur Antriebsschlupfregelung benötigt wird.
An dem vorbekannten, konkurrierenden System gemäß der PCT-
Anmeldung EP95/03864 der gleichen Anmelderin ergibt sich eine
gewisse Komplikation dadurch, dass die mechanische Eichkurve,
also die Funktion der vom Reifen übertragenen Längskraft über
der Seitenwand-Torsion des Reifens, vom Luftdruck abhängt: In
stark aufgepumpten Zustande verhält sich ein Reifen mit
gürtelbewehrter Radialkarkasse - auf den sich die Erfindung
vordringlich bezieht - nicht nur bezüglich seiner radialen
Einfederung steifer als im schwach aufgepumpten Zustande
sondern auch bezüglich seiner elastischen Torsion zwischen
Lauffläche und Wülsten. In stark aufgepumptem Zustande gehört
zum gleichen Torsionswinkel und somit der gleichen Zeitspanne
zwischen dem Passieren der auf verschiedenem Radius einander
zugeordneten Marken eine größere Längskraft.
Zwar kann dieser Effekt jener Erfindung auch nutzbar sein
- nämlich zur Luftdruck- oder Radlastüberwachung, wenn
anderweitig eine Information zur übertragenen Längskraft oder
zur wirkenden Radlast bzw. zum herrschenden Luftdruck gewonnen
wird, jedoch kann die Lösung nicht als ein System baustein
artiger Einzel-Optionen angeboten werden sondern nur als
Komplett-Paket, was manche erstausrüstenden Kunden als
Behinderung ihrer gewinnträchtigen Aufpreispolitik betrachten.
Die vorliegende Erfindung vermag auch der Nebenforderung
gerecht zu werden, zumindest im Luftdruckintervall +20% bis
-30% gegenüber dem angegebenen Soll-Luftdruck eine praktisch
konstante Eichkurve zur Verfügung zu stellen. Zu diesem Zwecke
ist vorzugsweise gemäß Anspruch 8 die radiale Mitte (Ssm)
jeder sensitiven Fläche (Ss) in dem radialen Abstande zum
Wulstkern (3) angeordnet, in dem die Karkasse (4) im
Querschnitt einen Wendepunkt aufweist.
Hinter dieser Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre steckt
die neue Erkenntnis, dass die bisherige Luftdruckabhängigkeit
der Eichkurve im wesentlichen nicht etwa von der Dehnungs
änderung (nearly no variation of stretch) sondern von einer
Krümmungsänderung der Festigkeitsträger herrührt: Durch ein
Torsionsmoment stellt sich die Ebene; innerhalb derer ein
Festigkeitsträger von Wulst zu Wulst darstellbar ist, in der
Seitenansicht etwas schräg zur Radialen. Innerhalb dieser
Ebene vergrößert sich auf beiden Reifenseiten der Abstand vom
Wulst zur Gürtelkante; da sich aber die Karkassbogenlänge
zwischen Wulst und Gürtelkante wegen der hohen Zugsteifigkeit
der Festigkeitsträger nur um ein geringeres Maß vergrößert als
das der besagten Abstandsvergrößerung, kommt der größte Teil
der Abstandsvergrößerung aus der Verringerung der Bauchigkeit
der Festigkeitsträger-Kurve im Seitenwandbereich innerhalb der
nun zur Radialen schräg gestellten Querebene, also aus einer
Streckung im Sinne einer Wölbungsverringerung (engl.:
straightening; not stretching!) der Festigkeitsträger.
Aber auch eine Luftdruckerhöhung führt zu einer Streckung
(= Wölbungsverringerung) der Festigkeitsträger. Desto weniger
bauchig aber die Karkasse im Querschnitt sich schon im
Zustande frei von Längskräften einstellt, desto weniger
Möglichkeit besteht noch zu einer weiteren Streckung infolge
von Längskräften; die Verformungen pro Verformungskraft
geraten also kleiner, der Reifen verhält sich also steifer.
Eine Wölbungsverringerung tritt hingegen dort kaum auf, wo gar
keine Wölbung vorliegt; eben im Wendepunkt der Karkasse. Für
die dort noch auftretenden kleineren Verformungen kommt es nur
auf die Schersteifigkeit G des Gummis, die Zugsteifigkeit der
Festigkeitsträger und die zugehörigen Dickebemessungen sowie
Fadendichten an, also auf Größen, die allesamt vom Luftdruck
ganz oder zumindest im wesentlichen unabhängig sind.
In der Weiterbildung gemäß Anspruch 8 mit Luftdruck
invarianter Eichkurve empfiehlt sich besonders die Kombination
mit anderen Mess-Systemen, die den Luftdruck erfassen oder
zumindest luftdruckabhängig vergleichbare Größen zu den hier
luftdruckunabhängig bestimmten liefern.
Insbesondere empfiehlt sich eine Kombination mit der Lösung
gemäß den (auf Seite 7 oben bereits zitierten) VDI-Berichten
aus der Sammlung Nr. 1350, Seiten 305 bis 317, wo mittels
einer Messdose und einer Oberflächenwellen-Datenübertragung
der Luftdruck bestimmt wird und mit der Weiterbildung gemäß
Anspruch 9. Für diese Kombination spricht, dass die volle
Betriebsüberwachung ohne elektrische Stromversorgung im
rotierenden Rade und ohne sonstige zusätzliche Mittel gelingt.
Über sehr lange Betriebszeiten ist allerdings eine allmähliche
Verschiebung der Luftdruckeichskala zu befürchten infolge
einer Luftdiffusion in die Messdose.
Ferner kommt eine Kombination mit der Lösung gemäß
PCT/EP95/03864 in Betracht, weil die Auswertung der Differenz
zwischen den auf beiden verschiedenen Wegen berechneten
Reifenkräften, vorzugsweise Reifenlängskräften, den
Rückschluss auf den Reifenluftdruck erlaubt ohne elektrische
Spannungsversorgung am rotierenden Rade. Allerdings ist
hierfür eine Magnetspur am Reifen erforderlich; dafür scheint
auch über lange Betriebszeiten eine ausreichende Konstanz der
Eichkurven gewährleistet.
Vorzugsweise wird die Lösung gemäß Anspruch 9 dahingehend
weitergebildet, dass alle im Rade enthaltenen Sensoren mit
passiver Funkübertragung arbeiten; innerhalb des Rades sollten
also keine weiteren Sensoren anderen Wirkprinzips verwendet
sein, um die Entbehrlichkeit einer rotierenden Spannungs
versorgung nicht zu verwässern und, um keine Fehlsignal-
Übertragungen zu provozieren. Insoweit andere Sensoren zur
Fahrzustandsüberwachung oder Luftdrucküberwachung eingesetzt
werden, sollten diese also außerhalb des Rades angeordnet
sein, vorzugsweise nicht rotierend, und weiter bevorzugt
sollten sie sich einer anderen Signalübertragungstechnik oder
zumindest einer deutlich anderen Signalübertragungsfrequenz
bedienen.
Zwar kann man an ein und demselben Reifen verschiedene Größen
mit Sensoren verschiedener Bauart bestimmen, jedoch addieren
sich bei solchen Mischlösungen nach bisheriger Kenntnis nicht
die Vorteile sondern die Nachteile. Darum empfiehlt Anspruch
10, alle im Reifen enthaltenen Sensoren als passive, lineare,
akustische Oberflächenwellen-Bauelemente auszubilden.
Diese OFW-Bauelemente sind - im Wulstbereich angeordnet -
unerwartet widerstandsfähig gegenüber den heftigen
Beschleunigungen und Stößen, denen ein Reifen ausgesetzt ist;
Sensoren dieses Wirkprinzips scheinen dort angeordnet bis in
den Hochgeschwindigkeitsbereich funktionstüchtig.
Gemäß Anspruch 11 sollten vorzugsweise alle in dem Fahrzeug
luftreifen (1) enthaltenen Sensoren (S) zumindest eine Schicht
(Ssp) mit einem oder mehreren piezoelektrischen Kristallen
enthalten, die an eine akustische Oberflächenwelle eine
elektrische Welle gleicher Fortpflanzungsgeschwindigkeit
koppelt. Im Hinblick auf die Temperaturunabhängigkeit,
mechanische Belastbarkeit, Verfügbarkeit von Fertigungs
technologie und Preiswürdigkeit empfiehlt sich gemäß Anspruch
12 als piezoelektrischer Kristall besonders SiO2.
Wie an sich bei diesem Messprinzip bekannt, empfiehlt es sich
zur Steigerung der Signalausbeute, dass gemäß Anspruch 13
zumindest einer der in ihm enthaltenen Sensoren (S)
- vorzugsweise alle - einen Interdigitalwandler (I) enthält.
Die Sende- und Empfangsfrequenz liegt vorzugsweise gemäß
Anspruch 14 zwischen 20 MHz und 2,5 GHz.
Weil wegen der Passivität der Sensoren im rotierenden System
noch keine Datenverarbeitung erfolgen kann, also hingenommen
werden muss, dass gleichzeitig verschiedene Datenbausteine zur
Ermittlung eines Datums zu empfangen sind, empfiehlt es sich,
gemäß Anspruch 15 alle Sensoren eines Reifens mit einer
zumindest soweit verschiedenen Übertragungsfrequenz arbeiten
zu lassen, dass die jeweils empfangenen Signale schon von der
Trägerfrequenz her voneinander trennbar sind. Dann brauchen
zur Identifikation der Datenquelle keine diskreten Phasenlagen
des drehenden Rades festgelegt zu werden, in denen der Daten
transfer erfolgen soll; vielmehr kann man dann quasi
kontinuierlich messen.
Mit dem Wort "quasi-kontinuierlich" ist in dieser Anmeldung
gemeint, dass die Zeitabstände zwischen aufeinanderfolgenden
Sendeimpulsen kürzer sind als die Ansprechzeiten der
Aktuatoren. Es hat sich als möglich erwiesen, diese Zeit
abstände mit 1/50.000 Sekunde zu bemessen. Selbst bei einer
Geschwindigkeit von 180 km/h, also 50 m/s, einem Radumfang von
etwa 2 m, also einer Drehfrequenz von 25 Hz, bräuchte ein
konventionelles ABS-System oder ein System gemäß erwähnter
PCT/EP95/03864 die unrealistisch hohe Anzahl von 2.000 Marken
(üblich sind etwa 60) auf dem Umfang, um eine vergleichbare
zeitliche Auflösung zu erreichen. Während die zeitliche
Auflösung bei dem erfindungsgemäßen System auch bei geringen
Geschwindigkeiten gleich hoch bleibt, sinkt sie bei den beiden
konkurrierenden Systemen proportional zur Geschwindigkeit ab.
Die Erfindung erlaubt also beispielsweise auch bei Fahrten auf
Schnee, für die eher Geschwindigkeiten um die 60 km/h typisch
sind als solche um die 180 km/h, eine sehr große Flinkheit und
damit Regelpräzision. Bei einer solchen Geschwindigkeit
beträgt der Zeitabstand zwischen den einzelnen Messergebnissen
also etwa ein Hundertstel dessen, was bislang üblich ist.
Möglicherweise können die Zeitspannen zwischen den einzelnen
Messimpulsen noch weiter gesenkt werden; die unterste Grenze
liegt dabei zum einen darin, dass die Verzögerung im OFW-Glied
groß genug sein muss, dass der primäre Sendeimpuls bereits
samt seinem primären Echo abgeklungen ist, bevor das langsame
Echo zurückgesendet wird und zum anderen darin, dass der
nächste primäre Sendeimpuls erst ausgesendet wird, nachdem das
langsame Echo abgeklungen ist.
Aufgrund der hohen zeitlichen Auflösung der erfindungsgemäß
gewonnenen Messergebnisse, ist es auch möglich, diese mittels
der altbekannten Analog-Technik anstelle der Digital-Technik
weiter zu verarbeiten. Evt. können die Signale mittels einer
einfachen Schaltung - z. B. einem kleinen Kondensator und
einem Widerstand - in einer an sich aus der Pulsationsdämmung
hinter Gleichrichtern bekannten Weise noch weiter geglättet
werden. Analoge Signalverarbeitungsanlagen können bislang
leichter mit der gebotenen hohen Schock- und Temperatur-
Unempfindlichkeit ausgeführt werden als digitale Schaltungen.
Es ist besonders zweckmäßig, wenn a) ein Drehmoment
proportionales Signal, b) ein Einfederungs-proportionales
Signal und c) ein Querkraft-proportionales Signal unabhängig
von der Drehwinkelstellung des Rades gewonnen wird, weil dann
alle Drehwinkelmesser - wie ein Polrad am konventionellen ABS-
System oder eine Magnetmarkenspur gemäß PCT/EP95/03864 -
entbehrlich sind. Dies senkt den Bauaufwand, schließt
Fehlermöglichkeiten aus und vermeidet, dass doch wieder ein
Signal geringerer Auflösung über der Zeit eingeht.
In erster Näherung kann - unter Vernachlässigung der Reifen
abplattung - die Seitenwandtorsion mit der Vereinfachung, dass
der Verband aus Gürtel und Lauffläche einen ersten quasi
starren Ring bilden und der Wulstkern auf der Felge einen
zweiten quasi-starren Ring bilden, für die örtliche
Seitenwandtorsion s Folgendes angesetzt werden:
wobei VM die zum Drehmoment proportionale Verdrehung des
ersten Ringes (Laufstreifen + Gürtel) gegenüber dem zweiten
Ring (Felge + Wulstkern), Z die eine Exzentrizität in der Z-
Richtung (senkrechte Achse) zwischen beiden Ringen und phi der
momentane Raddrehwinkel sei. s1 sei die in der
Seitenansicht erkennbare, zusammengesetzte Verformung am
Sensor S1, s2 sei analog die in der Seitenansicht
erkennbare, zusammengesetzte Verformung am Sensor S2 und so
weiter.
Aus diesem Ansatz lassen sich die nachfolgend genannten
Becherer-Kleinhoffschen Formeln herleiten, die ohne Kenntnis
des Raddrehwinkels phi quasi-kontinuierlich
- - mit nur zwei (vorzugsweise aber drei, damit die selben Sensoren wie für "b)" benutzt werden können) Sensoren, die auf Verformungen in Umfangsrichtung ansprechen, die Messung des angreifenden Drehmomentes und
- - mit nur drei Sensoren, die auf Verformungen in Umfangsrichtung ansprechen, (auch) die Messung der Reifeneinfederung erlauben.
Bei Verwendung von n (n sei eine natürliche Zahl größer oder
gleich 2) gleichmäßig verteilten Sensoren wird das Drehmoment
M bestimmt aus:
Dabei sei CM ein Eichfaktor, der im wesentlichen die
- luftdruckabhängige - Drehsteifigkeit des Reifens beschreibt.
Bei Verwendung von n (n sei eine natürliche Zahl größer oder
gleich 3) gleichmäßig verteilten Sensoren bestimmt sich die
Reifeneinfederung Z aus:
Dabei ist CZ ein Eichfaktor, der die Gleichmäßigkeit der
Seitenwandtorsion über die radiale Erstreckung der Seitenwand
beschreibt. Umso gleichmäßiger die Verteilung ist, desto näher
liegt CZ bei 1. Wenn die Torsionssteifigkeit in dem Bereich,
in welchem sich der Sensor erstreckt, größer als im übrigen
Bereich ist, dann ist CZ größer 1; dies dürfte der Regelfall
sein. Ist hingegen die Torsionssteifigkeit in dem Bereich in
welchem sich der Sensor erstreckt, ausnahmsweise kleiner als
im übrigen Bereich, dann ist CZ kleiner 1.
Weiterhin sollte der Reifen für die bevorzugte vollständige
Reifenlast-Erfassung noch drei weitere Sensoren aufweisen, die
auf Querverformungen q ansprechen und damit die Messung der
Seitenführungskraft erlauben. Auch die Querverbiegung q der
Seitenwand kann in erster Näherung - unter Vernachlässigung
der Reifenabplattung und der Querbiegeweichheit beider Ringe,
also unter der Idealisierung, dass alle Verformungen nur in
den Seitenwänden eintreten, mit einem ähnlich einfachen Ansatz
beschrieben werden, nämlich
wobei Am die zur Querkraft proportionale, über dem Reifen
umfang gemittelte axiale Verschiebung des ersten Ringes
(Laufstreifen + Gürtel) gegenüber dem zweiten Ring (Felge +
Wulstkern) und K die Amplitude des über dem Umfang nicht
konstanten axialen Verschiebeweges zwischen beiden Ringen sei,
der gleich dem Laufflächenradius mal dem Kippwinkel zwischen
beiden Ringen ist. Als Kippwinkel wird die Differenz zwischen
Felgensturzwinkel und Laufflächensturzwinkel bezeichnet. Im
übrigen stehe auch hier phi für den momentanen Raddrehwinkel.
q1 sei die in der Ansicht in Fahrtrichtung erkennbare,
zusammengesetzte Verformung am Sensor Q1, q2 sei analog
die in der Ansicht in Fahrtrichtung erkennbare, zusammen
gesetzte Verformung am Sensor Q2 und so weiter.
Dieser Ansatz führt zu den folgenden Gleichungen:
Dabei wird sich die Querkraft Fq von der Radlast unabhängig
als
Fq = CFa.Am
einstellen.
Demgegenüber wird sich die Querkraft Fq von der Radlast
abhängig als
Fq = CFk.K
einstellen.
Das Verhältnis zwischen CFa und CFk scheint als ein Signal
über die Radlast auswertbar zu sein. Dieses fällt zwar nur bei
Kurvenfahrt an, erlaubt aber - da sich die Beladung während
der Fahrt kaum ändert - ausreichend genaue Rückschlüsse auf
die Radlast bei Geradeausfahrt. Mit dieser Kenntnis der
Radlast kann in Verbindung mit dem Signal Z, welches die
Einfederung - die im wesentlichen vom Verhältnis der Radlast
zum Reifenluftdruck abhängt - beschreibt, eine Information
über den Luftdruck selber gewonnen werden.
Diese Ausführungen zeigen, dass mit der erfindungsgemäßen
Sensor-Anordnung im rotierenden Rade im Reifenwulst mit
insgesamt nur sechs Sensoren alle vom Reifen übertragenen
Kräfte samt Einfederung (die mit der Radlast korreliert)
quasi-kontinuierlich über der Zeit darzustellen sind und zwar
unabhängig von der Drehwinkelstellung des Rades, also in einem
nicht-rotierenden Bezugssystem. Der Drehwinkel (Phasenlage)
braucht also bei Anwendung dieser Mess-Algorithmen nicht
bestimmt zu werden.
Die Praxis sieht ein klein wenig ungünstiger aus, was die
Erfinder darauf zurückführen, dass immer dann, wenn ein Sensor
durch den Phasenbereich läuft, in dem die Lauffläche im
Widerspruch zur anfänglichen Idealisierung eben doch
abgeplattet ist, die obigen Gleichungen nicht mehr ganz
korrekt sind. Abgesehen von der Möglichkeit, diese kleinen
Fehler einfach hinzunehmen, gibt es verschiedene Methoden, um
diese Ungenauigkeiten zu minimieren oder ganz zu eliminieren:
- A) Man kann auf eine geringfügig größere Anzahl (vorzugsweise: 4 oder 5) von Sensoren eines jeden Types übergehen und immer die Daten von solchen Sensoren, die gerade sehr flinke Zustandsänderungen durchlaufen, eliminieren und während solcher Zustände die Berechnungen nur auf die drei verbleibenden Sensoren des jeweiligen Types abstellen (dabei liefert die Eliminationsfrequenz geteilt durch n als Abfallprodukt noch ein zur Raddrehzahl proportionales Signal), oder
- B) man kann eine so hohe Anzahl von Sensoren eines jeden Types einsetzen, dass sich im wesentlichen immer eine konstante Anzahl von Sensoren innerhalb des Latsches befindet, sodass sich die Fehler über der Zeit im wesentlichen als konstant einstellen.
Nach bisheriger Erfahrung wird die Strategie A bevorzugt.
In jedem Falle liefert die Erfindung eine über der Zeit sehr
dichte, also hoch auflösende, sehr genaue und kaum verletzbare
Datenbasis. Eine solch hervorragende Datenbasis ermöglicht und
macht nutzbar besonders flinke Regel-Algorithmen und Stell
glieder. Erfindungsgemäße Schlupfregelsysteme können deshalb
besonders genau bei Bedarf die maximale Reibkraft einstellen
und benötigen praktisch keinen Sicherheitsabstand zum
kritischen Schlupf. Wo es sinnvoll ist (auf Eis), kann
überdies - freilich unter fast vollständigem Verzicht auf
Lenkbarkeit - auch der Schlupf 100% erreicht werden, der auf
Eis zur höchsten Verzögerung führt.
Nach diesen Ausführungen zur Datenverwertung zurück zur
Datenidentifikation (d. h.: zur Identifikation der jeweiligen
Datenquelle):
Man kann auch auf die - bevorzugte - Verschiedenartigkeit der Trägerfrequenz verzichten. Zur Datenidentifikation werden dann gemäß einem der Ansprüche 16 oder 17 oder 18 die zum Empfänger zurückgesandten Signale dadurch voneinander trennbar gehalten, dass sich die Sensoren gleicher Übertragungsfrequenz in der Anordnung ihrer reflektierenden Strukturen unterscheiden. Anspruch 16 erfasst den Fall, dass alle Längskraft sensierenden Sensoren (Sl) sich übereinstimmend der Übertragungsfrequenz f1 bedienen und alle Querkraft sensierenden Sensoren (Sq) sich übereinstimmend der Übertragungsfrequenz f2 bedienen. Dabei ist es gemäß Anspruch 18 auch möglich, dass f2 = f1 ist, wenn alle Sensoren eines Rades sich in der Anordnung ihrer reflektierenden Strukturen voneinander unterscheiden.
Man kann auch auf die - bevorzugte - Verschiedenartigkeit der Trägerfrequenz verzichten. Zur Datenidentifikation werden dann gemäß einem der Ansprüche 16 oder 17 oder 18 die zum Empfänger zurückgesandten Signale dadurch voneinander trennbar gehalten, dass sich die Sensoren gleicher Übertragungsfrequenz in der Anordnung ihrer reflektierenden Strukturen unterscheiden. Anspruch 16 erfasst den Fall, dass alle Längskraft sensierenden Sensoren (Sl) sich übereinstimmend der Übertragungsfrequenz f1 bedienen und alle Querkraft sensierenden Sensoren (Sq) sich übereinstimmend der Übertragungsfrequenz f2 bedienen. Dabei ist es gemäß Anspruch 18 auch möglich, dass f2 = f1 ist, wenn alle Sensoren eines Rades sich in der Anordnung ihrer reflektierenden Strukturen voneinander unterscheiden.
Gemäß Anspruch 17 ist auch eine andere Art der Gruppenbildung
möglich, wonach alle Längskraft-Sensoren (Sl) eines Reifens
ein erstes, untereinander gleiches Muster reflektierender
Strukturen und alle Querkraft-Sensoren (Sq) ein zweites,
untereinander gleiches Muster reflektierender Strukturen
aufweisen. Dann müssen alle Längskraft-ensierenden Sensoren
(Sl) eines Reifens mit verschiedenen Übertragungsfrequenzen
fa, fb, fc arbeiten und genauso alle Querkraftsensierenden
Sensoren (Sq) mit den selben untereinander verschiedenen
Übertragungsfrequenzen fa, fb, fc.
Man kann in Fortsetzung der in Anspruch 15 genannten
Identifikation nach der Trägerfrequenz auch so weit gehen,
dass nicht nur innerhalb eines Reifens sondern innerhalb der
gesamten Schar von Reifen, die sich an einem Fahrzeug
befinden, jedem Sensor eine andere Trägerfrequenz zugeordnet
ist. Diese Ausführung, die für die Prototypen-Herstellung
zunächst günstig ist, wird für eine erhoffte Serienfertigung
aber nicht bevorzugt, weil damit der Ersatzmarkt nur extrem
schwer bedienbar wäre, weil für jede Radposition dann ein
anderer Reifen erforderlich würde.
Besser erscheint für die Signalidentifikation die Kleinhaltung
des Signalübertragungsweges im Verhältnis zu Spurweite und
Radstand, was eine Trennung der Signale von den verschiedenen
Radpositionen schon nach der Signalstärke an der jeweiligen
Antenne erlaubt.
Wie an sich für die OFW-Technik bekannt, muss im Reifen
zumindest eine Antenne angeordnet sein. Besonders bevorzugt
für diesen Zweck ist ein konzentrisch angeordneter schmaler
Ring aus Metallfolie, der - bei hinreichender Schmalheit im
Verhältnis zur Seitenwandhöhe und günstiger radialer
Plazierung - fest an den Reifen anvulkanisiert sein kann oder
gar, Verletzungsgefahren im Betrieb und bei Montage besonders
weit senkend, in den Reifengummi einvulkanisiert sein kann.
Die Antenne sollte aus einem möglichst weichen und an Gummi
haftungsfreudigen Material bestehen, Messingfolie ist also
besser als Stahlfolie. Der mittlere Radius eines solchen
Folienringes als Antenne sollte gemäß Anspruch 19 vorzugsweise
nahe oder exakt bei dem Radius liegen, auf dem die Karkasse im
Querschnitt einen Wendepunkt zeigt. Auf diese Weise werden
Ausbeuleffekte, die ansonsten kritisch werden können für die
Dauerhaltbarkeit der Verbindung zwischen Gummi und Metall,
sehr klein gehalten. Ferner ergeben sich so in synergistischer
Kombination mit den Merkmalen des Anspruches 8 erforderliche
Kabellängen von nahezu oder ganz Null.
Insoweit jedem OFW-Sensor eine eigene Antenne zugeordnet sein
soll - mit den bereits zuvor beschriebenen Vorteilen - kann
ein solcher Metallfolien-Ring durch Unterbrechungen in
entsprechende Sektoren gegliedert sein, wobei jeweils einem
Sensor ein Sektor zugeordnet ist.
Die erfindungsgemäßen sensorenthaltenden Reifen und deren
Weiterbildungen dienen der Schaffung eines Reibkraftregel-
Systemes gemäß Anspruch 20 für ein Fahrzeug. In einem solchen
- bereits erwähnten - Reibkraftregelsystem nach Anspruch 21,
in dem alle verwendeten Sensoren (S) auf der gleichen
Übertragungsfrequenz arbeiten und - zwecks Signaltrennung -
jeder Radposition zumindest eine nicht-rotierende Sende-
Antenne (Gs) und eine nicht-rotierende Empfangs-Antenne (Es)
zugeordnet ist, von denen zumindest entweder die Empfangs-
Antennen oder die Sende-Antennen - vorzugsweise sowohl die
einen als auch die anderen - eine Richtcharakteristik
aufweisen, wird vorzugsweise gemäß Anspruch 22 jede Sende-
Antenne nur in bestimmten Drehstellungen des Luftreifens
angeregt. Dabei sollen die Drehstellungen natürlich so gewählt
sein, dass die verschiedenen Sensoren eines Rades eben nicht
genau gleichzeitig abgefragt werden sondern so weit zeitlich
versetzt, dass hierdurch die Signaltrennung weiter unterstützt
wird.
Vorzugsweise wird gemäß Anspruch 23 jeder Sensor (Sl) zur
Längskraftbestimmung und gemäß Anspruch 24 jeder Sensor (Sq)
zur Querkraftbestimmung jeweils nur in einer Stellung
senkrecht über und/oder unter der Raddrehachse aktiviert.
Dabei reicht bereits ein einziger Sensor (Sl bzw. Sq;
zusammenfassend auch als "S" bezeichnet) aus; vorzugsweise
werden aber zwecks höherer Auflösung und Redundanz sowohl für
die Längskraft- als auch für die Querkraftdetektion drei
Sensoren eingesetzt.
Die vom Reifen übertragenen Längskräfte korrelieren weitgehend
unabhängig von der Reifeneinfederung mit den Torsionen, die
senkrecht über oder unter der Raddrehachse auftreten. Sie
korrelieren auch mit der Summe der Torsionen, die der Reifen
waagerecht vor und hinter der Drehachse zeigt.
Die Reifeneinfederung korreliert mit der Differenz der
Torsionen im Drehsinn, die der Reifen waagerecht vor oder
hinter der Raddrehachse zeigt. Die Reifeneinfederung liefert
eine Aussage zum Verhältnis zwischen Radlast und Reifendruck.
Letztgenannter Effekt soll mit einer Weiterbildung der
Erfindung gemäß Anspruch 25 zur weiteren Steigerung der
Fahrzeugsicherheit ausgenutzt werden. Demgemäß sollen - den
Aufwand begrenzend - die gleichen, der Längskraftbestimmung
dienenden Sensoren (Sl) zur Reifeneinfederungsbestimmung
verwendet werden und dazu nur in einer anderen Stellung,
nämlich waagerecht vor und/oder hinter der Raddrehachse,
aktiviert werden. Auch hierfür würde bereits ein einziger
Sensor (Sl) ausreichen; allerdings ist eine größere Anzahl
bevorzugt, besonders bevorzugt: 3.
Für besonders hohe Qualitätsansprüche empfiehlt sich eine hohe
Auflösung über der Zeit. Wenn die Sensoren nur in bestimmten
Drehstellungen abgelesen werden - was die Datenidentifikation
wie beschrieben erleichtert - gelingt eine solche hohe
zeitliche Auflösung am ehesten mit einer sehr hohen Anzahl von
Sensoren. Dem steht, zumindest bislang, aber ein zu hoher
Preis für Sensoren im allgemeinen und auch für OFW-Sensoren im
speziellen entgegen.
Die gleiche zeitliche Auflösung kann mit einer geringeren
Sensoranzahl realisiert werden, wenn dafür die Anzahl der
Auslesestellen erhöht wird. Die Daten aus solchen Stellungen,
die sich nicht genau senkrecht über oder unter oder waagerecht
vor oder hinter der Drehachse befinden, sind aber erst nach
Verknüpfung mit geeigneten Winkelfunktionen verwertbar.
Überdies wird die Gefahr einer Doppelempfängnis - also im
Ergebnis einer Fehlidentifikation - umso größer, desto dichter
die verschiedenen Sende- und Empfangseinrichtungen angeordnet
sind. Von daher sollten man allenfalls auf acht gleichmäßig
verteilte Winkelstellungen zur Auslesung gehen.
Die Erfinder haben aber erkannt, dass es sich trotzdem lohnt,
obige Denkrichtung weiter zu verfolgen; unterscheiden sich
nämlich gemäß Anspruch 26 alle innerhalb eines Rades
verwendeten Sensoren in ihrer Übertragungsfrequenz und/oder
ihrem Reflexionsmuster, dann kann aus der Gesamtheit der von
diesen Sensoren gelieferten Daten jedes einzelne Datum einem
einzelnen Sensor zugeordnet werden. Die Messdatenerfassung
braucht dann also gar nicht an irgendwelche Winkelstellungen
gebunden zu werden. So wird eine quasi-kontinuierliche
Datenlieferung gemäß Anspruch 27 möglich, also eine zeitliche
Auflösung, die weit oberhalb der aller bekannten Systeme
liegt.
Die Datenverarbeitung, insbesondere die bevorzugt selbsttätige
Eichung des Reibkraftregelsystemes, würde aber zum einen
erschwert durch die Notwendigkeit der Drehwinkelerfassung und
im übrigen bestimmt das Signal mit der geringsten zeitlichen
Auflösung die zeitliche Auflösung des gesamten Datensatzes;
Drehwinkelstellungen werden aber bei üblichen Systemen nur auf
etwa +/- 3° genau erfasst (entsprechend 60 Marken auf dem
Umfang). An dieser Hürde setzt die Weiterbildung gemäß
Anspruch 28 an, dergemäß das Reibkraftregelsystem nach
Anspruch 27 dadurch gekennzeichnet ist, dass auf eine Messung
des Drehwinkels (phi) des Rades überhaupt verzichtet wird und
stattdessen die Daten, die von den Sensoren eines Rades quasi
kontinuierlich geliefert werden, in einer Logik-Schaltung so
zueinander in Beziehung gesetzt werden (beispielsweise mit
einem Algorithmus gemäß den Becherer-Kleinhoffschen
Gleichungen zu M, Z, Am, K und Fq gemäß Beschreibungs
seiten 19 bis 21), dass am Ausgang der Logik-Schaltung solche
Daten ausgegeben werden, die sich auf ein nicht-rotierendes
Koordinatensystem beziehen. Solche Logikschaltungen, die
lediglich die Operationen des Addierens, Subtrahierens,
Multiplizierens, Dividierens; Quadrierens und Quadratwurzel-
Ziehens zu enthalten brauchen, sind billig, schnell und
zuverlässig.
Um für ein OFW-Mess-System gemäß den Ansprüchen 1 und 9
überhaupt erst einmal die Funktionstüchtigkeit nachzuweisen,
ist es zunächst sinnvoll, die eigentliche Sensorfläche, also
die piezo-beschichtete Platte, innerhalb derer die akustisch
elektrische bzw. akustische Welle laufen soll, durch ein
Gehäuse vom Gummi zu trennen. Dadurch wird schon im Ansatz
vermieden, dass diese Welle durch die hysterese-bedingte
Dämpfung am umgebenden Gummi so stark abgeschwächt wird, dass
keine ausreichende Energie mehr zur elektromagnetischen
Rückübertragung besteht.
Erste Prinzip-Versuche zeigen aber, dass etwa ab einer Sender-
Trägerfrequenz von 200 kHz die Hysterese-Verluste klein genug
gehalten werden können, dass man doch auf ein Gehäuse
verzichten kann. Gemäß Anspruch 29 sollte der Einsatzort der
OFW-Sensoren dafür auf Orte beschränkt werden, die frei sind
von - dämpfungsreichen - Butylkautschuk, also nicht auf oder
in dem der Luftdichtigkeit dienenden Innenliner.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Figuren näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 im Maßstab 1 : 1 die rechte obere Hälfte eines
Querschnittes durch einen erfindungsgemäßen Reifen in
einer solchen Drehstellung, dass ein
Umfangskraftsensor sichtbar wird,
Fig. 2 im Maßstab 1 : 1 die rechte obere Hälfte eines
Querschnittes durch den gleichen erfindungsgemäßen
Reifen, jedoch in einer solchen Drehstellung, dass ein
Querkraftsensor sichtbar wird.
Die Fig. 3a bis 3c zeigen in vergrößertem Maßstabe
unterschiedliche Detail-Ausführungen jeweils eines
Ausschnittes aus Fig. 1 mit dem Wulstkern 3 und einem darüber
angeordneten Längskraftsensor Sl samt dessen Wurzel, und zwar:
Fig. 3a mit einer keilförmigen Sensorwurzel in haftkraft
schlüssiger Verbindung zum rechteckförmigen Single-
Draht-Wulstkern
Fig. 3b mit einer keilförmigen Sensorwurzel in haftkraft- und
formschlüssiger Verbindung zum rechteckförmigen
Single-Draht-Wulstkern und
Fig. 3c mit einer ringförmigen Sensorwurzel in haftkraft- und
formschlüssiger Verbindung zum im Querschnitt etwa
kreisrunden Kabel-Wulstkern.
Die Fig. 4 bis 6 zeigen in einem gegenüber den Fig. 1
und 2 weniger vergrößerten Maßstabe unterschiedliche Detail-
Ausführungen jeweils eines OFW-Längskraftsensors im Längs
schnitt, und zwar:
Fig. 4 mit vollständiger Trennung der sensitiven Fläche vom
umgebenden Gummi,
Fig. 5 mit Trennung nur der piezobeschichteten Seite der
sensitiven Fläche vom umgebenden Gummi und
Fig. 6 mit vollständiger Einbettung der sensitiven Fläche in
den umgebenden Gummi, also ohne jegliche Trennung.
Fig. 6a zeigt in vergrößerter schräger Ansicht die sensitive
Fläche eines OFW-Sensors mit der piezobeschichteten
Seite oben und Reflexionslinien darin.
Die Fig. 7a bis 7c zeigen - in Analogie zu den Fig. 3a
bis 3c - in vergrößertem Maßstabe unterschiedliche Detail-
Ausführungen jeweils eines Ausschnittes aus Fig. 2 mit dem
Wulstkern 3 und einem darübet angeordneten Querkraftsensor Sq
samt dessen Wurzel, und zwar:
Fig. 7a mit einer keilförmigen Sensorwurzel in haftkraft
schlüssiger Verbindung zum rechteckförmigen Single-
Draht-Wulstkern
Fig. 7b mit einer keilförmigen Sensorwurzel in haftkraft- und
formschlüssiger Verbindung zum rechteckförmigen
Single-Draht-Wulstkern und
Fig. 7c mit einer ringförmigen Sensorwurzel in haftkraft- und
formschlüssiger Verbindung zum im Querschnitt etwa
kreisrunden Kabel-Wulstkern.
Fig. 8 zeigt im Längsschnitt einen Querkraftsensor; im
Querschnitt sollen die Querkraftsensoren so aussehen,
wie für die Längskraftsensoren bereits in deren
Längsschnitten gemäß den Fig. 4 bis 6
vorgeschlagen.
Fig. 9 zeigt in einem verkleinerten Maßstabe ein Rad mit
einem erfindungsgemäßen, sensorenthaltenden Reifen in
der Ansicht auf die axial innere Seite.
Fig. 10 zeigt einen Datenerfassungs- und -verarbeitungsplan
für ein erfindungsgemäßes System zur Reibkraftregelung
und
Fig. 11 schließlich in einem der Gesamtübersicht dienenden
Schnitt quer zur Fahrtrichtung einen Radkasten samt
luftbereiftem Rade mit allen für das System
erforderlichen Komponenten.
Fig. 1 zeigt die rechte obere Hälfte eines Querschnittes
durch einen Fahrzeugluftreifen 1 für PKW, der in bekannter
Weise zwei Wülste 2 und jeweils einen Wulstkern 3 darin
aufweist. In der gezeigten - für die Verwirklichung der
Erfindung bevorzugten - Ausführung ist der Wulstkern 3 aus
einem einzigen Draht in drei übereinander liegenden Schichten
gewickelt, die jeweils drei Windungen enthalten. Die
Verwirklichung gelingt aber auch mit - im Querschnitt gleich
aussehenden - Pierce-Kernen oder mit - im Querschnitt rund
aussehenden - Kabelkernen.
Um den Wulstkern 3 ist weiterhin in einer für PKW-Reifen
üblichen Weise eine einlagige radiale Karkasse 4 aus textilen
Festigkeitsträgern, beispielsweise Rayon, geschlungen. Der von
Karkasse und Umbuck umschlungene Bereich wird in der Umgangs
sprache der Reifenkonstrukteure als "Galgenschlinge"
bezeichnet. Oberhalb der Karkasse 4 sind wie üblich zwei
Gürtellagen 5 aus Stahlseilcord angeordnet.
Radial außen anschließend an den Wulstkern 3 ist innerhalb der
Galgenschlinge ein Kernreiter 6 eingebaut. Dieser weist in
diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung an zehn
gleichmäßig über dem Umfang verteilten Stellen Aussparungen
auf, in denen jeweils ein Sensor S angeordnet ist.
Die Querschnittsebene ist in der Fig. 1 so gedreht, dass ein
Umfangskraftsensor (= Längskraftsensor) Sl mit der Breitseite
seiner zungenförmigen sensitiven Fläche Ssl sichtbar ist. Die
Schmalseite der sensitiven Fläche Ssl ist in einem Längs
schnitt IV-IV sichtbar, wie als vergrößerter Detail-Auszug
in der später näher behandelten Fig. 4 gezeigt; die Fig. 5
und 6 zeigen in zur Fig. 4 analogen Darstellungsweise andere
Ausführungen.
Der Sensor Sl ist bei dieser Ausführung, genauso wie der in
Fig. 2 gezeigte Sensor Sq des gleichen Reifens, so weit nach
radial außen geführt, dass seine mit einer gestrichelten Linie
markierte radiale Mitte Ssm im Karkass-Wendepunkt liegt,
wodurch eine luftdruckunabhängige Messung erzielt wird. Wo auf
die Luftdruckunabhängigkeit verzichtet werden kann oder soll
wären auch kürzere Sensorabmessungen möglich, etwa herunter
bis zu Smm. Die Neigung des Sensors gegenüber der Axialen
könnte dann kleiner gewählt werden; sie könnte sogar zu Null
eingestellt werden, was ein keilförmiges Zwischenstück an der
Sensorwurzel entbehrlich machen würde.
In der zur Fig. 1 analogen Fig. 2, die den selben Reifen 1
zeigt, ist die Querschnittsebene so gedreht, dass ein
Querkraftsensor Sq mit der Schmalseite seiner ebenfalls
zungenförmigen sensitiven Fläche Ssq sichtbar ist. Auch bei
den Querkraftsensoren Sq befindet sich die radiale Mitte Ssm
der sensitiven Fläche im gestrichelt gezeigten Karkass-
Wendepunkt. Die Breitseite der sensitiven Fläche Ssq ist in
einem Längsschnitt VIII-VIII sichtbar, wie in größerem
Maßstabe als Fig. 8 gezeigt.
Die Fig. 3a zeigt in vergrößertem Maßstabe einen Ausschnitt
aus Fig. 1 mit dem Wulstkern 3 und dem darüber angeordneten
Längskraftsensor Sl. Die Wurzel rWs des Sensors Sl ist keil
artig ausgebildet zwecks tangierender Anpassung der Neigung
der sensitiven Fläche Ssl an die Neigung der Karkasse. Die
Wurzel rWs ermöglicht eine leichte, steife und maßgenaue
Anbringung des Sensors Sl am Wulstkern. Bei dieser bevorzugten
Ausführung wird durch Bereitstellung einer ausreichend großen
Kontaktfläche zum darunter befindlichen Wulstkern die nötige
Fügefestigkeit im Rohling durch die Kontaktklebrigkeit der
Kautschukumspritzung 3.1 des Wulstkernes 3 erzielt. Zumindest
die radial innere Seite der Wurzel rWs sollte hierfür mit
Messing oder dergleichen beschichtet sein, um hier nach der
Vulkanisation eine hohe Haftfestigkeit sicherzustellen.
Fig. 3b zeigt in gleichem Maßstabe eine andere Ausführung der
Sensorwurzel rWs. Hier tritt zur Kontaktklebrigkeit noch ein
Formschluss hinzu. Dafür ist ein weiterer Draht oder ein
Textilfaden so über den radial äußeren Bereich der Sensor
wurzel rWs gelegt, dass deren radial innere Seite gegen die
radial äußere Seite des Wulstkernes 3 drückt. Dabei kann der
weitere Draht auch eine zusätzliche Windung des den Wulstkern
bildenden Drahtes sein.
Fig. 3c zeigt in gleichem Maßstabe eine dritte Ausführung der
Sensorwurzel rWs, hier aber im Zusammenspiel mit einem Kabel
kern. Um auch hier einen zusätzlichen Formschluss zu erzielen,
ist die Sensorwurzel rWs als ein plastisch stauchbarer Ring
ausgebildet, der vom gesamten Kabelkern durchdrungen wird.
Zur Montage werden zweckmäßigerweise alle Sensoren Sl und Sq,
die am betreffenden Wulstkern 3 befestigt werden sollen, vor
der Endlosfügung des Kabelkernes auf das den späteren
Kabelkern bildende Drahtseilstück aufgezogen, danach wird
dieses Drahtseilstück zum endlosen Ring gefügt, dann werden
die Sensoren in den richtigen - vorzugsweise gleichmäßigen -
Abstand zueinander gebracht und ausgerichtet, wonach die
Sensoren dann durch eine Stauchung der ösenförmigen
Sensorwurzeln rWs fixiert werden. Dabei kann eine
- zweckmäßigerweise die zuerst gestauchte - ösenförmige
Sensorwurzel rWs gleichzeitig als Endlosfügemittel für den
Kabelkern dienen.
Auf diese Weise liegt die gesamte radial äußere Seite des
Wulstkernes 3 - und damit jeder Sensor - auf gleichem
Radius zur Rotationsachse.
Bei anderen Endlosfügetechniken für den Wulstkern,
insbesondere in der Umgebung eines Lagenendes beim Pierce-
Kern, können sich hingegen kleinere Abweichungen in der
radialen Positionierung der verschiedenen Sensoren einer Schar
gleicher Sensoren ergeben. Diese können durch Vermeidung einer
Positionierung am Lagenende, oder durch angepasst hohe
Sensorwurzeln kompensiert werden. Oder aber die Abweichungen
werden durch eine individuelle, aus Kostengründen
automatisierte, Eichung aller Sensoren eines jeden Reifens
nach dessen Vulkanisation unschädlich gemacht.
Die im Detail wie auch immer ausgebildeten ringförmigen
Ensembles aus Wusltkern 3, Kernreiter 6 und Sensoren Sl und Sq
darin werden zweckmäßigerweise in solcher Drehstellung auf die
bereits endlos gefügte Karkasse gesetzt, dass jeder Sensor,
ganz besonders die die Längskraft sensierenden Sensoren Sl,
möglichst weit von der Karkassfügestelle entfernt sind.
Überdies versteht es sich, dass eine über dem Umfang möglichst
gleichmäßige Torsions- und Biegesteifigkeit der Reifen
seitenwand angestrebt werden sollte, vorzugsweise durch
Anwendung der Lehre gemäß der noch nicht veröffentlichten
deutschen Patentanmeldung 197 46 618.
Die zuvor schon kurz erwähnten Fig. 4, 5 und 6 zeigen
unterschiedlich komplexe Bauausführungen von solchen OFW-
Sensoren, wie sie für erfindungsgemäße Reifen geeignet sind.
Innerhalb dieser Dreiermenge von Figuren verkörpert die
Ausführung gemäß Fig. 4 den höchsten Grad von Funktionen
trennung: An der Sensorwurzel rWs ist ausser einer sensitiven
Fläche Ss mit einer piezokristallinen Schicht Ssp darauf ein
die sensitive Fläche komplett umschließendes Gehäuse SG fest
angeordnet. Während das radial innere Ende der sensitiven
Fläche Ss biegefest an der Sensorwurzel rWs befestigt ist, ist
das radial äußere Ende der sensitiven Fläche Ss zwischen zwei
reibungsarmen Schneiden SC spielfrei aber schwenkbar gelagert.
Wirken nun Kräfte F - hier Umfangskräfte Fl - in eine der
gezeigten Orientierungen, wie dies bei einer Seitenwandtorsion
des Reifens der Fallist, so verbiegt sich das Gehäuse SG und
nimmt vermittels der Schneiden SC das radial äußere Ende der
sensitiven Fläche Ss mit, sodass auch die sensitive Fläche
verbogen wird. Greift am Gehäuse SG eine von rechts nach links
wirkende Kraft an, so wird also auch die sensitive Fläche Ss
nach links verbogen und damit die Bogenlänge der piezo
kristallinen Schicht verlängert; bei umgekehrter Kraft
orientierung käme es entsprechend zu einer Verkürzung der
Piezo-Bogenlänge.
Abgesehen von den Schneiden SC und der Sensorwurzel rWs hat
bei dieser Ausführung die sensitive Fläche Ss keine Verbindung
zu dem das Gehäuse spielfrei und vorzugsweise haftend
umgebenden Gummi. Demzufolge ist schon von der Anbindung her
eine - schädliche - Dämpfung der Verformungswelle innerhalb
der piezokristallinen Schicht durch den das Gehäuse umgebenden
Gummi ausgeschlossen.
Von der Ausführung gemäß Fig. 4 gelangt man zu der gemäß
Fig. 5, indem die in Fig. 4 noch separate linke Gehäuse
wandung mit dem Substrat der sensitiven Fläche Ss, auf welcher
sich die piezo-kristalline Schicht befindet zu einem einzigen
Bauteil verschmolzen wird. Die piezo-kristalline Schicht ist
zur Innenseite des Gehäuses gewandt; sie kommt infolgedessen
nach wie vor nicht direkt mit Gummi in Kontakt.
Den Vorteilen der geringeren Teileanzahl, des geringeren
Platzbedarfes und der geringeren Beeinflussung des. Reifen
rundlaufes steht aber das von Piezo-Fachleuten hoch
eingeschätzte Risiko gegenüber, dass die mechanisch nun viel
großflächigere Anbindung an den umgebenden Gummi - wenn auch
indirekt, nämlich durch Einwirkung auf die unbeschichtete
Seite der sensitiven Fläche - die Verformungswelle innerhalb
der piezokristallinen Schicht zu sehr dämpfen könnte.
Nach den bislang vorliegenden eigenen Erfahrungen bleibt
dieser nachteilige Effekt aber hinreichend klein bei
hinreichend hoher Frequenz; im Bereich sehr schneller
Verformungen können die für eine plastische Gummiverformung
erforderlichen Molekülumstellungen - wie inzwischen erkannt
wurde - nämlich kaum stattfinden, weshalb sich das Gummi
glashart verhält.
Die Ausführung nach Fig. 6 macht von vorgenannter Erkenntnis
noch regeren Gebrauch und verzichtet überhaupt auf ein Gehäuse
um die sensitive Fläche herum. Dadurch werden nicht nur die
Baukosten minimiert sondern auch der Bauraumbedarf für jeden
Sensor innerhalb des Kernfüllprofiles (= Apex). Zwar ist es
grundsätzlich nie zu vermeiden, dass ein Messgerät oder Sensor
auf das zu vermessende Bauteil zurückwirkt, jedoch ist diese
an sich unerwünschte Rückwirkung aufgrund der Bauraum
verkleinerung immerhin verringert. Auch die Rückwirkungen auf
den Reifenrundlauf sind so am geringsten.
Allerdings sind die Rückwirkungen schwankender Gummiqualität
- sowohl der Schwankungen von Charge zu Charge, wie auch der
von Temperatur zu Temperatur, als auch der von Reifentype zu
Reifentype - auf die Eichkurven am größten. Unbeschadet
dessen, dass die Erfinder erwarten, dass mit dem Erreichen
großer Stückzahlen die Ausführung gemäß Fig. 5 bevorzugt
werden wird und mit Erreichen noch weitgehenderer Durchsetzung
die Ausführung gemäß Fig. 6, für das derzeitige frühe
Entwicklungsstadium, wo gerade die ersten Prototypen gebaut
werden, erscheint die Version nach Fig. 4 am günstigsten,
weil sie am wenigsten Kenntnis über das mechanische Verhalten
von Gummi bei hoher Frequenz voraussetzt, ein Wissensgebiet,
zu dem wir bislang keine Veröffentlichungen kennen.
Die Erfinder haben sich bereits die wichtigsten Grundzüge
dieses neuen Wissensgebietes erschlossen und die umfangreich
erforderlichen weiteren Messprogramme zur noch genaueren
Beschreibung des Werkstoff-Verhaltens auf den Weg gebracht,
sodass zu deren konstruktiver Auswertung keine weitere
Kreativität erforderlich erscheint, jedoch brauchen diese
Programme geraume Zeit zu ihrer Durchführung; bis zu deren
Abschluss soll der Prototypenbau gemäß der Fig. 4 erfolgen.
Fig. 6a zeigt die zungenartig gestaltete sensitive Fläche Ss,
so, wie sie in einem Sensor gemäß Fig. 4 eingebaut ist, in
vergrößerter schräger Ansicht. Oben liegend dargestellt ist
die piezo-kristallin beschichtete Seite Ssp. Die von einer dem
Sensor zugeordneten, hier nur ausschnittsweise dargestellten
Antenne Al empfangenen, noch keine Information sondern nur
eine ausreichende Energie beinhaltenden Funkimpulse, in dieser
Anmeldung auch Primärsignale genannt, werden über Leitungen 7
und 8, die in der Sensorwurzel rWs eingebettet sind, in die
sensitive Fläche Ss eingeleitet. Die Leitungen 7 und 8 leiten
die Primärsignale an einen Interdigitalwandler I, welcher
zumindest einen Teil der empfangenen Funkenergie in eine
Körperschallwelle umsetzt, die senkrecht zum Interdigital
wandler innerhalb der Piezokristallschicht ausgesandt wird.
Ähnlich einem Lichtstrahl im Lichtleiter, der infolge
Totalreflexion letzteren nicht verlässt, breitet sich die
Körperschallwelle, an die infolge der Piezo-Eigenschaft eine
elektrische Welle gekoppelt ist, im wesentlichen nur innerhalb
der sensitiven Fläche (aber nicht nur innerhalb der Piezo
kristallschicht) aus. Auf ihrem Ausbreitungswege trifft sie
auf teilreflektierende Linien R. Die hiervon zurückgeworfenen
Signale gelangen zurück zum Interdigitalwandler I und von dort
über die Elektroleitungen 7, 8 an die zugeordnete Antenne Al,
die Fig. 9 in kompletter Seitenansicht zeigt.
Von dort aus werden sie als elektromagnetische Welle, also als
ein - nun eine Information enthaltendes - Funksignal (=
"langsames Echo") an einen nicht rotierend angeordneten (in
Fig. 11 schematisch gezeigten) Empfänger gesendet.
Die Wellenfortpflanzungsgeschwindigkeit innerhalb der
sensitiven Fläche Ss und damit auch innerhalb der Piezo
kristallschicht ändert sich durch deren Dehnung oder Stauchung
kaum, weil in unmittelbarer Nachbarschaft eine Zone von
Stauchung bzw. Dehnung liegt; schließlich handelt es sich
nicht um einen Zug- oder Druckstab, sondern um einen
Biegestab. Eine verringerte Massenbelegung (Masse pro Länge)
in der Zugzone des Biegestabes wird durch eine erhöhte
Massenbelegung in der Druckzone des Biegestabes zumindest
weitgehend kompensiert.
Während also die Wellenfortpflanzungsgeschwindigkeit innerhalb
der Piezokristallschicht im wesentlichen unabhängig vom Grad
der Verbiegung der sensitiven Fläche Ss ist, ändert sich der
geometrische Abstand zwischen den reflektierenden Linien R und
damit auch der zeitliche Abstand zwischen den von diesen
Linien letztlich hervorgerufenen langsamen Echos: Befindet
sich die Piezokristallschicht in der Zugzone der Biegung,
kommt es zu einer Verlängerung der Körperschall-Laufwege und
damit zu einer Vergrößerung der Zeitabstände zwischen den
diversen langsamen Echos; Inverses gilt in der Druckzone.
Diese Zeitabstandsveränderung birgt die gewünschte
Information.
Prinzipiell würde bereits eine einzige teilreflektierende
Linie R zur Informationsgewinnung ausreichen; der zu
erfassende Zeitabstand liegt dann zwischen dem Eintreffen des
langsamen Echos von dieser teilreflektierenden Linie und dem
der Sensorwurzel abgewandten - nahezu vollständig
reflektierenden - Ende der sensitiven Fläche.
Die Anordnung mehrerer teilreflektierender Linien R - wie in
dieser Fig. 6a gezeigt - erlaubt überdies die Gewinnung
weiterer Information, insbesondere zur Erkennung der
jeweiligen Informationsquelle, also der Identifikation
individueller Sensoren. Die verschiedenen Sensoren gleicher
Funkfrequenz unterscheiden sich also zweckmäßigerweise
voneinander in der Anzahl und/oder der Verteilung ihrer
teilreflektierenden Linien.
Darüberhinaus ist es auch möglich, eine piezokristalline
Schicht Ssp auf beiden Seiten der sensitiven Fläche Ss
auszubilden. Im Sinne einer leichten Herstellung und einer
leichten Datenauswertung einschließlich Quellenerkennung, also
Sensor-Identifikation, sollten dann vorzugsweise beide Seiten
genau das gleiche Muster von teilreflektierenden Linien
aufweisen. Weil so das Referenzmuster in der sensitiven Fläche
mitgespeichert ist, also nicht in einem vorgeschalteten
Baustein der Auswertelogik-Einheit hinterlegt zu werden
braucht, ist in dieser Ausführung besonders leicht ein selbst
trainierendes neuronales Netzwerk möglich. Bei vergleichbarer
Sensorgröße ist die Empfindlichkeit dieser Ausführung
gegenüber der mit einer einzigen Piezokristallschicht
verdoppelt, weil das Referenzmuster nicht mehr starr ist,
sondern sich in dem Maße staucht, wie das andere gedehnt wird
und umgekehrt.
In Analogie zur Fig. 3a zeigt Fig. 7a in vergrößertem
Maßstabe einen Ausschnitt aus Fig. 2 mit dem Wulstkern 3 und
dem darüber angeordneten Querkraftsensor Sq. Auch die Wurzel
rWs dieses Sensors Sq ist keilartig ausgebildet zwecks
tangierender Anpassung der Neigung der sensitiven Fläche Ssq
an die Neigung der Karkasse. Die Wurzel rWs ermöglicht eine
leichte, steife und maßgenaue Anbringung des Sensors Sq am
Wulstkern.
Bei dieser bevorzugten Ausführung wird durch Bereitstellung
einer ausreichend großen Kontaktfläche zum darunter
befindlichen Wulstkern die nötige Fügefestigkeit im Rohling
durch die Kontaktklebrigkeit der Kautschukumspritzung 3.1 des
Wulstkernes 3 erzielt. Zumindest die radial innere Seite der
Wurzel rWs sollte hierfür mit Messing oder dergleichen
beschichtet sein, um hier nach der Vulkanisation eine hohe
Haftfestigkeit sicherzustellen.
Fig. 7b zeigt - in Analogie zur Fig. 3b - in gleichem
Maßstabe eine andere Ausführung der Sensorwurzel rWs. Hier
tritt zur Kontaktklebrigkeit noch ein Formschluss hinzu. Dafür
ist ein weiterer Draht oder ein Textilfaden so über den radial
äußeren Bereich der Sensorwurzel rWs gelegt, dass deren radial
innere Seite gegen die radial äußere Seite des Wulstkernes 3
drückt. Dabei kann der weitere Draht auch eine zusätzliche
Windung des den Wulstkern bildenden Drahtes sein.
Fig. 7c zeigt - in Analogie zur Fig. 3c - in gleichem
Maßstabe eine dritte Ausführung der Sensorwurzel rWs, hier
aber im Zusammenspiel mit einem Kabelkern. Um auch hier einen
zusätzlichen Formschluss zu erzielen, ist die Sensorwurzel rWs
als ein plastisch stauchbarer Ring ausgebildet, der vom
gesamten Kabelkern durchdrungen wird.
Die bereits erwähnte Fig. 8 zeigt einen Querkraftsensor Sq im
Längsschnitt mit einer sensitiven Fläche Ss, die vermittels
eines Gehäuses SG vollständig gegenüber dem umgebenden Gummi
abgeschottet ist. Die sensitive Fläche Ss ist biegefest an der
Sensorwurzel rWs verankert. Links und rechts vom radial
äußeren Ende der sensitiven Fläche Ss ist eine der beiden
reibungsarmen Schneiden SC erkennbar; die die bei Belastung
auftretende Gehäuseverbiegung in die sensitive Fläche
einleiten.
Fig. 9 ist eine Ansicht auf die axial innere Seite eines
Rades mit einem erfindungsgemäß mit Sensoren Sl1, Sl2, Sl3,
Sl4 und Sl5 zur Längskraftbestimmung und Sq1, Sq2, Sq3, Sq4
und Sq5 zur Querkraftbestimmung bestückten Reifen 1. Der
Reifengummi und die Festigkeitsträger darin mit Ausnahme des
Wulstkernes 3 sind hier als transparent angenommen, also weder
sichtbar noch sichtbehindernd. Dadurch sind alle zehn Sensoren
S und die zugehörigen Antennen A zu sehen. Jeder Sensor S ist
- wie hier dargestellt - zweckmäßigerweise direkt an seine
Antenne A angeschlossen, was hier dadurch erreicht wird, dass
jede Antenne A als gefalteter Dipol ausgeführt ist, also als
ein sehr schlankes Oval, dessen einer Längsstrang mittig an
der Anschlussstelle geschlitzt ist. Die Antennenenden sind an
die aus der Sensorwurzel herausragenden Leitungen 7 und 8
angeschlossen, wie bereits in Fig. 6a gezeigt.
Die Antennen sind auf der axial inneren Seite des Kernreiters
6 angeordnet, sodass der Verbund aus Wulstkern 3 und Kern
reiter 6, ggf. der Kernreiter 6 alleine, sämtliche im Reifen
anzuordnende Komponenten für das Schlupfregelsystem enthält.
Abgesehen von den zusätzlichen Verfahrensschritten zur Sensor-
und Antennenbestückung dieses Verbundes, bleibt also das
Verfahren zum Aufbau des Reifens unverändert. Überdies sind
die Antennen bei Anbringung am Apex 6 durch die herum
geschlungene Karkasse genauso wie die Sensoren gut vor
Verletzung geschützt.
Der Sensor Sl1 steht mit der Antenne Al1 in Verbindung. Der
Sensor Sl2 steht über mit der Antenne Al2 in Verbindung.
Entsprechend sind die Sensoren Sl3, Sl4 und Sl5 mit den
Antennen Al3, Al4 bzw. Al5 verbunden. Analog ist jeder der
Querkraftsensoren Sq1 bis Sq5 mit jeweils einer Antenne Aq1
bzw. Aq2 etc. bzw. Aq5 verbunden.
Weil die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Längskraft
bestimmung von noch höherem Range ist als die Zuverlässigkeit
und Genauigkeit der Querkraftbestimmung, sind die zu den
Längskraftsensoren Sl1 bis Sl5 gehörenden Antennen Al1 bis Al5
so auf der axial inneren Seite des Apex 6 angeordnet, dass ihr
mittlerer Radius dem Radius entspricht, auf dem im Querschnitt
(siehe Fig. 1 und 2) der Karkass-Wendepunkt liegt. So ist
die Bedrohung durch materialermüdende Walkarbeit, die jede
dieser kreisringsegment-förmigen Antennen erfährt, minimal.
Dementsprechend sind die zu den Querkraftsensoren Sq1 bis Sq5
gehörenden Antennen Aq1 bis Aq5 so auf der axial inneren Seite
des Apex 6 angeordnet, dass ihr mittlerer Radius größer ist
als der Radius, auf dem der Karkass-Wendepunkt liegt. Die
kreisringsegment-förmigen Antennen beschreiben also zwei
konzentrische Ringe, deren innerer zu den Längskraftsensoren
gehört und deren äußerer zu den Querkraftsensoren gehört.
Es ist theoretisch natürlich auch möglich, alle Antennen
innerhalb eines einzigen Ringes anzuordnen, innerhalb dessen
sich dann Antennen von Längskraftsensoren mit solchen von
Querkraftsensoren abwechseln. Da aber zwecks ausreichender
Signaltrennung und Signalstärke die (sich in Umfangsrichtung
des Reifens erstreckende) Antennenlänge mindestens ein Viertel
der Funk-Wellenlänge (kurz "Lambda-Viertel" genannt) betragen
soll, ginge dies nur bei einer so hohen Funkfrequenz oder so
niedrigen Sensoranzahl n, dass ein n-tel der mittleren Ring-
Umfangslänge mindestens ein Lambda-Viertel betrüge.
Zumindest für die ersten Prototypen hat sich aber die Anzahl 5
pro Sensortyp bei einer Funkfrequenz von etwa 433 Mhz als
besonders günstig erwiesen, was die Unterbringung innerhalb
eines einzigen Ringes von Antennen bei einem Wulstdurchmesser
von 15 Zoll nicht zulässt, weil die Umfangslänge jedes
gefalteten Dipols Lambda/4 beträgt, also etwa 17 cm.
Im gezeigten Beispiel soll die Funkfrequenz aller fünf
Längskraftsensoren Sl 434 Mhz betragen und die Funkfrequenz
aller fünf Querkraftsensoren Sq etwas niedriger liegen,
nämlich 433 Mhz betragen; die Antennen Aq für die
Querkraftsensoren sollen in einem äußeren Kranz von
geringfügig längeren gefalteten Dipolantennen angeordnet sein
als die Antennen Al in einem inneren Kranz auf dem Radius des
Karkass-Wendepunktes.
Die Datenidentifikation innerhalb der Menge der Längskraft
sensoren Sl erfolgt genauso wie innerhalb der Menge der
Querkraftsensoren Sq durch unterschiedliche Reflexionsmuster.
Fig. 10 betrifft das gleiche Ausführungsbeispiel wie Fig. 9
und zeigt in der linken Spalte die aktuell erfassten Daten,
nämlich die Daten s1 bis s5 der Längskraftsensoren Sl1 bis Sl5
und die Daten q1 bis q5 der Querkraftsensoren Sq1 bis Sq5.
Des weiteren sind ein luftdruckunabhängiger - Faktor
CZ (siehe zu seiner Erklärung Seite 19, vorletzter
Absatzl), zwei Proportionalitätsfaktoren CM[(p)] und
EZ[(p)] die bei der hier gewählten Sensorposition im
Karkasswendepunkt luftdruckunabhängig sind, sowie die zwei
Funktionen CFa(p), CK(p) hinterlegt. Die beiden
zuletzt genannten Funktionen hängen nur vom Reifen-
Luftüberdruck (häufig kurz nur als "Luftdruck" oder gar
"Druck" bezeichnet) ab, aber nicht von den äußeren Reifen
kräften. Sie sind als Ergebnis einer Reifeneichung in einem
Datenspeicher abrufbar hinterlegt.
Alternativ zur bislang bevorzugten Reifen-individuellen oder
Reifenserien-spezifischen Hinterlegung dieser Daten wäre auch
die Implementierung eines neuronalen Netzwerkes möglich,
welches sich die Kenntnis dieser vier Größen durch
Plausibilitätsüberprüfungen der Endergebnisse über einer
Variation dieser vier Größen selber bestimmt.
Nachdem nun die Eingabedaten erläutert sind, soll die in
diesem Plan hauptsächlich dargestellte Online-Daten
verarbeitung erläutert werden, beginnend in dem Logik-Baustein
in der zweiten Spalte von links, ganz oben, danach den rechts
daneben befindlichen, dann den zweiten von oben in der zweiten
Spalte von links und so fort:
Ausgehend von den Daten s1 bis s5 wird zunächst das arithmetische Mittel dieser Daten ermittelt und in einem Speicher der Bezeichnung X1 abgelegt. Sodann wird aus den Daten s1 bis s5 das arithmetische Mittel der Quadrate dieser Daten ermittelt und in einem Speicher der Bezeichnung X2 abgelegt. Danach wird aus den Daten q1 bis q5 das arithmetische Mittel dieser Daten ermittelt und in einem Speicher der Bezeichnung Am abgelegt. Sodann wird aus den Daten q1 bis q5 das arithmetische Mittel der Quadrate dieser Daten ermittelt und in einem Speicher der Bezeichnung X3 abgelegt.
Ausgehend von den Daten s1 bis s5 wird zunächst das arithmetische Mittel dieser Daten ermittelt und in einem Speicher der Bezeichnung X1 abgelegt. Sodann wird aus den Daten s1 bis s5 das arithmetische Mittel der Quadrate dieser Daten ermittelt und in einem Speicher der Bezeichnung X2 abgelegt. Danach wird aus den Daten q1 bis q5 das arithmetische Mittel dieser Daten ermittelt und in einem Speicher der Bezeichnung Am abgelegt. Sodann wird aus den Daten q1 bis q5 das arithmetische Mittel der Quadrate dieser Daten ermittelt und in einem Speicher der Bezeichnung X3 abgelegt.
Nach dieser ersten Stufe der Datenverarbeitung wird der im
Speicher X1 gespeicherte Zwischenwert zusammen mit dem für den
anliegenden Luftdruck ausgewählten CM aus der Funktion
CM[(p)] in einen Multiplikator gegeben. Das von diesem
Multiplikator ausgegebene Ergebnis beschreibt das am Rade
angreifende Drehmoment M. Aufgrund der Proportionalität
zwischen diesem Drehmoment und der am Reifen angreifenden
Längskraft könnte nach Division durch den Abrollradius auch
die Längskraft ausgeworfen werden.
Ferner wäre es auch möglich, den Abrollradius entsprechend
gleich in die Funktion CM[(p)] mit einzubeziehen, wonach
anstelle des Drehmomentes M die Reifenlängskraft ausgeworfen
würde. Die Kenntnis der Reifenlängskraft oder des Reifen
drehmomentes M ist von größter Bedeutung innerhalb des
Reibkraftregelsystemes, weil hiervon am stärksten die Länge
des Bremsweges abhängt.
Für die Bestimmung der Reifeneinfederung ist zunächst vom
arithmetischen Mittel der Messsignal-Quadrate das Quadrat des
arithmetischen Mittels der Messsignale abzuziehen. Zu diesem
Zwecke ruft der zweite Logik-Baustein von oben in der dritten
Spalte von links zunächst die Zwischenwerte aus den Speichern
X1 und X2 ab und bildet die Differenz X2-X12.
Derselbe Baustein zieht dann hieraus die Quadratwurzel,
multipliziert diese mit einem Proportionalitätsfaktor CZ
mal Wurzel 2 (Anstelle einer Speicherung des die Steifigkeits
verteilung beschreibenden Faktors CZ und dessen
anschließende Multiplikation mit der Quadratwurzel aus 2
könnte natürlich auch gleich das Wurzel-aus-2-fache
gespeichert werden, die Rechengeschwindigkeit noch weiter
erhöhend.) und speichert dieses Zwischenergebnis in einem
Speicher der Bezeichnung Z. Der Inhalt dieses Speichers
beschreibt die Reifeneinfederung.
Danach wird der im Speicher Z gespeicherte Zwischenwert
zusammen mit dem für den anliegenden Luftdruck ausgewählten
EZ aus der Funktion EZ[(p)] in den rechts daneben
dargestellten Multiplikator gegeben. Das von diesem
Multiplikator ausgegebene Ergebnis beschreibt die am Rade
angreifende Vertikalkraft (= Radlast).
Fig. 11 schließlich zeigt das zuvor beschriebene Rad samt den
für die Erfindung erforderlichen Aggregaten und den
zugehörigen Radkastenbereich in einem Schnitt quer zur
Fahrtrichtung mitten durch das Radlager 10. Die Schnittebene
geht oben durch einen Längskraftsensor Sl und unten durch
einen Querkraftsensor Sq, jeweils samt zugehöriger Antenne Al
bzw. Aq. In der Nähe der Raddrehachse ist auf der dem Rade
zugewandten Seite des Radkastens 11 ein Aggregat 12
angeordnet, welches in einem einzigen Gehäuse alle
elektronischen Bausteine für die Sende-, die Empfangs
funktionen und die Datenverarbeitung aufweist.
Die elektronischen Bausteine für die Sende- und Empfangs
funktionen sind dem Fachmann der Nachrichten-, insbesondere
der Funktechnik bekannt. Es handelt sich dabei im wesentlichen
um als integrierte Schaltkreise aus Halbleitern zusammen
gesetzte Verstärker und eng filternde Frequenzpässe; Frequenz
modulatoren oder Amplitudenmodulatoren sind in diesem Sender
- im Unterschied von der üblichen Funktechnik - genausowenig
erforderlich wie entsprechende Demodulatoren. Infolgedessen
können für die Sende- und die Empfangsfunktion weitgehend die
selben elektronischen Bausteine verwendet werden, was die
Baukosten und die Fehleranfälligkeit senkt. Das Aggregat 12
vereinigt also auf sich die Funktionen, die alternativ auch in
einem nicht-rotierenden Sender G und einem ebenfalls nicht
rotierenden Sende E untergebracht werden könnten. Zusätzlich
zur üblichen Funktechnik muss das Aggregat 12 zeitbestimmende
Schaltungen beinhalten, deren Kernstück - wie aus dem
Chronometerbau bekannt - Quarze sein sollten.
Die im Aggregat 12 enthaltenen Logikbausteine sind in Fig. 10
näher beschrieben.
Das Aggregat 12 beinhaltet zwei zur Radachse etwa konzentrisch
ausgerichtete, Kreissektoren beschreibende Antennen A12l und
A12q.
Das Aggregat 12 wird über eine 2-polige Elektroleitung 13 mit
Gleichstrom aus dem akkumulatorgepufferten Bordnetz
gespeichert. In den Fahrzeugen, wo zwei verschiedene Bordnetze
zur Verfügung stehen, genügt der Anschluss an das weniger
leistungsfähige Netz; dadurch werden die nachteiligen
Auswirkungen von Verbrauchsspitzen anderer leistungsstarker
Verbraucher wie Heckscheibenheizung, elektrische Servo
lenkungen und Bremsbackenbetätigungen von vorneherein
ausgeschlossen.
Über eine weitere, vorzugsweise als vierpoliges abgeschirmtes
Kabel ausgeführte Leitung 14 liefert das Aggregat seine Daten
zur Längskraft, Querkraft, Radlast und Luftdruck an die hier
nicht dargestellte, an sich bekannte Recheneinheit zur
Steuerung des Bremseneingriffes, die die Funktionen von ABS,
ASR und ESP auf sich vereinigt; von da aus kann eine weitere
Leitung zum Armaturenbrett gehen, etwa zu Warnzwecken.
Vorzugsweise - wie dargestellt - geht eine weitere Leitung
in das Aggregat 12; es sollte 5-polig ausgeführt sein und
versorgt die Logikeinheit mit den Daten CZ, CM,
EZ, CFa und CK.
Der Schutzumfang der Ansprüche ist nicht auf die eine
besonders bevorzugte Ausführung gemäß den Fig. 1 bis 11
beschränkt.
Eine Bezugszeichenliste ist Bestandteil der Beschreibung.
1
Fahrzeugluftreifen
2
Wülste von
1
3
Wulstkerne in
2
3.1
Kautschukumspritzung des Wulstkernes
3
4
an
3
verankerte Karkasse
5
Gürtellagen
6
Kernreiter (= Apex)
7
signalführende Elektroleitung in der Sensorwurzel rWs
8
signalführende Elektroleitung in der Sensorwurzel rWs
9
-
10
Radlager
11
Radkasten
12
Aggregat zum Senden, Empfangen und Verarbeiten von Signalen
13
Elektroleitung (zweipolig)
14
Leitung (vierpolig) für die Daten Fl oder M, Fq, Fz und p
15
Leitung (fünfpolig) für Eichkonstanten
A Antenne
Al Antenne zum Funkempfang durch einen Längskraftsensor und zur Absendung eines datentragenden langsamen Echos vom selben Längskraftsensor
Al1 Antenne Al für den ersten Sensor Sl (= Sl1)
Al2 Antenne Al für den zweiten Sensor Sl (= Sl2)
Al3 Antenne Al für den dritten Sensor Sl (= Sl3)
Al4 Antenne Al für den vierten Sensor Sl (= Sl4)
Al5 Antenne Al für den fünften Sensor Sl (= Sl5)
Aq Antenne zum Funkempfang durch einen Querkraftsensor und zur Absendung eines datentragenden langsamen Echos vom selben Querkraftsensor
Aq1 Antenne Al für den ersten Sensor Sq (= Sq1)
Aq2 Antenne Al für den zweiten Sensor Sq (= Sq2)
Aq3 Antenne Al für den dritten Sensor Sq (= Sq3)
Aq4 Antenne Al für den vierten Sensor Sq (= Sq4)
Aq5 Antenne Al für den fünften Sensor Sq (= Sq5)
A12l Sende- und Empfangsantenne am Aggregat
A Antenne
Al Antenne zum Funkempfang durch einen Längskraftsensor und zur Absendung eines datentragenden langsamen Echos vom selben Längskraftsensor
Al1 Antenne Al für den ersten Sensor Sl (= Sl1)
Al2 Antenne Al für den zweiten Sensor Sl (= Sl2)
Al3 Antenne Al für den dritten Sensor Sl (= Sl3)
Al4 Antenne Al für den vierten Sensor Sl (= Sl4)
Al5 Antenne Al für den fünften Sensor Sl (= Sl5)
Aq Antenne zum Funkempfang durch einen Querkraftsensor und zur Absendung eines datentragenden langsamen Echos vom selben Querkraftsensor
Aq1 Antenne Al für den ersten Sensor Sq (= Sq1)
Aq2 Antenne Al für den zweiten Sensor Sq (= Sq2)
Aq3 Antenne Al für den dritten Sensor Sq (= Sq3)
Aq4 Antenne Al für den vierten Sensor Sq (= Sq4)
Aq5 Antenne Al für den fünften Sensor Sq (= Sq5)
A12l Sende- und Empfangsantenne am Aggregat
12
zur
Kommunikation mit den Antennen Al der
Längskraftsensoren Sl
A12q Sende- und Empfangsantenne am Aggregat
A12q Sende- und Empfangsantenne am Aggregat
12
zur
Kommunikation mit den Antennen Aq der
Querkraftsensoren Sq
E Empfänger von Funksignalen, nicht rotierend im Fahrzeug eingebaut (in keiner Figur als separates Bauteil gezeigt, in
E Empfänger von Funksignalen, nicht rotierend im Fahrzeug eingebaut (in keiner Figur als separates Bauteil gezeigt, in
Fig.
11
als Bestandteil des Aggregates
12
)
Es Empfangsantenne
F auf Ss einwirkende, zu sensierende Kräfte
Fl Längskräfte
Fq Querkräfte
G nicht rotierend im Fahrzeug eingebauter (in keiner Figur als separates Bauteil gezeigt, in
Es Empfangsantenne
F auf Ss einwirkende, zu sensierende Kräfte
Fl Längskräfte
Fq Querkräfte
G nicht rotierend im Fahrzeug eingebauter (in keiner Figur als separates Bauteil gezeigt, in
Fig.
11
als Bestandteil
des Aggregates
12
gezeigtes) Sender von Funksignalen
I Interdigitalwandler
S Sensor
Sl Sensor zur Sensierung von Längskräften
Sl1 Längskraftsensor
I Interdigitalwandler
S Sensor
Sl Sensor zur Sensierung von Längskräften
Sl1 Längskraftsensor
1
(siehe
Fig.
9
)
Sl2 Längskraftsensor
Sl2 Längskraftsensor
2
Sl3 Längskraftsensor
3
Sl4 Längskraftsensor
4
Sl5 Längskraftsensor
5
Sq Sensor zur Sensierung von Querkräften
Sq1 Längskraftsensor
Sq1 Längskraftsensor
1
(siehe
Fig.
9
)
Sq2 Längskraftsensor
Sq2 Längskraftsensor
2
Sq3 Längskraftsensor
3
Sq4 Längskraftsensor
4
Sq5 Längskraftsensor
5
SC Schneiden zwischen Ss und SG (siehe
Fig.
4
)
SG Sensor-Gehäuse
Ss sensitive Fläche von S
Ssm radiale Mitte von Ss
Ssp piezo-kristalline Schicht auf Ss
rWs Wurzel von S
SG Sensor-Gehäuse
Ss sensitive Fläche von S
Ssm radiale Mitte von Ss
Ssp piezo-kristalline Schicht auf Ss
rWs Wurzel von S
Claims (29)
1. Fahrzeugluftreifen (1)
- - mit Wülsten (2) und darin angeordneten Wulstkernen (3),
- - wobei innerhalb des Fahrzeugluftreifens (1) zumindest ein Sensor (S) angeordnet ist, welcher Signale liefert, die in einer Korrelation zu vom Reifen während seines Betriebes übertragenen Kräften stehen,
2. Fahrzeugluftreifen (1) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass der Sensor (S) zungenartig ausgebildet
ist, mit seiner Wurzel (Ws) an einem Wulstkern (3)
befestigt ist und sich von da aus nach radial außen
erstreckt.
3. Fahrzeugluftreifen (1) nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der Sensor (Sl) flächig ausgebildet
ist und zur Sensierung von Längskräften neben der radialen
Erstreckung im wesentlichen eine axiale Erstreckung
aufweist.
4. Fahrzeugluftreifen (1) nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der Sensor (Sq) flächig ausgebildet
ist und zur Sensierung von Querkräften neben der radialen
Erstreckung im wesentlichen eine Erstreckung in der
Umfangsrichtung aufweist.
5. Fahrzeugluftreifen (1) nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der von
ihm übertragenen Längskraft und/oder Reifeneinfederung in
einer wulstkernnahen Spur zumindest zwei Sensoren (Sl) in
gleichmäßiger Phasenverteilung angeordnet sind.
6. Fahrzeugluftreifen (1) nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der von
ihm übertragenen Querkraft in einer wulstkernnahen Spur
zumindet drei Sensoren (Sq) in gleichmäßiger Phasen
verteilung angeordnet sind.
7. Fahrzeugluftreifen (1) nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass er sowohl mehrere Sensoren gemäß
Anspruch 3 zur Sensierung von Längskräften aufweist als
auch mehrere Sensoren gemäß Anspruch 4 zur Sensierung von
Querkräften.
8. Fahrzeugluftreifen (1) nach zumindest einem der
vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
radiale Mitte (Ssm) jeder sensitiven Fläche (Ss) in dem
radialen Abstande zum Wulstkern (3) angeordnet ist, in dem
die Karkasse (4) im Querschnitt einen Wendepunkt aufweist.
9. Fahrzeugluftreifen (1) nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle in ihm im
Bereich eines Wulstes (2) enthaltenen Sensoren (S) mit
passiver Funkübertragung arbeiten, d. h. ohne sonstige
Energiezufuhr von einem nicht-rotierenden Gerät (G)
empfangene Funksignale in einer eindeutigen Korrelation zur
zu sensierenden Größe (Fl und/oder Fq) verändern oder in
ihrer Phasenlage verändern und an einen Empfänger (E)
senden.
10. Fahrzeugluftreifen (1) nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle in ihm
enthaltenen Sensoren (S) als passive, lineare, akustische
Oberflächenwellen-Bauelemente ausgebildet sind.
11. Fahrzeugluftreifen (1) nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle in ihm
enthaltenen Sensoren (S) zumindest eine Schicht (Ssp) mit
einem oder mehreren piezoelektrischen Kristallen enthält,
die an eine akustische Oberflächenwelle eine elektrische
Welle gleicher Fortpflanzungsgeschwindigkeit koppelt.
12. Fahrzeugluftreifen (1) nach vorangehendem Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, dass als piezoelektrischer Kristall SiO2
verwendet ist.
13. Fahrzeugluftreifen (1) nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der
in ihm enthaltenen Sensoren (S) einen Interdigitalwandler
(I) enthält.
14. Fahrzeugluftreifen (1) nach vorangehendem Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, dass die Sende- und Empfangsfrequenz
zwischen 20 MHz und 2,5 GHz liegt.
15. Fahrzeugluftreifen (1) nach vorangehendem Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, dass alle Sensoren (S) eines Reifens mit
einer zumindest soweit verschiedenen Übertragungsfrequenz
arbeiten, dass die jeweils zum Empfänger zurückgesandten
Signale voneinander jederzeit trennbar sind.
16. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet,
- - dass alle längskraftsensierenden Sensoren (Sl) eines Reifens mit einer ersten, untereinander gleichen Übertragungsfrequenz f1 arbeiten, wobei die zum Empfänger zurückgesandten Signale dadurch voneinander jederzeit trennbar sind, dass sich die Sensoren in der Anordnung ihrer reflektierenden Strukturen signifikant unterscheiden, und
- - dass alle querkraftsensierenden Sensoren (Sq) eines Reifens mit einer zweiten, untereinander gleichen Übertragungsfrequenz f2 arbeiten, wobei die zum Empfänger zurückgesandten Signale dadurch voneinander jederzeit trennbar sind, dass sich die Sensoren in der Anordnung ihrer reflektierenden Strukturen signifikant unterscheiden.
17. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet,
- - dass alle längskraftsensierenden Sensoren (Sl) eines Reifens mit verschiedenen Übertragungsfrequenzen fa, fb, fc arbeiten, und
- - dass alle querkraftsensierenden Sensoren (Sq) eines Reifens mit den gleichen verschiedenen Übertragungs frequenzen fa, fb, fc arbeiten,
- - wobei alle längskraftsensierenden Sensoren (Sl) eines Reifens erste, untereinander gleiche reflektierende Strukturen aufweisen, und
- - alle querkraftsensierenden Sensoren (Sq) eines Reifens zweite, untereinander gleiche reflektierende Strukturen aufweisen,
- - die von den ersten reflektierenden Strukturen zumindest insoweit verschieden sind, dass die Signale aller Sensoren eines Reifens voneinander jederzeit trennbar sind.
18. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, dass alle Sensoren eines Reifens mit
gleicher Übertragungsfrequenz arbeiten, wobei die zum
Empfänger zurückgesandten Signale dadurch voneinander
jederzeit trennbar sind, dass sich die Sensoren in der
Anordnung ihrer reflektierenden Strukturen zumindest
insoweit unterscheiden, dass die zum Empfänger
zurückgesandten Signale signifikant verschieden sind.
19. Fahrzeugluftreifen (1) nach den Ansprüchen 1, 9 und 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Radius einer
(ununterbrochenen oder in Sektoren unterteilten) am zu
überwachenden Reifen (1) angeordneten ringförmigen Antenne
(A) nahe oder exakt bei dem Radius liegt, auf dem die
Karkasse im Querschnitt einen Wendepunkt zeigt.
20. Reibkraftregelsystem für ein Fahrzeug, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest ein
sensorenthaltender Reifen (1) gemäß einem der vorangehenden
Ansprüche darin verwendet wird.
21. Reibkraftregelsystem nach Anspruch 20, dadurch
gekennzeichnet, dass alle in ihm verwendeten Sensoren (S)
auf der gleichen Übertragungsfrequenz arbeiten und - zwecks
Signaltrennung - jeder Radposition zumindest eine nicht
rotierende Sende-Antenne (A12) und eine nicht-rotierende
Empfangsantenne (A12) zugeordnet ist, von denen zumindest
eine - vorzugsweise beide - eine Richtcharakteristik
aufweisen.
22. Reibkraftregelsystem nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, dass jeder Sensor (S) nur in bestimmten
Drehstellungen des Luftreifens durch eine Sende-Antenne
angeregt wird.
23. Reibkraftregelsystem nach Anspruch 21 und 22, dadurch
gekennzeichnet, dass der bzw. jeder Sensor (Sl) zur
Längskraftbestimmung jeweils nur in einer Stellung
senkrecht über und/oder unter der Raddrehachse aktiviert
wird.
24. Reibkraftregelsystem nach Anspruch 21 und 22, dadurch
gekennzeichnet, dass der bzw. jeder Sensor (Sq) zur
Querkraftbestimmung jeweils nur in einer Stellung senkrecht
über und/oder unter der Raddrehachse aktiviert wird.
25. Reibkraftregelsystem nach Anspruch 20, vorzugsweise nach
Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die gleichen, der
Längskraftbestimmung dienenden Sensoren (Sl) zur
Reifeneinfederungsbestimmung verwendet werden und dazu nur
in einer Stellung waagerecht vor und/oder hinter der
Raddrehachse aktiviert werden, wobei bereits ein einziger
Sensor (Sl) ausreicht.
26. Reibkraftregelsystem nach Anspruch 20, dadurch
gekennzeichnet, dass alle innerhalb eines Rades verwendeten
Sensoren sich in ihrer Übertragungsfrequenz und/oder ihrem
Reflexionsmuster unterscheiden, und dass aus der Gesamtheit
der von diesen Sensoren gelieferten Daten jedes einzelne
Datum einem einzelnen Sensor zugeordnet wird.
27. Reibkraftregelsystem nach Anspruch 26, dadurch
gekennzeichnet, dass die Sensoren eines Rades quasi
kontinuierlich Daten liefern, also nicht nur in bestimmten
Drehstellungen des Rades.
28. Reibkraftregelsystem nach Anspruch 27, dadurch
gekennzeichnet, dass - unter Verzicht auf eine Messung des
Drehwinkels (phi) des Rades - die Daten, die von den
Sensoren eines Rades quasi-kontinuierlich geliefert werden,
in einer Logik-Schaltung so zueinander in Beziehung gesetzt
werden (beispielsweise mit einem Algorithmus gemäß den
Becherer-Kleinhoffschen Gleichungen zu M, Z, Am, K und
Fq gemäß Beschreibungsseiten 19 bis 21), dass am
Ausgang der Logik-Schaltung solche Daten ausgegeben werden,
die sich auf ein nicht-rotierendes Koordinatensystem
beziehen.
29. Fahrzeugluftreifen (1) nach den Ansprüchen 1, 9 und 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenwellen-
Bauelemente direkt in einem von Butylgummi freien
Gummibereich eingebettet sind.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19900082A DE19900082C2 (de) | 1999-01-04 | 1999-01-04 | Reibkraftregelsystem und Fahrzeugluftreifen mit Sensor dafür |
US09/307,505 US6339956B1 (en) | 1999-01-04 | 1999-05-07 | Pneumatic automobile tire with integrated sensors and traction control system |
EP99125970A EP1026490A3 (de) | 1999-01-04 | 1999-12-27 | Fahrzeugluftreifen mit Sensor darin und Schlupfregelsystem |
JP11373348A JP2000203217A (ja) | 1999-01-04 | 1999-12-28 | センサを内蔵する車両空気タイヤとスリップコントロ―ル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19900082A DE19900082C2 (de) | 1999-01-04 | 1999-01-04 | Reibkraftregelsystem und Fahrzeugluftreifen mit Sensor dafür |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19900082A1 true DE19900082A1 (de) | 2000-08-10 |
DE19900082C2 DE19900082C2 (de) | 2003-09-25 |
Family
ID=7893574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19900082A Expired - Fee Related DE19900082C2 (de) | 1999-01-04 | 1999-01-04 | Reibkraftregelsystem und Fahrzeugluftreifen mit Sensor dafür |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6339956B1 (de) |
EP (1) | EP1026490A3 (de) |
JP (1) | JP2000203217A (de) |
DE (1) | DE19900082C2 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2815117A1 (fr) * | 2000-10-06 | 2002-04-12 | Bosch Gmbh Robert | Capteur de force |
DE10049019A1 (de) * | 2000-10-04 | 2002-05-02 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur drahtlosen Messung wenigstens eines aus einer Drehbewegung eines Objekts, insbesondere Rotors resultierenden Parameters |
DE10152338A1 (de) * | 2001-10-24 | 2003-05-15 | Siemens Ag | Verfahren und System zur Überwachung der Räder eines Kraftfahrzeuges |
DE10163817C1 (de) * | 2001-12-22 | 2003-07-17 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Bestimmung der Reifenseitenkraft und Verwendung zur Bestimmung des Schräglaufwinkels |
DE10320607B3 (de) * | 2003-05-08 | 2004-07-01 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | In eine Bremse, vorzugsweise eine Scheibenbremse, integrierte Steuerungselektronik |
DE10314653A1 (de) * | 2003-04-01 | 2004-10-14 | Continental Aktiengesellschaft | Oberflächenwellen-Sensor zur Messung der Verformung eines Bauteiles |
Families Citing this family (69)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7693626B2 (en) | 2000-09-08 | 2010-04-06 | Automotive Technologies International, Inc. | Vehicular tire monitoring based on sensed acceleration |
US6486776B1 (en) * | 1998-04-14 | 2002-11-26 | The Goodyear Tire & Rubber Company | RF transponder and method of measuring parameters associated with a monitored object |
US6616250B1 (en) * | 1999-02-27 | 2003-09-09 | Continental Teves, Ag & Co.Ohg | Method of controlling the performance of a motor vehicle |
US6624748B1 (en) * | 1999-10-01 | 2003-09-23 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Method for monitoring a condition of a tire |
EP1259390B1 (de) * | 2000-03-03 | 2008-11-05 | Continental Automotive GmbH | Reifen mit einem sensor sowie verfahren zur bestimmung einer verschleissgrösse eines solchen reifens |
JP4516187B2 (ja) * | 2000-06-06 | 2010-08-04 | 本田技研工業株式会社 | 車載用タイヤ空気圧検知装置及び同装置取付用キャストホイール |
US8266465B2 (en) | 2000-07-26 | 2012-09-11 | Bridgestone Americas Tire Operation, LLC | System for conserving battery life in a battery operated device |
US7161476B2 (en) * | 2000-07-26 | 2007-01-09 | Bridgestone Firestone North American Tire, Llc | Electronic tire management system |
WO2002053434A1 (de) * | 2000-12-30 | 2002-07-11 | Robert Bosch Gmbh | System und verfahren zum überwachen des fahrzustands eines fahrzeugs |
DE10160051A1 (de) * | 2000-12-30 | 2002-07-18 | Bosch Gmbh Robert | System und Verfahren zur Überwachung eines Kraftfahrzeug-Teilsystems |
DE10160046B4 (de) * | 2000-12-30 | 2006-05-04 | Robert Bosch Gmbh | System und Verfahren zur Überwachung der Traktion eines Kraftfahrzeugs |
DE10160049B4 (de) * | 2000-12-30 | 2006-04-27 | Robert Bosch Gmbh | System und Vefahren zur Überwachung des Fahrverhaltens eines Kraftfahrzeugs |
JP4501097B2 (ja) * | 2001-01-12 | 2010-07-14 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ装着用トランスポンダ及びトランスポンダ装着タイヤの製造方法 |
EP1417465B1 (de) * | 2001-08-06 | 2012-01-18 | Société de Technologie Michelin | Verfahren zur bestimmung der eigenschaften eines reifens aus belastungen |
WO2003014693A1 (fr) * | 2001-08-06 | 2003-02-20 | Societe De Technologie Michelin | Methode de determination de composantes d'efforts subis par un pneumatique et du couple d'auto-alignement |
FR2835918A1 (fr) * | 2002-02-08 | 2003-08-15 | Michelin Soc Tech | Mesure de coefficient d'adherrence maximal a partir de la mesure de l'extension circonferentielle dans un flanc d'un pneu |
DE60216153T2 (de) * | 2002-03-28 | 2007-08-16 | Pirelli Tyre S.P.A. | Reifenüberwachungsverfahren und -vorrichtung eines Kraftfahrzeugs |
US7429801B2 (en) * | 2002-05-10 | 2008-09-30 | Michelin Richerche Et Technique S.A. | System and method for generating electric power from a rotating tire's mechanical energy |
EP1365221A1 (de) * | 2002-05-24 | 2003-11-26 | Société de Technologie Michelin | Drei-Achsen-Messfühler zur Verwendung in elastomerischen Materialien |
US7398146B2 (en) * | 2002-06-24 | 2008-07-08 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | Measurement of the maximum adhesion coefficient by measuring stress in a bead of a tire |
US6734791B2 (en) * | 2002-07-31 | 2004-05-11 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | Electronics component assembly in a tire for remotely monitoring tire conditions |
JP4231254B2 (ja) * | 2002-08-02 | 2009-02-25 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤの歪み状態検出方法、歪み状態検出装置及びそのタイヤ |
US20040250934A1 (en) * | 2003-06-11 | 2004-12-16 | Randy Hamdan | Tires with magnetic strips |
DE10352539B4 (de) * | 2003-11-11 | 2007-04-12 | Siemens Ag | System zum Überwachen eines luftbereiften Fahrzeugs, Signalauswerteverfahren sowie Fahrzeugreifen |
DE102004002909B4 (de) * | 2004-01-20 | 2006-04-27 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Wandelung von Energie eines Reifens und Reifen mit einer derartigen Wandelungsvorrichtung |
DE102004011585A1 (de) * | 2004-03-10 | 2005-09-29 | Audi Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Rollwiderstandes von Reifen |
US7250914B2 (en) * | 2004-07-30 | 2007-07-31 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Composite antenna for a tire |
DE102004045262A1 (de) * | 2004-09-17 | 2006-03-23 | Bayerische Motoren Werke Ag | Fahrzeugreifen mit einer Karkasse und einem integrierten Transponder |
JP2006170686A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | タイヤ状態検出装置、タイヤ状態検出方法、タイヤ及びアンテナ |
JP2006281931A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | タイヤの前後力検出方法、及びそれに用いるタイヤの前後力検出装置 |
DE102005023974A1 (de) * | 2005-05-20 | 2006-11-23 | Continental Aktiengesellschaft | Fahrzeugreifen |
DE102005024259A1 (de) * | 2005-05-27 | 2006-11-30 | Continental Aktiengesellschaft | Anordnung zum Befestigen eines Elektronikbauteils oder einer Batterie an der Innenseite eines Fahrzeugluftreifens |
WO2006128878A1 (en) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Interfleet Technology Ab | A method and a system for determining a plurality of load components on a wheel |
FR2898542B1 (fr) * | 2006-03-14 | 2008-05-30 | Michelin Soc Tech | Vehicule comportant au moins un ensemble monte et utilisation d'un systeme de mesure. |
JP4840083B2 (ja) | 2006-11-01 | 2011-12-21 | 株式会社ジェイテクト | センサ付き転がり軸受装置 |
EP2081008A4 (de) | 2006-11-01 | 2018-02-28 | JTEKT Corporation | Wälzlagereinrichtung mit sensor |
JP4928352B2 (ja) * | 2007-05-29 | 2012-05-09 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤに作用する前後力の検出方法 |
DE102009025494B4 (de) * | 2009-06-19 | 2012-07-19 | Grasdorf Wennekamp Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Optimierung der lastabhängigen Reifeneinfederung bei Fahrzeugreifen von land-und forstwirtschaftlichen Fahrzeugen |
KR20130132818A (ko) | 2010-11-23 | 2013-12-05 | 브리지스톤 어메리카스 타이어 오퍼레이션스, 엘엘씨 | 진단 타이어 시험 방법 |
WO2012128996A2 (en) | 2011-03-18 | 2012-09-27 | Bridgestone Americas Tire Operations, Llc | Method of analyzing stopping distance performance efficiency |
CN105352428B (zh) | 2011-04-08 | 2019-04-02 | 株式会社村田制作所 | 操作设备 |
WO2013021835A1 (ja) | 2011-08-11 | 2013-02-14 | 株式会社村田製作所 | タッチパネル |
ITTO20130307A1 (it) | 2013-04-17 | 2014-10-18 | Itt Italia Srl | Metodo per realizzare un elemento frenante, in particolare una pastiglia freno, sensorizzato, pastiglia freno sensorizzata, impianto frenante di veicolo e metodo associato |
DE102013014807B3 (de) * | 2013-09-03 | 2014-11-20 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Anordnung und Verfahren zur synchronen Bestimmung des Schermoduls und der Poissonzahl an Proben aus elastisch isotropen und anisotropen Werkstoffen |
KR101500213B1 (ko) | 2013-12-03 | 2015-03-06 | 현대자동차주식회사 | 인텔리전트 타이어 시스템 |
US9815343B1 (en) * | 2014-06-06 | 2017-11-14 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Tire sensing method for enhanced safety and controllability of vehicles |
US9939035B2 (en) | 2015-05-28 | 2018-04-10 | Itt Italia S.R.L. | Smart braking devices, systems, and methods |
DE102015009431A1 (de) * | 2015-07-21 | 2017-01-26 | Iwis Antriebssysteme Gmbh & Co. Kg | Gelenkkette mit einem passiven Oberflächenwellen-Sensor |
CN105099266B (zh) * | 2015-08-21 | 2017-05-10 | 杨再煜 | 内胎式压电发电装置 |
DE102015216212A1 (de) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | Continental Reifen Deutschland Gmbh | Verfahren zum Bestimmen einer Profiltiefe eines Reifenprofils, sowie Steuergerät hierfür |
ITUB20153709A1 (it) | 2015-09-17 | 2017-03-17 | Itt Italia Srl | Dispositivo di analisi e gestione dei dati generati da un sistema frenante sensorizzato per veicoli |
ITUB20153706A1 (it) | 2015-09-17 | 2017-03-17 | Itt Italia Srl | Dispositivo frenante per veicolo pesante e metodo di prevenzione del surriscaldamento dei freni in un veicolo pesante |
ITUB20154063A1 (it) * | 2015-10-06 | 2017-04-06 | Trelleborg Wheel Sys Italia Spa | Procedimento e dispositivo di controllo e regolazione della pressione degli pneumatici. |
ITUA20161336A1 (it) | 2016-03-03 | 2017-09-03 | Itt Italia Srl | Dispositivo e metodo per il miglioramento delle prestazioni di un sistema antibloccaggio e antiscivolamento di un veicolo |
IT201600077944A1 (it) | 2016-07-25 | 2018-01-25 | Itt Italia Srl | Dispositivo per il rilevamento della coppia residua di frenatura in un veicolo equipaggiato con freni a disco |
DE102016124436A1 (de) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | Voith Patent Gmbh | Drahtloses Messsystem für ein rotierendes Bauteil |
JP6909071B2 (ja) * | 2017-06-23 | 2021-07-28 | Ntn株式会社 | 補助転舵機能付ハブユニットおよび車両 |
CN111511588A (zh) * | 2017-12-20 | 2020-08-07 | 尼拉动力公司 | 确定车辆中轮胎压力状态 |
JP6594508B1 (ja) * | 2018-10-03 | 2019-10-23 | Toyo Tire株式会社 | タイヤ |
US11560022B2 (en) * | 2018-12-12 | 2023-01-24 | Tdk Corporation | Rotatable smart wheel systems and methods |
EP3925802A4 (de) * | 2019-02-11 | 2022-09-14 | CEITEC - Centro Nacional de Tecnologia Eletrônica Avançada S.A. | Reifen mit einem rfid-etikett |
FR3094540B1 (fr) * | 2019-03-27 | 2021-02-19 | Continental Automotive | Procédé de contrôle d’une activation d’une fonction par un module de commande d’une unité roue |
US11945182B2 (en) * | 2019-06-27 | 2024-04-02 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Assembly for placement of sensors within tire |
IT201900015839A1 (it) | 2019-09-06 | 2021-03-06 | Itt Italia Srl | Pastiglia freno per veicoli e suo processo di produzione |
AT524139A1 (de) * | 2020-09-08 | 2022-03-15 | Sensideon Gmbh | Vorrichtung zum Auslesen eines Sensors |
US11865872B2 (en) | 2020-11-02 | 2024-01-09 | Tdk Corporation | Interconnects for electrical components positioned adjacent to vehicle tires |
WO2022248114A1 (en) | 2021-05-25 | 2022-12-01 | Itt Italia S.R.L. | A method and a device for estimating residual torque between the braked and braking elements of a vehicle |
EP4122782A1 (de) * | 2021-07-22 | 2023-01-25 | Volvo Truck Corporation | Verfahren zur steuerung des bremsens und/oder der traktion eines fahrzeugs |
JP2023074814A (ja) * | 2021-11-18 | 2023-05-30 | Tdk株式会社 | 推定システム、推定方法、及び推定プログラム |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4510484A (en) * | 1983-03-28 | 1985-04-09 | Imperial Clevite Inc. | Piezoelectric reed power supply for use in abnormal tire condition warning systems |
US4625207A (en) * | 1983-06-30 | 1986-11-25 | X-Cyte Inc. | Surface acoustic wave passive transponder having amplitude and phase-modifying surface pads |
US4725841A (en) * | 1983-06-30 | 1988-02-16 | X-Cyte, Inc. | System for interrogating a passive transponder carrying phase-encoded information |
US4625208A (en) * | 1983-06-30 | 1986-11-25 | X-Cyte Inc. | Surface acoustic wave passive transponder having acoustic wave reflectors |
EP0363570B1 (de) * | 1988-10-13 | 1996-02-21 | Japan Electronics Industry, Ltd. | Strassenoberflächen-Reibungsaufnehmer und Strassenoberflächen-Reibungskoeffizienten-Aufnehmer und Fahrzeug-Blockierschutz-Bremsanlage |
DE3937966C2 (de) * | 1989-11-15 | 1994-02-03 | Bert Prof Dr Ing Breuer | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Kraftschlußverhältnisse zwischen Fahrzeugreifen und Fahrbahn |
US5218861A (en) * | 1991-03-27 | 1993-06-15 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Pneumatic tire having an integrated circuit transponder and pressure transducer |
US5181975A (en) * | 1991-03-27 | 1993-01-26 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Integrated circuit transponder with coil antenna in a pneumatic tire for use in tire identification |
DE4112738C2 (de) * | 1991-04-18 | 2001-10-31 | Bayerische Motoren Werke Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung von Kraftfahrzeugsystemen |
FR2682323A1 (fr) * | 1991-10-15 | 1993-04-16 | Michelin & Cie | Implantation d'un circuit electronique dans un pneumatique. |
KR100265468B1 (ko) * | 1992-01-03 | 2000-09-15 | 칼 하인쯔 호르닝어 | 수동 표면파 센서 |
DE4335938A1 (de) * | 1992-12-17 | 1995-04-27 | Continental Ag | Verfahren zur Aquaplaning-Erkennung bei Fahrzeugreifen |
US5500065A (en) * | 1994-06-03 | 1996-03-19 | Bridgestone/Firestone, Inc. | Method for embedding a monitoring device within a tire during manufacture |
DE4435160A1 (de) * | 1994-09-30 | 1996-04-04 | Continental Ag | Einrichtung zur Ermittlung der Umfangskraft eines Fahrzeugrades |
DE19522269A1 (de) * | 1995-06-20 | 1997-01-02 | Continental Ag | Vorrichtung zum Ermitteln und Aufaddieren der Umdrehungen eines Reifens |
DE69706212T2 (de) * | 1996-03-26 | 2002-01-10 | Sumitomo Rubber Ind | Luftreifen |
US5895854A (en) * | 1996-11-08 | 1999-04-20 | Continental Aktiengesellschaft | Vehicle wheel provided with a pneumatic tire having therein a rubber mixture permeated with magnetizable particles |
US5894086A (en) * | 1997-03-06 | 1999-04-13 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Method and apparatus for detecting cords in composites |
DE19716586C1 (de) * | 1997-04-21 | 1998-08-06 | Continental Ag | Verfahren zum Ermitteln der Profiltiefe eines Fahrzeugreifens am fahrenden Fahrzeug |
DE19725775C1 (de) * | 1997-06-18 | 1999-02-11 | Continental Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln des Aufschwimmens eines Fahrzeugreifens (Aquaplaning) |
DE19746618A1 (de) * | 1997-10-22 | 1999-04-29 | Continental Ag | Radialkarkasse für einen Fahrzeugluftreifen und Verfahren zu deren Herstellung |
US5977870A (en) * | 1997-12-22 | 1999-11-02 | Bridgestone/Firestone, Inc. | Method and apparatus for transmitting stored data and engineering conditions of a tire to a remote location |
-
1999
- 1999-01-04 DE DE19900082A patent/DE19900082C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-05-07 US US09/307,505 patent/US6339956B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-12-27 EP EP99125970A patent/EP1026490A3/de not_active Withdrawn
- 1999-12-28 JP JP11373348A patent/JP2000203217A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10049019A1 (de) * | 2000-10-04 | 2002-05-02 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur drahtlosen Messung wenigstens eines aus einer Drehbewegung eines Objekts, insbesondere Rotors resultierenden Parameters |
FR2815117A1 (fr) * | 2000-10-06 | 2002-04-12 | Bosch Gmbh Robert | Capteur de force |
DE10152338A1 (de) * | 2001-10-24 | 2003-05-15 | Siemens Ag | Verfahren und System zur Überwachung der Räder eines Kraftfahrzeuges |
DE10152338B4 (de) * | 2001-10-24 | 2004-11-18 | Siemens Ag | Verfahren und System zur Überwachung der Räder eines Kraftfahrzeuges |
US6998974B2 (en) | 2001-10-24 | 2006-02-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and system for monitoring the wheels of motor vehicle |
DE10163817C1 (de) * | 2001-12-22 | 2003-07-17 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Bestimmung der Reifenseitenkraft und Verwendung zur Bestimmung des Schräglaufwinkels |
DE10314653A1 (de) * | 2003-04-01 | 2004-10-14 | Continental Aktiengesellschaft | Oberflächenwellen-Sensor zur Messung der Verformung eines Bauteiles |
DE10320607B3 (de) * | 2003-05-08 | 2004-07-01 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | In eine Bremse, vorzugsweise eine Scheibenbremse, integrierte Steuerungselektronik |
US7565232B2 (en) | 2003-05-08 | 2009-07-21 | Knorr-Bremse Systeme Fuer Nutzfahrzeuge Gmbh | Control electronics integrated in a brake, preferably a disc brake |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6339956B1 (en) | 2002-01-22 |
EP1026490A3 (de) | 2001-07-11 |
JP2000203217A (ja) | 2000-07-25 |
EP1026490A2 (de) | 2000-08-09 |
DE19900082C2 (de) | 2003-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19900082C2 (de) | Reibkraftregelsystem und Fahrzeugluftreifen mit Sensor dafür | |
DE60106400T2 (de) | System, reifen und methode zur bestimmung des verhaltens eines bewegten reifens | |
DE60037685T2 (de) | Verfahren und System zum Steuern des Verhaltens eines Fahrzeugs durch die Kontrolle seiner Reifen | |
DE60216153T2 (de) | Reifenüberwachungsverfahren und -vorrichtung eines Kraftfahrzeugs | |
DE112009005342B4 (de) | Klassifikation der Straßenoberfläche | |
DE102004044954B4 (de) | Reifenzustandsgrößenerfassungsvorrichtung und Verfahren | |
EP2877352B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum schätzen einer profiltiefe eines reifens | |
DE19620581B4 (de) | Vorrichtung zur Ermittlung des Drehverhaltens eines Fahrzeugrades | |
DE10144360B4 (de) | Verfahren zum Zuordnen von Reifendruckmessvorrichtungen eines Kraftfahrzeugs zu Radpositionen und Vorrichtung zum Messen des Reifendrucks | |
DE4435448B4 (de) | Verfahren zur permanenten Ermittlung des Fahrbahnreibwerts | |
DE102006028411A1 (de) | Verfahren zur Reifenzustandserkennung | |
EP2170631B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur reifenzustandsüberwachung | |
DE102007052021B4 (de) | Luftreifen mit speziell angeordneten Dehnungssensoren | |
EP2391515A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum messen der profiltiefe eines kraftfahrzeugreifens | |
WO2006128758A1 (de) | Bestimmung des aktuellen gierwinkels und des aktuellen schwimmwinkels eines landfahrzeugs | |
EP2681093A1 (de) | Verfahren zur bestimmung des fahrwiderstands eines fahrzeugs | |
EP2250037B1 (de) | Verfahren zur bestimmung einer beladung eines fahrzeugs | |
WO2018153627A1 (de) | Bestimmung eines maximalen kraftschlusskoeffizienten | |
DE19849390C2 (de) | Verfahren zur Durchführung der Zuordnung von Luftdruckkontrollvorrichtungen zu Radpositionen in einem Luftdruckkontrollsystem eines Kraftfahrzeuges | |
DE10342297B4 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Ermittlung der Radposition | |
DE19838638C2 (de) | Fahrzeugreifen mit einem Sensor im radial inneren Bereich der Lauffläche oder unterhalb der Lauffläche | |
DE102018127333A1 (de) | Verfahren und systeme zur adaptiven überwachung des bremsbelagverschleisses | |
DE102013220882B4 (de) | Verfahren, Steuergerät und System zum Ermitteln einer Profiltiefe eines Profils zumindest eines Reifens | |
DE602005006014T2 (de) | Fahrzeugreifen und verwendung eines temperaturmesssystems | |
DE102005014099A1 (de) | Verfahren zur Bestimmung der absoluten Abrollumfänge der Räder eines Kraftfahrzeugs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8304 | Grant after examination procedure | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |