DE60037685T2

DE60037685T2 - Verfahren und System zum Steuern des Verhaltens eines Fahrzeugs durch die Kontrolle seiner Reifen

Info

Publication number: DE60037685T2
Application number: DE60037685T
Authority: DE
Inventors: Renato Caretta; Riccardo Cesarini; Federico Mancosu
Original assignee: Pirelli SpA; Pirelli Tyre SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA; Pirelli Tyre SpA
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2020-07-19
Also published as: DE60037685D1; EP1449684A2; DE60014392T2; EP1449684A3; AR024961A1; BR0012893A; CN1433360A; JP2003505296A; EP1202867B1; CN1213880C; KR20020035568A; TR200200244T2; DE60014392D1; AR052708A2; AU6435300A; KR100689214B1; EP1202867A1; ATE277783T1; ES2230131T3; EP1449684B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zum Überwachen der Funktionszustände eines an einem Fahrzeug angebrachten Reifens.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Möglichkeit, automatische oder von Befehl des Fahrers aktivierte Einwirkungen auf das Fahrzeugfahr- und/oder -steuersystem vorzunehmen, um das Fahrzeugverhalten in Übereinstimmung mit Messungen zu modifizieren, die an dem Reifen oder an dem Rad ausgeführt werden.
Vorrichtungen zum Messen charakteristischer Parameter, wie des Drucks und der Temperatur, in einem Reifen sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Die DE 39 16 176 offenbart ein Fahrzeugrad mit einer Abstandsmessvorrichtung, die an der Felge angebracht ist.
Die Patentanmeldung EP 887,211 beschreibt ein Reifenüberwachungssystem mit einem im Inneren des Reifens angeordneten Sensor, der einen elektrischen Impuls erzeugen kann, wenn er durch die Aufstandsfläche hindurchgeht, die von dem Kontakt des Reifens mit dem Boden während der Drehung gebildet wird. Das System nach diesem Patent hat auch Einrichtungen zum Messen des Verhältnisses zwischen der Dauer des elektrischen Impulses und der Dauer einer Umdrehung des Reifens sowie Einrichtungen zum Übertragen des Verhältnisses zu einer Verarbeitungseinheit in dem Fahrzeug.
Insbesondere ist der Sensor innerhalb der Lauffläche des Reifens so angeordnet, dass der elektrische Impuls eine erste Spitze an dem Punkt an der Stelle, an der sie in die Aufstandsfläche eintritt, und eine zweite Spitze an der Stelle hat, an der sie die Aufstandsfläche verlässt.
Nach der Lehre dieses Patents kann das Verhältnis der Zeit, die zwischen den beiden Spitzen abgelaufen ist, und der Zeit, die eine vollständige Reifenumdrehung braucht, dazu verwendet werden, das Ausmaß des Flachwerdens des Reifens während des Betriebs des Fahrzeugs zu ermitteln.
Der Grund dafür besteht darin, dass der Sensor den Augenblick des Eintritts in die Aufstandsfläche und den Augenblick des Austritts aus dieser Fläche erfasst. Es ist somit möglich, die Länge dieser Fläche zu berechnen, wenn die Winkelgeschwindigkeit des Reifens und sein Radius bekannt sind. Die Länge der Aufstandsfläche wird denn zu dem Flachwerden des Reifens in Beziehung gesetzt, was ein kritischer Parameter des Reifens im Einsatz ist, insbesondere bei Reifen für Schwerlastfahrzeuge.
Die Patentanmeldung EP 689.950 beschreibt ein anderes Verfahren zum Überwachen von Parameter eines Reifens, beispielsweise seines Drucks und seiner Temperatur. Insbesondere wird eine selbstangetriebene, programmierbare elektronische Einrichtung verwendet, die an der Innenfläche des Reifens oder an seiner Aufpassfelge angeordnet ist. Diese Vorrichtung kann dazu verwendet werden, den Druck, die Temperatur und die Anzahl der Umdrehungen des Reifens zu überwachen und zu speichern, und kann einen Dehnungsmesser, dessen Ausgangssignal die Biegung der Innenfläche des Laufflächenstreifens misst, oder einen Beschleunigungsmesser aufweisen, der die Stärke der Beschleunigung misst, der das Laufflächenband ausgesetzt ist. Zusätzlich wird die Vorrichtung durch ein externes Hochfrequenzsignal aktiviert und sendet ein Alarmsignal, wenn eine vorgegebene Grenze der gemessenen Werte überschritten wird.
Bekannt sind auch Verfahren zum Messen von Verformungen des Laufflächenbandes eines Reifens während der Bewegung und ihr Senden zu einem Empfänger, der an dem Fahrzeug angeordnet ist.
Die Patentanmeldung WO 93/25400 beschreibt einen Sensor, der sich in dem Laufflächenband eines Reifens befindet und in der Lage ist, ein von den vorstehenden Verformungen direkt abhängiges Signal zu senden, und der eine Resonanzschaltung aufweist, die bei einer vorgegebenen charakteristischen Frequenz schwingt. Diese Resonanzfrequenz wird von den Verformungen des Laufflächenbandes während der Bewegung beeinflusst, und der Sensor sendet elektromagnetische Wellen proportional zu diesen Änderungen der Resonanzfrequenz. Diese elektromagnetischen Wellen werden durch eine Verarbeitungseinheit empfangen, die mit einem Empfänger verbunden ist, der sich innerhalb des Fahrzeugs befindet.
Das US-Patent 5,247,831 beschreibt ein Verfahren zum Überwachen des Verhaltens der Aufstandsfläche eines Reifens während des Betriebs des Fahrzeugs, um die Fahrt des Fahrzeugs zu optimieren. Insbesondere wird ein piezoelektrischer Sensor, der aus langgestreckten Streifen aus Kautschuk mit Piezowiderstand besteht, in das Laufflächenband eingelegt. Dieser Sensor ist in der Lage, die Verformungen des Laufflächenbandes zu messen, da diese Bänder ihren elektrischen Widerstand als Funktion der Verformungen ändern.
Bekannt sind ferner Verfahren und Vorrichtungen zum Einwirken auf das Fahrzeugfahr- und/oder -steuersystem, insbesondere auf die Vorrichtungen, die die Aufhängungssysteme des Fahrzeugs steuern, um sein Verhalten entsprechend den Informationen zu steuern, die aus den Fahrzeugachsen oder den Radnaben erhalten werden.
Die Veröffentlichung "A method for the evaluation of the lateral stability of vehicles and tires" (Ein Verfahren zur Bewertung der Seitenstabilität von Fahrzeugen und Reifen) durch die Società Pneumatici Pirelli S. p. A. präsentiert auf der "International Automobile Tire Conference" (Internationale Automobilreifen-Konferenz), Toronto, Kanada, am 22. Oktober 2974, erläutert ein Verfahren zum Messen des dynamischen Verhaltens des Fahrzeugs als Funktion der Kräfte, die von verschiedenen Arten eines Reifenaufbaus und den verschiedenen Bedingungen der Straßenoberfläche entwickelt werden.
Die Veröffentlichung bezieht sich hauptsächlich auf drei Kräfte, die das dynamische Verhalten des Reifens bestimmen, nämlich die Vertikalkraft, die Längskraft und die Seitenkraft.
Die Vertikalkraft entsteht durch die dynamische Last, der der Reifen ausgesetzt ist. Die Längskraft ergibt sich aus dem Drehmoment, das an die Achse des Reifens infolge einer Beschleunigung oder eines Bremsens des Fahrzeugs angelegt wird. Die Seitenkraft ist die Resultierende der Kraft aufgrund der charakteristischen Winkel der Aufhängungssysteme des Fahrzeugs (Sturz und Vorspur) und aufgrund des Winkelschubs (Lagen-Lenkung), der von den Lagen geneigter Korde des Lagenaufbaus des Reifens entwickelt wird, die ebenfalls bei nor malen Funktionsbedingungen bei Geradausfahrt vorhanden sind, und aufgrund des Drucks, der von der Zentrifugalkraft bei Driftbedingungen erzeugt wird. Die Summe der Kräfte, die von den vier Reifen entwickelt werden, erzeugt ein resultierendes System, das am Schwerpunkt des Fahrzeugs anliegt, das die Trägheitseinwirkungen ins Gleichgewicht bringt und die das Verhalten des Fahrzeugs als Funktion der Eigenschaften der Aufhängungssysteme jeder Achse bestimmt. Dieses resultierende System wird durch geeignete Beschleunigungsmesser gemessen, von denen einer an der Vorderachse und einer an der Hinterachse des Fahrzeugs angeordnet ist. Der Artikel enthält eine Reihe von Diagrammen, die die zentripetale Beschleunigung oder die zentripetale Kraft, die auf den Schwerpunkt des Fahrzeugs wirken, als Funktion des Schleuderwinkels der entsprechenden Achse zeigen. Die für verschiedene Bodenbedingungen und für verschiedene Reifenarten aufgetragenen Diagramme können dazu verwendet werden, das Verhalten des Fahrzeugs zu ermitteln, das mit einem vorgegebenen Reifenaufbau versehen ist, und jedes seitliche Schleudern entweder in der Vorderachse oder Hinterachse bei Kurvenfahrt zu bestimmen.
Das US-Patent 5,087,072 zeigt ein System, das als aktive Aufhängung bezeichnet ist und aus vier Zylindern besteht, von denen jeweils einer für jedes Rad zwischen dem Fahrzeugchassis und der Nabe des Rads vorgesehen ist. Diese Zylinder werden von einem Hydrauliksystem mit Leistung versorgt, das von einer elektronischen Steuereinheit aktiviert wird. Das System hat einen Satz von Sensoren zum Messen der Höhe des Fahrzeugs über dem Boden für jede Aufhängungseinheit und zur Zur-Verfügung-Stellung dieser Messung für die elektronische Aufhängungssteuereinheit. Die Steuereinheit betätigt die aktiven Zylinder getrennt entsprechend der Messung dieser Höhen.
Die Anmelderin hat beobachtet, dass die vorstehenden bekannten Systeme zur Steuerung des Verhaltens eines Fahrzeugs auf Systemen von Kräften basieren, die an den Naben der Räder gemessen werden, und dass die Systeme zum Messen der Verformungen des Reifens auf der Messung der Verformungen basieren, denen das Laufflächenband in der Aufstandsfläche des Reifens unterliegt.
Die Anmelderin hat festgestellt, dass die beim Stand der Technik gemessenen Werte nicht auf eine einzige Weise zu den Betriebsbedingungen eines Reifens und insbesondere zu dem Sys tem von Kräften in Beziehung gesetzt werden können, die von einem Reifen in jedem Betriebszustand entwickelt werden.
Die vorliegende Erfindung ergibt sich aus der Erkenntnis der Anmelderin, dass die Messung von Verformungen des Laufflächenbandes, insbesondere in der Aufstandsfläche des Reifens, dazu verwendet werden kann, das System von Kräften, die von einem Reifen entwickelt werden, und die Verformungen der Karkasse des Reifens zu identifizieren, die mit ihm verbunden ist und für das Verhalten des Reifens steht. Dieses Verhalten ist von beträchtlicher Bedeutung, insbesondere während bestimmter spezieller Ereignisse, beispielsweise beim Bremsen oder Beschleunigen des Fahrzeugs, unter Driftbedingungen und bei Laständerungen am Reifen.
Dementsprechend ergibt sich die vorliegende Erfindung aus der Erkenntnis der Anmelderin, dass die Messung der Verformungen der Karkasse, da diese in einer einzigen Weise auf das System von Kräften bezogen ist, die von dem Reifen im Einsatz entwickelt werden, das Vornehmen von geeigneten korrektiven Einwirkungen auf das Fahrzeugantriebs- und/oder -steuersystem mit Hilfe des Vergleichs der gemessenen Verformungen mit vorgegebenen Werten dafür ermöglicht.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Steuerung des Verhaltens eines Fahrzeugs in Bewegung mit Hilfe der Messung von charakteristischen Verformungen des Reifens während der Fahrzeugbewegung derart, dass die Betriebsbedingungen des Reifens durch Vergleich mit vorher festgelegten Werten bestimmt werden, die das Verhalten des Reifens in den verschiedenen vorhergesagten Verformungszuständen wiedergeben. Nach der Erfindung wird das Ergebnis dieses Vergleichs dazu verwendet, ein Signal zu erzeugen, das einer vorgegebenen, vorzugsweise automatischen Reaktion von einer oder mehreren Einrichtungen entspricht, die wenigstens einen Mechanismus zum Steuern des Verhaltens einschließlich des Verhaltens des Fahrzeugs in Bewegung steuern, um das erwähnte Verhalten des Fahrzeugs innerhalb der Grenzen eines vorherbestimmten Verhaltens zu halten oder es in diese Grenzen zurückzubringen.
Die Anmelderin hat erkannt, dass einfach dadurch, dass das Verhalten eines jeden Reifens mit Sicherheit bekannt ist, mit anderen Worten, die Funktion, die die von dem Reifen entwickelte Kraft zu ihrer Verformung in Beziehung setzt, es möglich ist, in der vorstehend erwähnten Weise auf die Steuereinrichtungen des Fahrzeugs einzuwirken, um seinen Lauf, einschließlich Verhalten, optimal zu modifizieren.
Es wurde gefunden, dass die Messungen der Verformung des Karkassenaufbaus des Reifens bei einem vorgegebenen Aufpumpdruck in einem räumlichen kartesischen Koordinatensystem, mit anderen Worten die Verformung in der Vertikalrichtung, die Verformung in der Querrichtung und die Verformung in der Längsrichtung, auf eine einzige oder wenigstens eine reproduzierbare Weise den entsprechenden Vertikal-, Seiten- und Längskräften entsprechen, die auf den Reifen wirken (oder, mit anderen Worten, Kräften, die der Reifen mit dem Boden austauscht).
Die Anmelderin hat gefunden, dass diese Verformungen aus dem Inneren des Reifens unabhängig von den Ereignissen in der Aufstandsfläche, oder allgemeiner von den Zwischenflächenzuständen zwischen Reifen und Boden gemessen werden können.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisches Rad für Fahrzeuge nach Anspruch 1.
Bevorzugte Ausführungsformen des Rads der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich im Einzelnen in der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, die lediglich beispielsweise angegeben sind und keine Beschränkung darstellen sollen, wobei
1 eine schematische Darstellung eines pneumatischen Rads zeigt,
2 einen Querschnitt durch einen auf seine Tragfelge montierten Reifen und einer statischen Belastung zeigt,
3 einen Querschnitt eines auf seiner Tragfelge montierten Reifens in Zuständen eines seitlichen Driftens zeigt,
4a, 4b einen Längsschnitt durch einen auf seiner Tragfelge montierten Reifen im Zustand einer gleichförmigen Bewegung (4a) und des Bremsens (4b) zeigen,
5 einen Querschnitt durch einen auf seiner Tragfelge montierten Reifen in Zuständen eines seitlichen Driftens mit einem System zum Messen der Verformungen nach der Erfindung zeigt,
6 einen Längsschnitt durch einen auf seiner Tragfelge montierten Reifen in Bremszuständen mit einem System zum Messen der Verformungen nach der Erfindung zeigt,
7 ein Diagramm ist, das das Flachwerden eines Reifens in statischen Zuständen als Funktion der auf ihn ausgeübten Vertikalkraft zeigt,
8 ein Diagramm ist, das die Seitenkraft, die von einem Reifen bei trockenen und nassen Straßenzuständen entwickelt wird oder auf den Reifen ausgeübt wird, als Funktion des Driftwinkels zeigt,
9 ein Diagramm ist, das die Längskraft, die von einem Reifen bei trockenen und nassen Straßenzuständen entwickelt wird oder auf ihn ausgeübt wird, als Funktion des Längskriechens zeigt,
10 der Schnitt in einer Radialebene eines Luftrads ist, welches das System der kartesischen Koordinaten zeigt, die zum Auftragen der Diagramme entsprechend denen von 7, 8 und 9 nach der Erfindung verwendet werden,
11 die Aufstandsfläche des Reifens modifiziert zu einer Bohnenform mit den Verläufen der Wulstdrähte, der Mittellinie, des Laufflächenbands und einer Reihe von Radialebenen mit dem entsprechenden Wert von X₃ für jede von ihnen zeigt,
12 ein Blockschaltbild des Reifenüberwachungs- und -fahrzeugsteuersystems ist und
13 ein Ablaufdiagramm für ein Beispiel einer vom Steuersystem vorgenommenen Aktion ist.
1 zeigt schematisch den Aufbau eines Rades mit zwei Federn m1 und m2, die in Reihe zwischen der Nabe M des Fahrzeugs und der Oberfläche G des Bodens angeordnet sind.
Die Feder m1 stellt schematisch den Karkassenaufbau des Reifens dar, während die Feder m2 schematisch den Aufbau des Laufflächenbandes wiedergibt, das seine eigene spezifische Elastizität hat, die von den viskoelastischen Eigenschaften der Mischung und von den geometrischen Eigenschaften des Laufflächenmusters abhängt.
Die an die Aufstandsfläche F des Reifens angelegte Kraft wird durch eine gleiche und entgegengesetzte Kraft F, die an der Radnabe angelegt wird, ins Gleichgewicht gebracht. Ohne Kenntnis des Verhaltens von m1 ist es unmöglich, den Wert der Verformung zu kennen, die der auf m1 wirkenden Kraft entspricht.
D. h. mit anderen Worten, dass es nicht möglich ist, die verformte Gestalt der Karkasse auf eine einzige Weise aus der an der Aufstandsfläche ausgeführten Messung abzuleiten. Gleichermaßen ist es nicht möglich, in einer einzigen Weise die Verformung der Aufstandsfläche zu bestimmen, die von Parametern abhängt, die häufig unbekannt sind, insbesondere von dem Wert des Reibungskoeffizienten zwischen dem Reifen und dem Boden. Die Anmelderin hat erkannt, dass das verformte Karkassenprofil bei einem gegebenen Aufpumpdruck das tatsächliche Verhalten des in Bewegung befindlichen Reifens in sich selbst beschreibt.
Dadurch ist es möglich, im Voraus für jeden Reifentyp und für jeden Wert des Aufpumpdrucks die Verformungen zu bestimmen, denen der Reifen in einem System mit drei kartesischen Koordinaten entsprechend den an ihn angelegten Beanspruchungen in verschiedenen Betriebssituationen, insbesondere bei unterschiedlichen Werten des Reibungskoeffizienten und bei unterschiedlichen Werten des Driftwinkels unterliegt.
Der Vergleich zwischen den Verformungen des Karkassenprofils gemessen bei im Einsatz befindlichen Reifen und den vorher festgelegten Verformungen, die zweckmäßigerweise in einer Datenbank organisiert sind, kann dazu verwendet werden, geeignete Korrekturaktionen an verschiedenen Einrichtungen oder Systemen zum Steuern des Verhaltens des Reifenfahrzeugs zu erzeugen, an dem die Reifen angebracht sind, um das Verhalten des Fahrzeugs in den Grenzen eines vorgegebenen Verhaltens zu halten oder um es zurück in diese Grenzen zu bringen. Dies gilt insbesondere, wenn das Verhalten des Fahrzeugs gegenüber den an den Radnaben angelegten Kräften für das fragliche Fahrzeug bekannt ist.
Die vorstehenden Systeme haben beispielsweise variable Einstellsysteme für die Aufhängungseinheiten, ein Antiblockierbremssystem (ABS), ein Motor- und Traktionskontrollsystem (Antiskid), ein Stabilitätssteuersystem (ESP), ein aktives System zum Steuern der Bewegung aufgehängter Massen (ABC) und nicht aufgehängter Massen sowie Systeme zur dynamischen Regulierung der Winkel für den "Sturz" und/oder die Vorspur.
Die vorstehend erwähnte Datenbank kann vorteilhafterweise von dem Reifenhersteller als Komponente eines Steuersystems für das Fahrzeugverhalten geliefert werden.
Wesentliche Parameter zur Interpretation der Messungen und für den vorstehend erwähnten Vergleich der Verformungen des Reifens sowie der Art und des Ausmaßes der mit Hilfe der vorstehend erwähnten Einrichtungen oder Steuersysteme auszuführenden Korrekturen sind der Wert des Reifenaufpumpdrucks und die Geschwindigkeit oder Beschleunigung eines jeden Rads.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung werden die vorstehenden Verformungen des Karkassenprofils folgendermaßen definiert:

– Abflachung (X₁): die direkte Verformung längs einer vertikalen Achse oder irgendeiner Achse senkrecht zur Straßenoberfläche;
– die seitliche Verschiebung oder das Rutschen oder der Drift (X₂): die direkte Verformung längs der Drehachse des Reifens;
– das Längskriechen (X₃): die direkte Verformung längs der Umfangsrichtung, mit anderen Worten, der Abrollrichtung des Reifens.

Die Messungen dieser Verformungen werden als Änderungen (Δ) von X₁, X₂, X₃ bezogen auf die entsprechenden Werte ausgedrückt, die an dem Gleichgewichtsprofil des Reifens bei einem speziellen Aufpumpdruck gemessen werden.
Der Vergleich mit vorgegebenen Werten dieser Verformungen bezogen auf gemessene und gesteuerte Kräfte, die an dem Reifen angelegt sind, vorzugsweise bei zusätzlicher Kenntnis der Drehgeschwindigkeit eines jeden Rads, kann dazu verwendet werden, automatisch und/oder durch die Steuerung des Fahrzeugfahrers für einen einzelnen Reifen von Reifenpaaren oder für alle Reifen auf die erwähnten Steuereinrichtungen oder -systeme zu wirken, um die Werte der Verformungen X₁, X₂, X₃ in vorhergesagte und vorher festgelegte Grenzen zurückzubringen, um ein besseres Verhalten des Fahrzeugs in vorgegebenen und manchmal kritischen Situationen zu erreichen.
2 zeigt beispielsweise ein Rad mit einem Reifen 1 in der Bauweise, die herkömmlicherweise als "schlauchlos" bezeichnet wird, sowie eine tragende Felge 2. Dieser Reifen 1 wird mit Hilfe eines Aufpumpventils 3 aufgepumpt, das sich beispielsweise in bekannter Weise an dem Kanal der Felge befindet.
Der Reifen 1 besteht aus einem innen hohlen, torusförmigen Aufbau, der von einer Vielzahl von Komponenten und hauptsächlich von einer Karkassenlage 4 gebildet wird, die aus Gewebe oder Metall hergestellt ist und zwei Wulste 5 und 5' hat, von denen jeder längs eines inneren Umfangsrands der Karkasse ausgebildet ist, um den Reifen auf der entsprechenden tragenden Felge 2 festzulegen. Ferner ist ein Paar von ringförmigen verstärkenden Kernen vorgesehen, die Wulstdrähte 6 und 6' genannt werden und die am Umfang nicht dehnbar in die Wulste eingelegt sind (in der Regel wenigstens ein Wulstdraht pro Wulst).
Die Karkassenlage hat einen tragenden Aufbau mit Korden aus Gewebe oder Metall, die sich axial von einem Wulst zum anderen erstrecken, um einen torusförmigen Aufbau zu bilden, von dem jeder seiner Ränder einem entsprechenden Wulstrand zugeordnet ist.
Bei Reifen in einer Bauweise, die als Gürtelbauweise bekannt ist, liegen die vorstehend erwähnten Korde im Wesentlichen in Ebenen, die die Drehachse des Reifens enthalten.
Auf der Krone 7 der Karkasse ist ein ringförmiger Überbau angeordnet, der als Gurtaufbau 8 bekannt ist und normalerweise aus einem oder mehreren Streifen aus gummiertem Gewebe, die so gewickelt sind, dass sie einander überlappen und ein so genanntes "Gurtpaket" bilden, sowie aus einem Laufflächenstreifen 9 aus elastomerem Material besteht, das um das Gurtpaket herumgewickelt ist und in das ein Reliefmuster für einen Abrollkontakt des Reifens mit der Straße eingeprägt ist. Zusätzlich sind an der Karkasse in seitlich axial gegenüberliegenden Positionen zwei Seitenwände 10 und 10' aus elastomerem Material angeordnet, von denen sich jede in der Radialrichtung zu der Außenseite von dem äußeren Rand des entsprechenden Wulstes aus erstreckt.
Bei Reifen in der als "schlauchlos" bekannten Bauweise, d. h. bei Reifen, die den Einsatz von Luftkammern in Betrieb nicht erfordern, ist die innere Oberfläche der Karkasse normalerweise mit einer so genannten "Auskleidung" abgedeckt, d. h. mit einer oder mehreren Schichten aus für Luft undurchlässigem elastomerem Material. Schließlich kann die Karkasse weitere bekannte Elemente, wie Ränder, Streifen und Füller entsprechend der jeweiligen Auslegung des Reifens aufweisen.
Die von dem Reifen in einer gegebenen Situation auf den Boden übertragenen statischen oder dynamischen Kräfte sind den Abweichungen des Karkassenprofils im Einsatz von dem aufgepumpten Grundprofil der Karkasse zugeordnet.
Das Profil der Karkasse im Einsatz wird auch durch den Ausdruck "verformte Gestalt der Karkasse" beschrieben, während das aufgepumpte Grundprofil der Karkasse, d. h. das Profil, das die Karkasse in dem Reifen hat, der auf die Felge montiert ist, auf der er benutzt werden soll, und auf seinen Nennbetriebsdruck aufgepumpt ist, bei Fehlen einer Last als Gleichgewichtsprofil bezeichnet wird, obwohl dies ungenau ist.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Ausdruck "Karkassenprofil" das Profil längs der neutralen Achse der Karkassenlagen im Querschnitt des Reifens. Insbesondere beschreibt das Karkassenprofil die verformte Gestalt des Reifens unter dem Einfluss des Systems von auf ihn wirkenden Kräften.
2 zeigt insbesondere die radiale Entfernung X₁ längs der Äquatorialebene E des Reifens zwischen der Innenfläche der Felge 2 und der Innenfläche des Reifens in dem Bereich der Krone 7. Die Abflachung, die der Reifen bei Belastung unterliegt, wird durch die Verringe rung von X₁ bezogen auf den entsprechenden Wert an dem Gleichgewichtsprofil dargestellt. Bei der vorliegenden Beschreibung wird zur Vereinfachung X₁ als die Abflachung definiert.
Diese Entfernung ist umgekehrt proportional zu der Belastung, die von dem Fahrzeug auf den Reifen ausgeübt wird, und hängt sowohl von dem Aufpumpdruck des Reifens als auch von den strukturellen Eigenschaften des Reifens ab. Bei statischen Bedingungen ist keine dynamische Belastung vorhanden, sondern lediglich die statische Belastung (Gewicht), die auf das Rad drückt.
3 zeigt insbesondere für einen in Driftzuständen arbeitenden Reifen die seitliche Verschiebung X₂, die durch die Verschiebung im Querschnitt des Reifens in eine in 2 und 3 durch den Buchstaben O bezeichnete Querrichtung bezogen auf die Bewegungsrichtung eines Punktes dargestellt wird, der an der Innenfläche des Reifens auf der Äquatorialebene liegt, bezogen auf einen Punkt, der in der Mittenlinienebene der Felge liegt.
Die Verschiebung X₂ ist stark abhängig von den strukturellen Eigenschaften des Reifens als Funktion der auf den Reifen während einer Kurvenfahrt ausgeübten Seitenkraft. Bei dieser Lösung unterliegt die Karkasse des Reifens einer Verformung in ihrer Mittellinienebene derart, dass der Teil der Laufflächen, die in Kontakt mit dem Boden steht und eine im Wesentlichen elliptische Form während Geradausfahrt hat, eine als "Nierenbohne" bekannte Form annimmt, wodurch die Seitenwände des Reifens unterschiedlichen Spannungen ausgesetzt werden, was eine seitliche Verschiebung des Schwerpunkts des Reifens zu der Innenseite der Kurve hin zur Folge hat, die der Reifen durchfährt.
Zu erwähnen ist, dass sich das verformte Karkassenprofil bei Änderung der fraglichen Radialebene ändert, was in 11 gezeigt ist. In einem bestimmten Abschnitt der Aufstandsfläche wird ein Maximum erreicht, was eine Funktion des Driftwinkels des Reifens ist. Als Folge ändert sich der entsprechende Wert von X₂ über der Zeit als Funktion der Lage des Abschnitts, in welchem er gemessen wird. Der Grund dafür besteht darin, dass verschiedene Abschnitte längs benachbarter Ebenen eine unterschiedliche Verformung des Karkassenprofils zeigen.
Insbesondere zeigt 11 den Umriss k der Aufstandsfläche modifiziert zu einer Nierenbohnenform, die Verläufe c₁ und c₂ der Wulstdrähte, die Mittellinie mz des Laufflächenstreifens und einen Satz von Radialebenen t₁, t₂, t₃, t_n, die die Änderung von X₂ des Durchgangs von einer Ebene zur anderen zeigen.
4a zeigt einen Längsschnitt durch einen Reifen, der, wie durch den Pfeil V gezeigt ist, mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit abrollt, während 4b einen Längsschnitt des gleichen Reifens zeigt, der, wie durch den Pfeil F gezeigt ist, während einer Verzögerung, beispielsweise aufgrund einer Bremsung, abrollt. 4b zeigt im Einzelnen das Längskriechen X₃ in der Richtung des Abrollens des Reifens, d. h. in der Richtung, die der Bewegung des Fahrzeugs entspricht (in 4a und 4b durch den Buchstaben D gekennzeichnet), zwischen einem Punkt an der Innenfläche des Reifens und dem entsprechenden Punkt an der Felge in der Äquatorialebene des Reifens.
Zu erwähnen ist, dass das Kriechen X₃ und die Verschiebung X₂ nur Messungen von Relativverschiebungen zwischen der Karkasse und der Felge sind. Beim Driften, wie beim Bremsen oder Beschleunigen, gibt es zusätzliche Faktoren aufgrund der Flexibilität des elastomeren Materials, welches das Laufflächenband des Reifens bildet, und des in dem Band ausgebildeten Musters. D. h., mit anderen Worten, dass dann, wenn der Reifen ein Laufflächenband hat, das mit Blöcken versehen ist, das Kriechen und die Querverschiebung der Bodenkontaktfläche des Laufflächenbandes bezogen auf die Felge auch von der Flexibilität der Blöcke abhängen.
Die Anmelderin hat erfasst, dass die Änderungen der vorstehend beschriebenen drei Parameter, vorzugsweise gemessen bei mehreren Gelegenheit für einen vorgegebenen Zeitraum, und besonders bevorzugt gemessen in einem Zeitintervall von weniger als einer Tausendstel Sekunde in jedem Fall, kombiniert mit der Messung des Aufpumpdrucks des Reifens im Einsatz und vorzugsweise auch der Drehgeschwindigkeit des Reifens, ausreichen, um das Verhalten eines jeden in Bewegung befindlichen und an dem Fahrzeug angebrachten Reifens zu bestimmen und das Verhalten des Fahrzeugs bei Fehlen von Aktionen vorherzusagen, die vorgenommen werden, um sein Verhalten, einschließlich Lage, zu modifizieren.
Der Grund dafür besteht darin, dass, wenn X₁ gemessen wird und der Aufpumpdruck und die Drehgeschwindigkeit des Reifens bekannt sind, es möglich ist, die dynamische Last ("Vertikalkraft") zu bestimmen, der ein Reifen unterliegt, wenn er in Bewegung ist. Die Last kann beispielsweise eine direkte Wirkung auf das Straßenverhalten des Fahrzeugs haben, da eine ungenaue Verteilung der Last über die vier Räder zu einem Haftungsverlust an einem oder mehreren Rädern führen kann, beispielsweise beim Durchfahren einer Kurve oder beim Bremsen auf trockener oder nasse Straße.
Die Kenntnis dieser Parameter ist für die Steuerung des Fahrzeugverhaltens von fundamentaler Bedeutung, da bei den vorstehend erwähnten Betriebsbedingungen eine Übertragung der Last zwischen den Achsen und/oder zwischen den Reifen einer einzigen Achse vorliegt.
Die Messung von X₂ gibt eine Anzeige für das Verhalten des Reifens bei Kurvenfahrt. Die von jedem Reifen auf den Boden ausgeübte Seitenkraft ist direkt abhängig von seiner verformten Gestalt, mit anderen Worten von X₂. Wenn der Driftwinkel einen kritischen Wert überschreitet, beginnt der Reifen bei Abnahme der Seitenkraft, die mit dem Boden ausgetauscht wird, seitlich zu rutschen, was in 8 gezeigt. Dieses Rutschen kann aus der Abnahme von X₂ erfasst werden.
Die Messung von X₃ gibt eine Anzeige für die Möglichkeit des Rutschens oder Durchdrehens des Reifens auf dem Boden in der Längsrichtung. Der Grund dafür besteht darin, das während des Bremsens oder Beschleunigens X₃ bei Erhöhung des Brems- oder Antriebsdrehmoments zunimmt, das auf den Reifen ausgeübt wird. Eine Abnahme von X₃ kann anzeigen, dass der Reifen in der Längsrichtung auf dem Boden zu rutschen oder durchzudrehen begonnen hat.
Dieses Rutschen oder Durchdrehen ergibt einen Haftungsverlust und deshalb eine geringere auf den Boden übertragene Kraft sowie eine entsprechende Modifizierung der verformten Gestalt der Karkasse in der Richtung einer Rückkehr zum Gleichgewichtsprofil mit einer daraus folgenden Verringerung von X₃.
Während des Bremsens kann dies bedeuten, dass der fragliche Reifen nicht länger die richtige Bodenhaftung hat, so dass das Fahrzeug rutschen kann. Während der Beschleunigung kann diese Verringerung von X₃ anzeigen, dass eines oder mehrere der treibenden Räder durchschlupfen, was zu dem bekannten "Durchdrehen" der Räder des Fahrzeugs führt.
Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden diese Parameter innerhalb des Reifens mit Hilfe geeigneter Sensoren gemessen. Beispielsweise wird bei einer in 2 gezeigten bevorzugten Ausgestaltung ein Sensor/Emitter 11 (zur Abkürzung im folgenden Text als "Sensor" bezeichnet) in der tragenden Felge 3 angeordnet, wobei er in der Wand der Felge längs der Mittellinienebene eingesetzt ist.
In den Reifen kann insbesondere an seiner Innenfläche in Kontakt mit der "Auskleidung" und auf der Äquatorialebene des Reifens ein passives Element eingesetzt werden, beispielsweise ein reflektierendes Element 12, das mit dem Sensor 11 zur Bestimmung von X₁, X₂ und X₃ zusammenwirkt.
Der Grund dafür besteht darin, dass die Entfernung X₁ gleich dem Abstand zwischen dem reflektierten Element 12 und dem Sensor 11 in der Richtung des Rollradius des Reifens ist, der Abstand X₂ gleich der Entfernung zwischen dem reflektierenden Element 12 und dem Sensor in der Querrichtung ist und der Abstand X₃ gleich der Entfernung zwischen dem reflektierenden Element 12 und dem Sensor 11 in der Richtung D ist.
Zur Messung dieser Abstände emittiert der Sensor 11 ein Signal, das von dem reflektierenden Element 12 mit einer Stärke reflektiert wird, die sich entsprechend seiner Position bezogen auf den Sensor ändert. Die Reflexionszeit des Signals kann in Kombination mit der Messung seiner Stärke oder als Alternative zur Stärkemessung gemessen werden. Das von dem Sensor empfangene reflektierte Signal wird entsprechend dem Reflexionswinkel und/oder der Stärkedifferenz und/oder der Reflexionszeit aus vorgegebenen Werten in geeigneter Weise so codiert, dass der Wert X₁, X₂ und X₃ bestimmt wird.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform weist der Sensor sowohl das emittierende Element als auch das empfangende Element des reflektierten Signals auf. Natürlich können die beiden Funktionen auch entsprechend der speziellen verwendeten Technologie von zwei unabhängigen, voneinander getrennten Elementen oder durch ein einziges, sie kombinierendes Element ausgeführt werden.
Ein anderes Verfahren zum Messen von X₂ ist beispielsweise ein als optische Triangulation bezeichnetes Verfahren. Dabei emittiert der Sensor (5) ein Paar von Signalen s₁ und s₂ in einer symmetrischen Richtung bezüglich der Äquatorialebene E zu jeder der beiden Seitenwände des Reifens. Vorzugsweise liegt der Emissionswinkel α im Bereich von 30° bis 60° bezogen auf die Äquatorialebene. Die Unterschiede zwischen den von den beiden Seitenwänden bei dem gleichen Emissionswinkel reflektierten Signalen können dazu verwendet werden, die Abstände zwischen dem Sensor und den Seitenwänden zu bestimmen. Die beiden Abstände können dazu verwendet werden, die Verschiebung X₂ zu finden.
Auf ähnliche Weise kann das gleiche Verfahren dazu verwendet werden, X₃ zu messen, indem ein Paar von Signalen s₃ und s₄, die symmetrisch (6) bezüglich einer die Drehachse enthaltenden Ebene sind, in die Abrollrichtung des Reifens gesendet wird, wobei eines der Signale in eine Richtung gesendet wird, die mit der Vorwärtsbewegungsrichtung des Fahrzeugs zusammenfällt, während das andere in der entgegengesetzten Richtung gesendet wird. Vorzugsweise liegt der Emissionswinkel β im Bereich von 10° bis 90°, und besonders bevorzugt von 15° bis 80° bezogen auf die Radialebene R. Die Unterschiede zwischen den von der Innenfläche des Reifens reflektierten Signalen bestimmen zwei Entfernungswerte, die dazu verwendet werden können, die Verschiebung X₃ zu finden.
Beispielweise kann das von dem Sensor 11 emittierte Signal die Form von Schallwellen, beispielsweise Ultraschall- oder elektromagnetischen Wellen oder Lichtwellen haben, die von dem reflektierenden Element oder von der Innenfläche des Reifens reflektiert werden. Die von der Innenfläche des Reifens erhaltene Reflexion ist bei Fehlen von hinzugefügten oder auf ihm ausgebildeten reflektierenden Elementen besonders zweckmäßig, da keine Modifizierungen am Aufbau des Reifens oder hinsichtlich seines Herstellungsprozesses oder des Montageprozesses erforderlich sind. Außerdem macht der Zustand totaler Finsternis in dem Reifen die Verwendung von Lichtsignalen besonders zweckmäßig.
Die reflektierten Signale können in vorteilhafter Weise korrigiert werden, wenn sie in dem Sensor klassifiziert werden.
Natürlich können der vorstehend beschriebene Sensor und das reflektierende Element auf äquivalente Weise innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung durch andere Arten von Sensoren und reflektierenden Elementen ausgetauscht werden, die in der Lage sind, die vorstehend erwähnten Parameter zu messen.
Der Sensor kann auch eine Vielzahl von Emittern aufweisen, die am Umfang, vorzugsweise in Positionen mit gleichem Abstand voneinander, so angeordnet sind, dass sie jedes X₁, X₂ und X₃ mehrere Male während der Drehung des Rads aufzeichnen.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Sensor, anstatt den Abstand zwischen zwei Punkten zu messen, eine Integration verschiedener Messungen zwischen benachbarten Punkten ausführen und so die Form eines ausgedehnten Abschnitts der Innenfläche des Reifens rekonstruieren.
Der Sensor oder das System zum Messen des verformten Profils des Reifens hat vorzugsweise auch einen Druckmesser und/oder einen Geschwindigkeits- und/oder einen Beschleunigungsmesser.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der Sensor 11 auch eine Einrichtung 13 zum Messen der Winkelgeschwindigkeit des Rads, die beispielsweise an der Nabe des Rads angeordnet ist, wobei diese Einrichtung einen Impuls, beispielsweise einen elektrischen oder magnetischen Impuls, bei jeder vollständigen Umdrehung des Rades empfängt. Dadurch ist es möglich, die Umdrehungen des Rads pro Zeiteinheit zu zählen und so die Winkelgeschwindigkeit zu messen. Diese Information kann bei Fehlen der Einrichtung 13 aus der Analyse und Verarbeitung eines Signal abgeleitet werden, das von dem Sensor 11 emittiert und aufgezeichnet wird, indem ein Signal erzeugt wird, das mit der Winkelgeschwindigkeit korreliert wird.
Innerhalb des Rads und vorzugsweise in dem Gehäuse des Sensors gibt es einen Sender, der in der Lage ist, die Daten von allen gemessenen charakteristischen Parameter zu einem Empfänger zu senden, der mit einer Verarbeitungseinheit verbunden ist, die sich vorzugsweise an dem Fahrzeug befindet.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung hat dieser Sender eine elektronische Schaltung, die von einer Batterie oder auf andere zweckmäßige Weise gespeist wird und die die Daten bezogen auf die Parameter mit Hilfe elektromagnetischer Wellen, vorzugsweise Kurzwellen mit Radiofrequenz, in einem Frequenzbereich von vorzugsweise 100 kHz bis 1000 MHz, und besonders bevorzugt in digitaler Form sendet.
Dieser in jedem Rad des Fahrzeugs installierte Sender kann vorteilhafterweise sowohl die elektronische Schaltung als auch die Stromversorgung aufweisen. Alternativ kann nach der Erfindung der Sender intermittierend gespeist werden, beispielsweise durch eine induktive Koppelung mit einer fahrzeugfesten Stromquelle. Um die Abmessungen auf ein Minimum zu reduzieren, verwendet der Sender bevorzugt in bekannter Weise die SMD-(Surface Mounting Device – an der Oberfläche angebrachte Einrichtung-)Technologie für die Montage der Komponenten, während zur Reduzierung des Stromverbrauchs auf ein Minimum bevorzugt elektronische Komponenten der CMOS-Bauweise (Complementary Metal-Oxide Semiconductor – Komplementärer Metalloxid-Halbleiter) verwendet werden.
Gewöhnlich hat dieser Sender eine Mikrosteuerung, die für die Funktion der Steuerung des Senders in Übereinstimmung mit einer programmierten Logik verantwortlich ist, die in ihr gespeichert ist. Die Mikrosteuerung verarbeitet die empfangenen Daten und sendet sie zu einer Senderschaltung, die sie ihrerseits beispielsweise mit Hilfe einer Antenne sendet.
Die Senderschaltung ist beispielsweise eine Schaltung, die mittels eines SAW(Surface Acoustic Wave – Oberflächenschallwelle-)Resonators bei der Frequenz von 433,92 MHz frequenzstabilisiert ist. Sie ist direkt mit der Stromquelle (Batterie, induktiv geladenem Kondensator usw.) so verbunden, dass die maximal verfügbare Spannung verwendet werden kann. Sie ist in der Lage, eine Leistung von etwa 4 mW mit einer Modulation des ASK-Typs (Amplitude Shift Key – Amplitudenverschiebungsschlüssel) zuzuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die einzelnen Werte der drei Parameter X₁, X₂, X₃, die bei einer speziellen Betriebsbedingung gemessen werden, mit Daten über das Verhalten des Reifens verglichen, die in dem Prozessor gespeichert sind, der an dem Fahrzeug angebracht ist, wobei diese Daten für jeden Reifen und für einen Satz von Aufpumpdruckwerten und Betriebsbedingungen des Reifens verfügbar sind, die beispielswei se von Messmaschinen in Laborversuchen erhalten wurden. Diese Daten kennzeichnen die charakteristischen Funktionen, die die Verformung des Karkassenaufbaus des Reifens zu der angelegten Kraft in Beziehung setzen, mit anderen Worten, die Leistung des Reifens bezogen auf die Abflachung unter Last, was hier als vertikale Leistung definiert wird, auf die Querverschiebung beim Driften, was hier als seitliche Leistung definiert wird, und auf das Kriechen unter einem Drehmoment, was hier als Längsleistung des Reifens definiert wird.
Nach diesem Aspekt der Erfindung weist die Steuerung des Verhaltens eines Fahrzeugs, das mit Lufträdern versehen ist, die Schritte auf, Reifenleistungsdaten bereitzustellen, Reifenverhaltensdaten mit Hilfe von Signalen zu messen, die in den Reifen emittiert werden, diese Daten miteinander zu vergleichen und Steuereinrichtungen des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit dem Ergebnis dieses Vergleichs zu aktivieren.
7, 8 und 9 zeigen einige Beispiele für die Leistung, die im Labor erhalten wurden, indem ein Reifen aufgepumpt auf seinen Nennbetriebsdruck und angeordnet auf einem mit einer Geschwindigkeit von 30 Kilometer pro Stunde bewegten flachen Band sowohl bei trockenen als auch nassen Bedingungen dem entsprechenden System von Kräften, mit anderen Worten, der Vertikalkraft, der Seitenkraft und der Längskraft, ausgesetzt wird.
Insbesondere zeigt 7 eine Kurve der vertikalen Leistung, die das, was als vertikale Abflachung des Reifens bekannt ist, in Beziehung zu der auf ihn ausgeübten Vertikalkraft bei dem speziellen Druckwert von 2,2 bar setzt.
Diese Kurve kann direkt in Beziehung zu der dynamischen Last gesetzt werden, die auf den in Bewegung befindlichen Reifen wirkt, da, wenn X₁ und der Wert des Aufpumpdrucks bekannt sind, sie dazu verwendet werden kann, den Wert der vorstehend erwähnen Last zu finden, die umgekehrt proportional zur Entfernung X₁ in 2 ist.
8 zeigt zwei Kurven der seitlichen Leistung, die den Driftwinkel des Reifens zu der Seitenkraft in Beziehung setzen, die der Reifen bei trockenen und nassen Straßenbedingungen beim Kurvendurchfahren entwickelt.
Die in 8 gezeigten Kurven besitzen einen bestimmten Wert der Vertikallast und des Aufpumpdrucks; für andere Druckwerte und andere Vertikallastwerte können ähnliche Kurven aufgetragen werden.
In diesen Diagrammen steht der Abstand X₂ mit der angelegten Seitenkraft in Korrelation, da, wenn die Seitenkraft zunimmt, die Entfernung X₂ entsprechend zunimmt.
Das Diagramm zeigt in typischer Weise einen ersten ansteigenden Abschnitt, in welchem die Seitenkraft bei zunehmendem Driftwinkel beträchtlich ansteigt, und einen zweiten Abschnitt, bei dem die Seitenkraft trotz der Zunahme des Driftwinkels nicht mehr ansteigt. In manchen Fällen beginnt die Seitenkraft tatsächlich abzunehmen, insbesondere bei Straßen mit schlechter Haftung, beispielsweise einer nassen Straße.
Dies zeigt, dass jenseits einer bestimmten Grenze, auch dann, wenn der Fahrer den Lenkwinkel der Räder und demzufolge den Driftwinkel des Fahrzeugs vergrößert, die Seitenkraft nicht mehr zunimmt. Als Folge wird die Reibung des Reifens auf dem Boden nicht erhöht, so dass für an der Vorderachse angebrachte Reifen die Situation erzeugt wird, die gewöhnlich als "Untersteuerung" bezeichnet wird.
Die Anmelderin hat festgestellt, dass durch Messen der Entfernung X₂, die in Korrelation zu dem Wert der Seitenkraft steht, und bei bekanntem Aufpumpdruck des Reifens für eine bestimmte Vertikallast auf das Rad, die aus der Messung X₁ bekannt ist, es mit Hilfe des Diagramms in 8 möglich ist, Kenntnis zu erlangen, wann der Reifen die maximal mögliche Haftung auf der Straßenfläche erreicht, auch wenn im Voraus der Reibungskoeffizient zwischen Reifen und Straßenfläche nicht bekannt ist.
Wenn die Daten für alle Reifen des Fahrzeugs verfügbar sind, ist es somit möglich, zu bestimmen, ob das Straßenverhalten im fraglichen Augenblick optimal ist oder ob das Fahrzeug seitlich zu rutschen beginnt.
9 zeigt zwei Kurven der Längsleistung, die die auf den Reifen ausgeübte Längskraft zum Kriechprozentsatz des Reifens bezogen auf den Boden während einer Beschleunigungs- oder Bremsphase setzen.
Ähnlich wie in 8 stellen die gezeigten Kurven die Kraft dar, die der Reifen bei trockenem bzw. nassem Zustand entwickeln kann. Für andere Werte der Vertikallast und des Betriebsdrucks des Reifens können weitere Kurven aufgetragen werden.
Man sieht aus diesen Kurven, dass in einem ersten Abschnitt der Kurve die Längskraft fortschreitend bis zu einem Maximalwert zunimmt, wenn das Kriechen zunimmt. Nach diesem Wert nimmt das Kriechen zu, ohne dass die Längskraft weiter ansteigt. Im Gegensatz dazu nimmt die angelegte Kraft ab. Dies zeigt, dass jenseits dieses Werts die Haftung des Reifens auf der Straße nicht länger sicher ist und der Reifen zu rutschen oder durchzudrehen beginnt.
Die gemessene Entfernung X₃ kann in Beziehung zu dem Kriechen gesetzt werden, da die Verformbarkeit des Karkassenaufbaus des Reifens eine Torsion der Krone des Reifens um die Drehachse ermöglicht. Wenn die maximale Torsion überschritten worden ist, beginnt der Reifen auf dem Boden zu rutschen oder durchzudrehen. Demzufolge hat X₃ bei Bedingungen einer starken Beschleunigung und eines harten Bremsens die Tendenz, wenn die Torsion maximal ist, zuzunehmen, bis der Reifen auf dem Boden durchdreht oder rutscht. Von diesem Zeitpunkt an beginnt der Wert von X₃ stark abzufallen, was anzeigt, dass der Reifen durchdreht oder rutscht.
Es ist somit möglich zu wissen, ob sich der fragliche Reifen nahe am Durchdrehen oder Rutschen befindet, indem der Wert von X₃ beim Beschleunigen und Bremsen über einen bestimmten Zeitraum überwacht und mit entsprechenden Daten der Längsleistung verglichen wird. Wenn ein Kriechen in der Größenordnung von 5% oder weniger durch Überwachen von X₃ gefunden wird, bestätigt dies insbesondere, dass der Reifen mit einem guten Maß an Längshaftung arbeitet.
Nach der Erfindung geben die Bestimmung der drei Parameter X₁, X₂, X₃ und ihr Vergleich mit den entsprechenden Leistungsdaten nicht nur eine Anzeige des Beanspruchungszustands eines jeden Reifens in einer gegebenen Betriebssituation, sondern machen es auch möglich, die Änderung seines Verhaltens in der Betriebssituation vorherzusagen. Es wird somit möglich, auf das Fahrzeugantriebs- und/oder -steuersystem so einzuwirken, dass das Verhalten des Fahrzeugs optimiert wird.
Zusätzlich ist nach der Erfindung die Verarbeitungseinheit in der Lage, alle Einrichtungen zu steuern, die die korrekte Bewegung des Fahrzeugs bestimmen, insbesondere die Einrichtungen zum Regulieren der Mechanismen, die das Verhalten steuern, einschließlich der Lage des Fahrzeugs. Zu diesen Einrichtungen (12) gehören beispielsweise eine Steuerung 22 des Antiblockierbremssystems (ABS), eine Aufhängungseinstellsteuerung 23, eine Steuerung 24 zum Korrigieren des Aufpumpdrucks des Reifens sowie eine Fahrzeugstabilitätssteuerung (ESP, "Electronic Stability Program", System) (in der Figur nicht gezeigt).
Die Verarbeitungseinheit ist auch in der Lage, die Kraftstoffzuführsteuerung, beispielsweise die elektronische Einspritzung bei den Fahrzeugen, bei denen sie vorhanden ist, so zu steuern, dass auf die Leistung eingewirkt wird, die dem Motor zugeführt und auf die Antriebsräder übertragen wird.
Bei der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung arbeitet das vorstehend beschriebene Überwachungs- und Steuersystem wie folgt:
Für jeden an dem Fahrzeug angebrachten Reifen misst der Sensor 11 für jede Umdrehung oder mehrere Male innerhalb einer einzigen Umdrehung die erwähnten Parameter X₁, X₂ und X₃ und sendet sie mit Hilfe des Senders 61 und des Empfängers 21 zu der Verarbeitungseinheit 20. Der Sender sendet der Verarbeitungseinheit auch den Wert des Drucks p und der Drehgeschwindigkeit g eines jeden einzelnen Reifens. Der Sender sendet diese Daten in einem vorgegebenen Format, so dass sie von dem Empfänger 21 leicht entschlüsselt werden können.
Der Verarbeitungseinheit 20 steht in dem Speicher 63 auch die Decodierdatenbank für jeden Reifen zur Verfügung, dessen Daten beispielsweise durch die Kurven in 7, 8 und 9 dargestellt sind.
Immer dann, wenn die Parameter empfangen werden, kann diese Einheit die gemessenen Parameter mit den entsprechenden in der Datenbank enthaltenen Werten vergleichen.
Es werden deshalb für jeden Reifen die Parameter X₁, X₂ und X₃ dauernd mit diesen Kurven verglichen, um zu prüfen, dass der Bewegungszustand des Fahrzeugs optimal ist. Wenn einer oder mehrere der Parameter um eine vorgegebene Größe von dem Optimalwert abweichen, kann die Verarbeitungseinheit ein Alarmsignal erzeugen, das für den Benutzer mit Hilfe einer Anzeige 27 sichtbar wird, die beispielsweise an dem Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet ist. Vorteilhafterweise kann eine Anordnung getroffen werden, um ein typisches Signal für jedes auftretende nicht normale Ereignis zu erzeugen. Beispielsweise kann sich das Alarmsignal für ein seitliches Rutschen bei Kurvenfahrt von dem Alarmsignal für den Zustand eines platten Reifens unterscheiden.
Entsprechend den so gekennzeichneten Bedingungen und/oder nach Art des Alarmsignals kann die Verarbeitungseinheit gegebenenfalls automatisch auf die geeignete Steuerung einwirken, um das Verhalten des Fahrzeugs zu korrigieren.
13 zeigt ein Beispiel, wie das Fahrzeugsteuersystem nach der Erfindung arbeiten kann.
Das Ziel soll darin bestehen, das Verhalten eines Fahrzeugs mit einem frontseitig montierten Motor und Antriebssystem, das mit einem aktiven Aufhängungssystem und einem System zur Verteilung der Bremswirkung auf die vier Räder versehen ist, während eines Bremsvorgangs zu steuern, der unter Bedingungen bei Geradausfahrt bei trockenem Boden ausgeführt wird.
Um das Verständnis des Beispiels zu erleichtern, wird bei dem hier gezeigten Ablaufdiagramm nur die Steuerung des Bremsens in Betracht gezogen, während alle anderen parallelen Steuervorgänge, die für eine Gesamtsteuerung des Fahrzeugverhaltens ausgeführt werden, unbeachtet bleiben.
Während des Bremsens wird ein Teil der Belastung auf die Vorderachse des Fahrzeugs und demzufolge auf die beiden Vorderräder übertragen. Der Wendesteuervorgang wird nur für einen Reifen jeder Achse beschrieben, da im Falle der Geradausbewegung angenommen wird, dass sich das Paar von Reifen auf der gleichen Achse auf identische Weise verhält.
In dem in dem Beispiel betrachteten Fall nimmt die Entfernung X_1a (Abflachen des Vorderreifens) ab, während die gemessene Entfernung X_1p (Abflachung des Hinterreifens) in Folge der Lastübertragung zunimmt.
Das Bremsen erzeugt auch ein Längskriechen. Die Vorderreifen, die einer größeren Belastung unterliegen, zeigen eine Zunahme in der Entfernung X_3a (Vorderachsenreifen-Kriechen), während die hinteren Reifen eine Verringerung der Entfernung X_3p zeigen (Hinterachsenreifen-Kriechen).
Diese gemessenen Werte werden mit vorgegebenen Bezugswerten verglichen, die in der erwähnten Datenbank gespeichert und aus der Datenbank ausgewählt werden, beispielsweise diejenigen, die in 7, 8 und 9 gezeigt sind.
Die in der Datenbank enthaltenen Daten sind für diese Art der Steuerung PX_1a, PX_1b, PX_3a, PX_3p, wobei für die vorstehend erwähnten Bedingungen der Straßenoberfläche PX_1a die minimale für einen Reifen an der Vorderachse akzeptierbare Entfernung, X₁, PX_1p die maximale für einen Reifen an der Hinterachse akzeptable Entfernung, X₁, PX_3a das maximale für einen Reifen vor dem Beginn eines Längsrutschens an der Vorderachse akzeptable Kriechen und X₃ und PX_3p das minimale in dem Zustand akzeptierbare Kriechen X₃ darstellen, in welchem sich das Rad in Bewegung befindet.
Zu erwähnen ist, dass diese Bezugswerte auf unterschiedliche Weisen ausgewählt werden können, beispielsweise entsprechend einem Programm für ein komfortableres Fahren (mit Bezugswerten, die kleinere Verformungen des Reifens erlauben) oder mit einem Programm für ein sportlicheres Fahren (mit Bezugswerten, die größere Verformungen des Reifens zulassen).
13 zeigt ein Ablaufdiagramm als Beispiel dafür, wie das Steuersystem arbeitet.
In diesem Ablaufdiagramm sind die folgenden Schritte gezeigt:

– Schritt A: Messen der Werte X_1a, X_3a, X_1p und X_3p;
– Schritt T₁: Vergleich von X_1a mit dem Bezugswert PX_1a, um zu bestimmen, ob die Last an einem Reifen der Vorderachse den maximal zulässigen Bezugswert überschreitet;
– Schritt T₂: Vergleich von X_3a mit dem Bezugswert PX_3a, um zu bestimmen, ob das Kriechen in einem Reifen der Vorderachse größer als der maximal zulässige Bezugswert für das Kriechen ist;
– Schritt T₃: Vergleich von X_1p mit dem Bezugswert PX_1p, um zu bestimmen, ob die Last an einem Reifen der Hinterachse kleiner als der minimal zulässige Bezugswert ist;
– Schritt T₄: Vergleich von X_3p mit dem Bezugswert PX_1p, um zu bestimmen, ob die Last an dem Reifen an der Hinterachse kleiner als der minimal zulässige Bezugswert ist;
– Schritt S₁: Einwirkung auf die Verarbeitungseinheit des aktiven Aufhängungssystems, um die vordere Federung steifer zu machen;
– Schritt F₁: Einwirkung auf die Verarbeitungseinheit des Systems zum Verteilen der Bremswirkung über die vier Räder, um das Bremsen durch Anlegen einer größeren Last an die Vorderräder und dementsprechend Verringern der Last an den Hinterrädern zu modifizieren.

Nach dem Erfassen der Daten von X₁ und X₃ bestimmen die Vergleiche, ob das System eingreifen muss, um das Verhalten des Fahrzeugs zu korrigieren. Das Ablaufdiagramm zeigt, dass, wenn die Antwort bejahend ist, das System in all den Vergleichen T₁, T₂, T₃ und T₄ einen Zustand einer übermäßigen Bremswirkung mit der Neigung zu einem wahrscheinlichen Verlust der Haftung der Räder und zu einem darauffolgenden Rutschen des Fahrzeugs bestimmt. Wenn wenigstens einer der Parameter dem Standard entspricht, d. h. er überschreitet den entsprechenden Bezugswert nicht, wiederholt das System die Datenerfassung für einen weiteren Vergleich. Dieser Zustand kennzeichnet ein anderes Verhalten des Fahrzeugs, was eine andere Aktion seitens der Verarbeitungseinheit erfordern könnte.
Im vorliegenden Fall einer bejahenden Antwort wirkt das System auf die vordere Federung (Aktion S₁) und auf das Bremssystem (Aktion F₁) ein, bis die in den Reifen gemessenen Werte zu einem Zustand zurückgeführt sind, der dem vorgegebenen Verhalten des Fahrzeugs entspricht.
Ein weiteres Beispiel für die Steuerung bezieht sich auf das Durchfahren einer Kurve bei extremen Bedingungen. Bei einem Pkw mit vorne montiertem Motor und Antriebssystem ist der der stärksten Belastung unterworfene Reifen der Vorderreifen an der Außenseite der Kurve. Die Verarbeitungseinheit überwacht diesen Zustand und misst gewöhnlich eine beträchtliche Abnahme von X₁ und Zunahme von X₂ in dem Vorderreifen auf der Außenseite der Kurve, eine mäßige Abnahme von X₂ und Zunahme von X₁ in dem Hinterreifen an der Außenseite der Kurve sowie eine mäßige Zunahme von X₂ und X₁ in dem Hinterreifen an der Innenseite der Kurve, der manchmal sogar vom Boden abgehoben sein kann.
Eine korrekte Aktion bei diesen Zuständen besteht beispielsweise darin, die vordere Federung auf der Außenseite der Kurve derart zu versteifen, dass das Rollen des Fahrzeugschassis und die zugeordneten charakteristischen Änderungen der Winkel der Räder begrenzt und die Bremswirkung so verteilt wird, dass die Bremsen stärker an den Reifen angelegt werden, die den größeren Belastungen unterliegen (entsprechend einem kleineren X₁) und deshalb eine stärkere Reibung auf dem Boden haben.
Ein Fahrzeug, das eine Aufhängung mit variabler Einstellung hat, insbesondere ein aktive Federung mit unabhängiger Steuerung für jedes Rad, setzt die Erfindung am besten ein, da die Einstellung der Federung für jeden einzelnen Reifen in Beziehung gesetzt werden kann.
Ein Beispiel einer aktiven Aufhängung, die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist in dem vorstehend zitierten US-Patent 5,087,072 beschrieben.
Ein anderes Steuersystem für eine aktive Aufhängung, das für die Zwecke geeignet ist, ist das ABC (Active Body Control) genannte System, das an einem Fahrzeug des Motorherstellers Mercedes vorgesehen ist. Dieses System erfordert die Verwendung einer Aufhängung, deren Einstellung durch ein Hydrauliksystem reguliert wird, das von einem elektronischen System gesteuert wird. Das elektronische System wird mit Informationen über das dynamische Verhalten des Autos durch einen Satz von Sensoren versehen, insbesondere durch an dem Fahrzeug angebrachte Beschleunigungsmesser. Die Wirkung auf die Aufhängung ist sehr schnell und ermöglicht eine Korrektur des Rollens, die das Fahrzeug während der Kurvendurchfahrt beeinflusst.
Erfindungsgemäß können alle diese Systeme, wenn sie Informationen und Daten direkt von dem Reifen empfangen können, die Lage des Fahrzeugs mit Hilfe der Aufhängung auf eine viel effizientere Weise als ein System korrigieren, das die Daten von an dem Fahrzeug angeordneten Beschleunigungsmessern empfängt.
Bezogen auf die Stabilitätsgrenze kann beispielsweise die zeitliche Änderung der direkt von dem Reifen gemessenen Werte dazu verwendet werden, den Augenblick genau vorherzusagen, an welchem der Reifen durchzudrehen oder zu rutschen beginnt.
Natürlich können bei anderen Steuereinrichtungen andere Aktionen zusammen mit oder alternativ zu den Aktionen an der Aufhängung vorgenommen werden. Beispielsweise kann eine weitere Korrekturwirkung darin bestehen, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern, indem auf die Traktionssteuerung eingewirkt wird, die gewöhnlich an dem Motor und/oder an dem Bremssystem wirkt.
Zur Demonstration der Wechselbeziehung zwischen den Verformungen der Reifenkarkasse und den entsprechenden von dem Reifen entwickelten Kräften werden nachstehend drei Tabellen bezogen auf die Werte der Parameter X₁, X₂ und X₃ für die entsprechenden Kräfte angegeben.
Diese Tabellen zeigen die Messungen an einem neu produzierten Reifen P6000 (Größe 195/65R15), der von der vorliegenden Anmelderin gefertigt, auf einen Druck von 2,2 bar aufgepumpt und an einer Labormaschine (Innenraumversuche) einer Reihe von Versuchen ausgesetzt wird. Die Testmaschine (Straßenrad) besteht aus einer zylindrischen Trommel mit einem Durchmesser von 1700 mm, die mit unterschiedlichen Drehzahlen gedreht werden kann. Die radial äußere Fläche der erwähnten Trommel kann mit einem Band aus einem geeigneten Material abgedeckt sein, das unterschiedliche Eigenschaften hat, um die verschiedenen Bedingungen auf der Straßenoberfläche und den entsprechenden Reibungskoeffizienten zu simulieren.
Die in der Tabelle gezeigten Werte der Parameter X₁, X₂ und X₃ sind auf ein System von kartesischen Koordinaten (x, y, z) bezogen, das seinen Ursprung in der Drehmitte des Reifens hat, wie es in 10 gezeigt ist. Der Sensor 11 (Punkt A) befindet sich an der Felge auf ihrer Mittenlinienebene auf den Koordinaten (0, 0, 200), und die Stelle der Reflexion B befindet sich in der gleichen Radialebene wie der Sensor 11 auf der Äquatorialebene des Reifens. Somit entsprechen die Werte der Parameter X₁, X₂ und X₃, die in den Tabellen gezeigt sind, der tatsächlichen Entfernung des Punktes B vom Punkt A in der entsprechenden Koordinatenrichtung. Tabelle 1 zeigt den Wert der Abflachung X₁ bei Änderung der Vertikalkraft (Last) für den vorstehend erwähnten Reifen in Betrieb bei einer Geschwindigkeit von 30 km/h bei Driftwinkeln und einem Sturz von 0°. Der Reifen wurde an dem Straßenrad rollen gelassen, indem eine Last angelegt wird, die von 250 kg bis 450 kg zunimmt. TABELLE 1

Last (kg) X₁ in mm

250 89,9

300 87,3

350 84,8

400 82,1

450 79,4
Die in der Tabelle gezeigten Ergebnisse bestätigen den Trend des Diagramms in 7, das unter Verwendung einer anderen Vorrichtung aufgetragen wurde, d. h. des vorstehend erwähnten flachen Gurts in dem für die vertikale Last wichtigen Bereich von Werten.

Tabelle 2 zeigt den Wert von X₂ und der Seitenkraft (Driftkraft), die von dem Reifen entwickelt wird, der mit einer Geschwindigkeit von 30 km/h mit einem Driftwinkel läuft, der zwischen 0° und 6° für aufeinanderfolgende Schritte von 0,6° variabel ist. Die Versuchsmaschine ist die gleiche, wie sie für den vorhergehenden Test verwendet wurde, mit der Möglichkeit des Einstellens eines Driftwinkels für den Reifen, sowie eine geeignete Dynanometernabe zum Messen der Kraft und des Drehmoments. Der Versuch wurde bei einer konstanten Last von 350 kg und bei einem Sturzwinkel von 0° ausgeführt. TABELLE 2

Drift	X₂ in mm	Driftkraft (kg)
0	0,4742	6,9
0,6	3,767	55,5
1,2	6,852	101,3
1,8	9,096	135,0
2,4	10,43	154,0
3	11,33	168,7
3,6	11,98	178,6
4,2	12,44	185,6
4,8	12,76	190,4
5,4	12,97	193,8
6	13,12	196,0

Die Werte in der Tabelle bestätigen die Werte des Diagramms von 8 bezogen auf die Kurve für trockene Straße.
Aus der Tabelle ist zu sehen, dass, wenn der Driftwinkel zunimmt, der Punkt A beträchtlich in Querrichtung zur Außenseite der Kurve (Zunahme von X₂) verschoben wird. Gleichzeitig erzeugt der Reifen eine Seitenkraft, die als Funktion der Verformung seines Karkassenprofils zunimmt.
Tabelle 3 zeigt den Wert des Kriechens X₃ bei Änderung der Längskraft, die auf die Drehachse des erwähnten Reifens unter einer Last von 350 kg im Einsatz bei einer Geschwindigkeit von 30 km/h bei einem Driftwinkel und Sturz von 0° angelegt wird. TABELLE 3

Kraft (kg) Kraft (N) Kriechen in % X₃ in mm

300 2945 2 2,5

380 3707 3 3,5

420 4121 4 5

460 4464 9 8

450 4420 11 9,8
Die Werte von Tabelle 3 bestätigen ebenfalls die in dem Diagramm von 9 gezeigten Werte bezüglich der Kurve für trockene Straße.
Die vorliegende Erfindung wurde unter spezielle Bezugnahme auf ein vierrädriges Fahrzeug beschrieben. Die Erfindung ist gleichermaßen auch bei zweirädrigen Fahrzeugen und jeder Art von Fahrzeug anwendbar, das mit Luftreifenrädern versehen ist, wenn die entsprechenden Datenbanken und die entsprechenden Fahrzeugsteuerfunktionen vorgesehen sind.
Zu erwähnen ist, dass die Kombination aus den Messungen von Verformungen der Karkasse längs unterschiedlicher Achsen in Kombination mit dem Zustand des Verhaltens, einschließlich der Lage des Fahrzeugs in verschiedenen Betriebssituationen, beispielsweise beim Driften, das durch geeignete an dem Fahrzeug angebrachte Beschleunigungsmesser gemessen werden kann, es möglich ist, den Wert weiterer Parameter zu berechnen, beispielsweise des Reibungskoeffizienten, und als Folge die vorgegebenen Bezugswerte für den Vergleich auszuwählen.
Nach der vorliegenden Erfindung können die gleichen Versuche an Reifen bei verschiedenen Verschleißbedingungen, bei unterschiedlichem Druck und unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit ausgeführt werden. Gleichermaßen ist es möglich, kombinierte Versuche bei Vorhandensein von Drift und Drehmoment auszuführen. Alle diese Daten können in der vorstehend erwähnten Datenbank an dem Fahrzeug gespeichert und bei den am besten geeigneten Bedingungen verwendet werden.
Dadurch wird es möglich, Mehrfachereignisse zu überwachen und zu steuern.
Beispielsweise ist es möglich zu entscheiden, ob der Druck des Reifens modifiziert werden soll, indem auf die entsprechende Steuerung zur Korrektur des Drucks eingewirkt wird, beispielsweise wenn es erforderlich ist, auf einer schneebedeckten Straßenstrecke zu fahren, um die Traktionsfähigkeit der Reifen zu steigern.
Die Verarbeitungseinheit kann auch in vorteilhafter Weise mit einer kartographischen Datenbank 25, die die Daten für zu fahrende Routen enthält, und einer Umgebungsdatenbank 26 kommunizieren, in welche die geographische Position des Fahrzeugs und die Klimabedingungen der Gegend in Realzeit eingegeben werden, in der sich das Fahrzeug befindet.
Es ist deshalb möglich, der Verarbeitungseinheit in Realzeit Daten über die Art der Straßenoberfläche, das Klima, trockenen oder nassen Zustand und insgesamt den Grad der Haftung auf der Straßenfläche zu übertragen.
Vorzugsweise sorgt das System nach der Erfindung für die automatische Kalibrierung aller Sensoren des Fahrzeugs, um das bereitzustellen, was als "Null"-Zustand bekannt ist, auf den alle unterschiedlichen gemessenen Größen bezogen werden. Dieser Zustand ist vorzugsweise der des Fahrzeugs unter Betriebsbedingungen bei einer gleichförmigen Geschwindigkeit nahe bei 0 km/h und Vorhandensein eines Systems von Kräften, die gerade ausreichen, um den Bewegungswiderstand des Fahrzeugs (kinematischer Zustand) zu überwinden.
Besonders bevorzugt wird diese Nullpunkteinstellung mehrere Male während der Lebensdauer des Reifens wiederholt, wenn der Verschleiß des Reifens fortschreitet.
Es kann auch ein Satz von Resident-Programmen für die gewünschte Fahrweise in der Verarbeitungseinheit bereitgestellt werden. Beispielsweise verhindert das Programm für Komfort-Fahren, dass Kurven an der Grenze des Rutschens des Reifens durchfahren werden, indem die Werte der Parameter eingestellt werden, die mit den gemessenen auf sehr restriktive Weise verglichen werden. Ein mögliches Programm für sportliches Fahren wäre in der Lage, dem Fahrer mehr Unabhängigkeit zu geben, indem die gemessenen Werte mit breiteren Bezugswerten verglichen werden.

Claims

Luftreifenrad für Fahrzeuge – mit einer Tragfelge (2) für die Verbindung mit einer Nabe des Fahrzeugs, – mit einem auf die Felge aufgepassten Reifen (1), – mit einem Geber für ein Signal, das in dem Reifen reflektiert werden soll, und – mit einem Empfänger, der für den Empfang des in dem Reifen reflektierten Signals und dessen Verarbeitung angepasst ist, um eine Messung von Verformungen eines Karkassenprofils des Reifens auszuführen, dadurch gekennzeichnet, – dass der Empfänger für eine solche Verarbeitung des empfangenen Signals angepasst ist, dass aus dem empfangenen Signal Verformungen der Karkasse in Vertikal-, Quer- und Längsrichtung bestimmt werden.
Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Geber und der Empfänger in einen Sensor integriert sind.
Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens eine Einheit zum Senden der vorstehenden Messung zu einer Datenverarbeitungseinheit außerhalb des Rads aufweist.
Rad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor eine Messeinheit zum Messen der Rotationsgeschwindigkeit des Reifens aufweist.
Rad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit auch in der Lage ist, den Aufpumpdruck des Reifens zu messen.
Rad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor in die Tragfelge eingefügt ist.
Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es für das Signal ein reflektierendes Element aufweist, das an der Innenfläche des Reifens angeordnet ist.