JP2000203217A - 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 - Google Patents

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

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フオルクマール・フリース
Klaus Kleinhoff
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重量ところがり抵抗に悪影響を与えない
で、縦方向力のできるだけ直接的な検出がきわめて簡単
かつ軽量で達成されるように、タイヤから伝達される力
を測定するためのセンサをタイヤに配置する。 【解決手段】 本発明は、ビード２とその中に配置され
たビード芯３とを備え、車両空気タイヤ１内に少なくと
も１個のセンサＳが配置され、このセンサがタイヤの運
転中タイヤから伝達される力に対して相関関係にある信
号を供給する、車両空気タイヤに関する。タイヤの運転
中タイヤから伝達される力に対して相関関係にある信号
を供給するセンサＳの少なくとも１個が、ビード２の範
囲内に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビードとその中に
配置されたビード芯とを備え、車両空気タイヤ内に少な
くとも１個のセンサが配置され、このセンサがタイヤの
運転中タイヤから伝達される力に対して相関関係にある
信号を供給する、車両空気タイヤに関する。タイヤの力
に関するこのような情報はブレーキコントロールと走行
装置コントロールのために役立つ。
【０００２】
【従来の技術】センサをタイヤ内に配置すること自体は
知られている（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９３
７９６６号公報、同第４３３５９３８号公報およびヨー
ロッパ特許第０６０２６７９号公報参照）。このセンサ
はトレッド溝底と最も上側のベルト層の間に挿入され
る。
【０００３】タイヤ内に配置された公知のセンサはすべ
て、電力供給を必要とするという問題がある。供給電圧
は、回転しない自動車バッテリまたは搭載電源網からブ
ラシを経て回転する車輪に伝達されるかあるいは回転す
る車輪内に配置された発電機によって発生する（例えば
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３４０７２５４号公
報）かあるいは回転する車輪内でバッテリ等によって蓄
えられる。
【０００４】技術水準では、エネルギー供給のいろいろ
な方法の下で、タイヤまたはリム内にボタン電池のよう
なバッテリを配置することは、小さな害がある。しか
し、自動車運転者は、３年以上のバッテリ寿命の場合に
は過剰要求ではないと感じる。このような寿命を保証す
るためには、 − 送信信号あたりの電力消費を少なくすること（すな
わち、信号あたりの送信時間を非常に短くするかあるい
は送信出力を非常に小さくすること）；これは、散乱す
る弱い電磁波が数倍あるという観点から、受信器内での
絶対確実な信号識別の他の目的と対峙する； − 時間あたりの送信信号の頻度を少なくすること（こ
れは空気圧監視のためには可能であると思われるがしか
し、スリップコントロールのためにはコントロール精度
を制限しなければならない）； − 大きなバッテリ能力（これはシステムコストと重量
を悪化させる）； − 非常に小さな自己放電流； − −４０°Ｃに達する低い温度にわたって内部抵抗を
小さくし、電圧低下を小さくすること；が重要である。
【０００５】このような装置は、実験車両においては実
証されたがしかし、今日まで大量生産されておらず、現
在供されるバッテリでは、少なくとも、本発明によって
要求されるようなスリップ監視に役立つ装置では、大量
生産は無理であろう。
【０００６】このようなバッテリは等に、交換が困難で
あるかまたは簡単に盗まれる。
【０００７】欧州特許第０３６３５７０号公報では問題
の回避策として、縦方向力およびまたは横方向力を感知
するセンサを、給電しにくいタイヤ内に配置しないで、
タイヤの近くの回転しない装置、例えば車輪懸架装置の
アームに配置することが提案された。しかし、このよう
な測定場所は、最終的に監視すべきタイヤ接触領域（そ
こでのみ車両と道路の間で力伝達が行われる）から離れ
ており、慣用のＡＢＳの場合よりも慣れている。
【０００８】その際センサとタイヤ接触領域の間の弾
性、質量および励振（転がり軸受と駆動リンクの回転す
る強度変化による）が、測定精度を低下させる。精度が
悪くなればなるほど、最大ブレーキングのためにＡＢＳ
システムまたはＥＳＰシステムで設定される、タイヤ走
行面と車道の間の目標スリップは、臨界的なスリップよ
り下方にあるようにしなければならない。それによっ
て、制御偏差の過大が回避される。益々長くなる制動距
離が更に長くなる。
【０００９】回転しないセンサ配置構造の原理に更に、
同じ出願人のドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３５
１６０号公報と、それに対応するＰＣＴ／ＥＰ９５／０
３８６４が基づいている。しかし、感知された量は回転
する車輪内で生じる。すなわち、サイドウォールねじれ
である。最終的に関心がある力自体を測定しないで、回
転しないセンサのそばをタイヤ固定のマークが通過する
時間の変化を測定することにより、車輪の外側の回転し
ないセンサによって、回転する車輪の変形を測定するこ
とができる。
【００１０】この装置は、従来の知識では、極ホイール
（パルスロータ）によって情報を供給していたＡＢＳ装
置と比べて大きな進歩を示した。というのは、リムの質
量とスリーブを備えたハブの質量がもはや慣性に含まれ
ず、迅速なコントロールを可能にするからである。しか
し、本出願人は競争相手に打ち勝ち、内部競争による性
能向上のために、回転する車輪内にセンサを配置するこ
とによって解決策を提供する。
【００１１】上記のサイドウォールねじれの測定によ
り、連続的な直線走行時に、半径方向内側の測定軌道と
半径方向外側の測定軌道の間にねじれ振動が発生するこ
とが判った。それによって、ねじれの瞬間値は、縦方向
力とねじれ強度の比から大きな偏差を有し、高い分解
能、すなわち磁気軌道あたり多数の極によって初めて、
影響を計算することが可能である。
【００１２】この作用によって、ドイツ連邦共和国特許
出願公開第１９７１６５８６．９号と同１９７２５７７
５．５号に示されているような利点がある。すなわち、
トレッド深さの認識とハイドロプレーニングの認識につ
いて利点がある。しかし、最高の極性を必要とする純粋
な縦方向力検出については複雑になる。
【００１３】米国特許第４，６２５，２０７号明細書、
同第４，６２５，２０８号明細書、同第４，７２５，８
４１号明細書により、位相コード化した情報を有する受
動式トランスポンダを読みとるための装置が知られてい
る。
【００１４】欧州特許第０５０５９０６号公報は、一体
化された回路とトランスポンダを備えた空気タイヤを開
示している。この一体化された回路とトランスポンダは
タイヤの構造体内に配置され、タイヤ識別に使用され
る。この場合、空気圧検出器はトランスポンダに統合さ
れ、このトランスポンダはその圧力検出器と一緒に、密
封する内側ライナーの軸方向内側に配置されている。
【００１５】ドイツ連邦共和国特許出願公開第４１１２
７３８号公報は、タイヤの或る程度の特性がタイプ毎に
変化する事情を示している。例えば、タイヤの専門家
は、タイヤが同じ寸法を有しているときでも、或るメー
カーのタイヤが他のメーカのタイヤと幾分異なる、スリ
ップに関する摩擦係数μを有すると考えることを示して
いる。特に、一方のタイプのタイヤの臨界スリップは他
のタイプのタイヤの臨界スリップよりも高いことがあ
る。
【００１６】ＡＢＳ装置メーカーは一般的に、次のよう
なスリップが最適であると考える。すなわち、できるだ
け大きく、しかし許容されるタイヤのどれも、わだちの
付くブレーキの過剰制御を生じないように充分に小さな
スリップが最適であると考える。それによって、不意の
やや高すぎるブレーキ圧力の後で、ブレーキ圧力が大き
く低下しすぎることと、その後でブレーキ圧力が再び大
きく上昇しすぎ、制御偏差が更に大きくなることが回避
される。
【００１７】これは結果的に、このような自動車では常
に、急傾斜のμ−スリップ曲線を有するタイヤがブレー
キ検査で最良であると思われることになる。他のタイヤ
が大きなμに達するときでもそうである。この他のタイ
ヤが必要とする大きなスリップは、コントローラに記憶
された急傾斜のμ−スリップ曲線に基づいて、コントロ
ーラの慎重すぎる制御によって達成されない。
【００１８】上記のドイツ連邦共和国特許出願公開第４
１１２７３８号公報は、自動車のシステムを制御および
または調整するための方法を開示している。この方法で
は、実際に監視されるタイヤの特性に関する情報、例え
ばμ−スリップ曲線が、コントローラに記憶されない
で、あたかも進んだタイヤ識別システムとして、タイヤ
自体に記憶され、タイヤからコントローラに供給される
ので、コントローラは、異なるタイヤを使用する場合で
も、個々のタイヤに適合するμ−スリップ曲線に基づい
て介入する。
【００１９】この発明の実施の形態では、データキャリ
ヤが車両内側のタイヤビードの軸方向内側に配置されて
いる。
【００２０】ＶＤＩ（ドイツ技術者連盟）の技術進歩報
告書８シリーズ、第５１５号により、ドイツ学術振興会
の特殊学術分野２４１によってダルムシュタットの技術
大学で１９９５年１１月３０日に行われた討論集会“非
接触式測定データおよび出力伝送”に関する報告書が知
られている。
【００２１】この報告書の第６２〜７９頁には、ジーメ
ンス アーゲー（Siemens AG) のレインドル（L.Reind
l) とマゴリ(V.Magori)が“受動式表面波要素を備えた
無線感知装置”について報告し、“センサ”（これには
実際には他の要素が所属する）と呼ばれる信号発生要素
を提案している。この要素は長さを変える棒を備え、こ
の棒は１個または複数の圧電結晶、例えば二酸化珪素か
らなる層を備えている。
【００２２】この要素は受動式無線伝送で作動する。す
なわち、その他のエネルギー供給なしで作動する。その
ために、送信器から受信した電磁波は、圧電結晶層の音
響的表面波に変換される。この表面波には、同じ伝播速
度の電波が圧電特性によって結合される。
【００２３】このようにして決定された伝播速度が約１
０5 だけ電磁波の伝播速度よりも遅い。それによって、
反射は、送信パルスに続く一次エコー内で分解不可能に
減少しないように遅れて行われる。
【００２４】送信信号の一次エコーと区別するために、
この出願では、用語“ゆっくりしたエコー”が使用され
ている。これは、電磁波として再び受信器（送信器と同
一でもよい）に達する前に、エネルギーがその間に好ま
しい受動式センサ内でバルク音波に変換されるエコーを
意味している。
【００２５】遅延の大きさは、縦方向変化ひいては波走
行路変化に左右される。しかし、長さ変化はフックの法
則によって、曲げ応力ひいては加えられた力に比例する
ように関連づけられる。
【００２６】１９９７年１０月２３日と２４日にハノー
バーで行われたＶＤＩ団体“車両および交通技術”の第
６回専門会議“タイヤ、走行装置、車道”の講演につい
てのＶＤＩ報告書の第１３５０回論文集の第３０５〜３
１７頁には、ポール（A.Pohl) とレインドル（L.Reind
l) とシェル(H.Scherr)の“タイヤ空気圧監視の例の受
動式ＯＦＷ（表面波）センサによる無線測定”の論文が
記載されている。この報告書論文集はデュッセルドルフ
のＶＤＩ出版社で出版されている。
【００２７】我々の知識によれば、この論文は、回転す
る車輪にＯＦＷを使用する最初で今まで唯一の刊行物で
ある。第３１３頁の挿絵５には、一体化されたＯＦＷ圧
力センサ装置が示してある。この圧力センサ装置は第３
１５頁のテキストに基づいてタイヤの空洞内に取付けら
れる。この場合、センサアンテナとして、タイヤ側面の
内側に固定されたフィルムが使用される。この報告書の
第３１６頁の第２，３行には既に、センサ要素をタイヤ
ゴム内に配置することが提案されている。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】上記の関心および技術
水準から（考察に応じて、ＰＣＴ／ＥＰ９５／０３８６
４または最後に述べたＶＤＩ報告が最も近いと考えられ
る）、課題は、タイヤ特性、特に重量ところがり抵抗に
悪影響を与えないで、力、少なくとも縦方向力のできる
だけ直接的な検出がきわめて簡単かつ軽量で達成される
ように、タイヤから伝達される力を測定するためのセン
サをタイヤに配置することである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明に従
い、冒頭に述べた特徴と共に、タイヤの運転中タイヤか
ら伝達される力に対して相関関係にある信号を供給する
センサ（Ｓ）の少なくとも１個が、ビード（２）の範囲
内に配置されていることによって解決される。
【００３０】その際好ましくは、請求項９に従って、ビ
ード（２）の範囲に含まれるすべてのセンサ（Ｓ）が、
受動式無線伝送で作動し、すなわち、回転しない機器
（Ｇ）からその他のエネルギーの供給を受けずに、受信
した無線信号を、感知すべき量（Ｆ１およびまたはＦ
ｑ）に対して一義的な相関関係で変更するかまたは無線
信号の位相位置を変更し、受信器（Ｅ）に送信する。
【００３１】必要な受信器は監視すべき各々の車輪の近
くに回転しないように配置され、更に好ましくはハブに
固定された位置または車輪アームに固定された位置に配
置される。
【００３２】ビード範囲における本発明によるセンサ配
置は、そこで感知すべき機械的な変形が、ＰＣＴ／ＥＰ
９５／０３８６４記載のシステムによるビード範囲とベ
ルトエッジ範囲との間に変形よりも非常に小さいという
欠点がある。しかし、これは利点でもある。
【００３３】タイヤねじれ振動の更に深い分析により、
このねじれ振動がすべてのタイヤ範囲から同じ強さで検
出されないことが証明された。そのために、位相の位置
が考慮される。この位相位置では、走行面範囲が回転方
向に先行するように振動する。同じ時点で、それに対し
て逆の他の振幅を有する他の慣性質量に基づいて、リム
は回転方向に後行するように振動しなければならない。
半分の周期には同様に逆のことが当て嵌まらなければな
らない。これから、発明者は、ねじり振動がほとんどな
い範囲が走行面範囲とリムの間になければならないと推
測した。ねじり振動の振幅が零になる円の正確な半径
は、タイヤと、ハブと場合によってブレーキディスクを
含めたリムとの間の質量分布と、これらの部品内の質量
分布および強度分布に依存する。しかし、いかなる場合
でも、この円は、ビード芯の外側半径の上方すれすれの
半径を有する。
【００３４】測定技術を非常に簡単にする、測定場所と
してのこの円の正確な半径は、慣用のＦＥＭ（有限要素
法）によって非常に正確に演算可能である。
【００３５】ビード（２）の範囲に含まれるすべてのセ
ンサ（Ｓ）が、受動式無線伝送で作動するという請求項
９の特徴との有利な組み合わせにとって、先ず最初に不
利である思われる、そこで検出可能な変形が小さいとい
う状況は、相乗効果を奏する。なぜなら、この種類のセ
ンサは従来大きな変形にほとんど耐えられないからであ
る。
【００３６】センサがそれを取り囲むゴムよりも硬い
と、同じ応力の力線がこのゴム内で集中する。センサが
それを取り囲むゴムよりも軟らかいと、センサは同じ応
力の力線から離れる。従って、センサの周囲のゴム内で
力線が集中することになる。両位置関係は、応力場と変
形場に不均一を生じる。応力場の不均一は、センサを取
り囲むゴム層内にスラスト応力集中を生じることにな
る。変形場の不均一は回転エラーを生じることになる。
この両方を回避するためには、センサの剛性が３つのす
べての空間方向において、周囲のゴムの剛性と一致する
ことが最も良い。これは１００％達成できないがしか
し、比較的に剛性のある表面波原理のセンサにとって、
ビードは最も望ましい使用場所である。というのは、ビ
ードにおいて、曲がりにくいゴム混合物が使用されるか
らである。
【００３７】請求項１と９の有利な特徴組み合わせは、
ブレーキコントロール（ＡＢＳ）、駆動トルクコントロ
ールおよびスキッド防止（ＥＳＰ）のための車輪位置で
異なるスリップ調節のようなすべてのスリップコントロ
ール装置のためのデータ発生のために、車輪に磁極軌道
を必要としない。
【００３８】それによって、磁気軌道が縁石エッジを走
行することによって摩耗しない。更に、磁化可能な粒子
の堆積によって不可抗力的に生じるような重量の増大が
回避される。
【００３９】ビード範囲のセンサ装置は更に、高速範囲
にとって典型的である、走行面範囲とサイドウォール範
囲の波の発生時に、校正曲線のゆがみが非常に小さくな
る。 ａ）（車両中央送信器の使用時の）センサと受信器の間
の信号伝送経路または ｂ）送信器とセンサの間振動伝送経路およびセンサと
（受信器のようにできるだけ車輪近くに位置決めされる
個々の送信器の使用時に）受信器の間の信号伝送経路
は、短くすることでき、その際きつい車輪応力や適当な
変形時に部品が互いに摩耗することがない。スノーチェ
ーンを装着しなくてもよいレーシングカーや乗用車の場
合、この信号伝送経路は約４ｍｍである。スノーチェー
ンで走行可能な乗用車にとって、信号伝送経路は約１３
ｍｍである。貨物自動車はそれ以上である。必要な信号
伝送経路がこのように短いと、外部信号を受け止める危
険が小さくなる。
【００４０】センサ（Ｓ）は好ましくは、請求項２に従
って舌片状に形成されている。このセンサの基部（Ｗ
ｓ）はビード芯（３）に固定され、そこから半径方向外
側に延びている。きわめて剛性のあるビードコアに固定
すると、非常に安定した基準装置に対して連結されるこ
とにある。半径方向外側に突出する舌片は、タイヤから
伝達される縦方向力に比例して周方向に変形し、伝達さ
れる横方向力に比例して軸方向に変形する。
【００４１】ゆっくりしたエコーの強い影響とゆっくり
したエコーの充分な強さを保証するために、センサ（Ｓ
１，Ｓｑ）、すなわち特に圧電結晶コーティングした舌
片は、平らに形成されている。請求項３では、この舌片
は縦方向力を感知するために半径方向のほかにほぼ軸方
向に延びている。請求項４では、この舌片は横方向力を
感知するために半径方向のほかにほぼ周方向に延びてい
る。
【００４２】タイヤから伝達される縦方向の力およびま
たはタイヤ偏向を測定するために、車両空気タイヤ
（１）は特に請求項５に従って、ビード芯近くの軌道に
沿って位相均一的に分布した少なくとも２個のセンサ
（Ｓ１）を備えている。更に、監視される車輪の回転角
度位置にわたる校正曲線不変性および冗長性のために、
多数のセンサが特に有利である。タイヤによって伝達さ
れる縦方向力は、センサ（Ｓ１）からの信号の合計と相
関関係がある。そのために使用されるすべてのセンサ
（Ｓ１）が同じ感度であることが重要である。
【００４３】タイヤから伝達される横方向の力を測定す
るために、特に請求項６に従って、車両空気タイヤ
（１）はビード芯近くの軌道に沿って、均一な位相分布
で少なくとも３個のセンサ（Ｓｑ）を備えている。
【００４４】理解されるように、上記の両センサ数はビ
ード範囲に関する。このビード範囲近くに受信器が配置
されている。すなわち、通常は、車両内側に配置されて
いる。監視すべきタイヤが側方を結合しないで組み立て
可能である場合には、推奨される数のセンサが左側のビ
ード範囲と右側のビード範囲に配置される。
【００４５】請求項７では、車両空気タイヤが特に、縦
方向力を感知するための複数のセンサと、横方向力を感
知するための複数のセンサを備えている。それによっ
て、スキッド防止および転倒防止（ＥＳＰ）、ブレーキ
スリップコントロール（ＡＢＳ）およびトラクションコ
ントロールのための装置にとって必要であるような、タ
イヤスリップの完全監視が可能である。
【００４６】同じ出願人のＰＣＴ出願ＥＰ９５／０３８
６４による公知の競合する装置は、機械的な校正曲線、
すなわちタイヤのサイドウォールねじれを介してタイヤ
から伝達される縦方向力の関数が空気圧に左右されるこ
とによって、或る程度複雑になる。空気圧が高い状態で
は、ベルトで補強されたラジアルカーカスを備えたタイ
ヤは、その半径方向の偏向に関して、空気圧が低い場合
よりも剛性があるだけでなく、トレッド面とビードの間
の弾性的なねじれに関しても剛性がある。空気圧が高い
状態で、ねじれ角度が同じで、それによって異なる半径
に付設されたマークを通過する間の時間が同じである
と、大きな縦方向力を生じる。
【００４７】更に伝達すべき縦方向または作用する車輪
荷重または空気圧に関する情報が得られるときには、本
発明の上記作用は、空気圧監視または車輪荷重監視のた
めに利用可能である。しかし、この解決策は、ユニット
状の単一オプションとして販売されないで、完成セット
としてのみ販売される。これは、最初から装備している
客は、利益のための宣伝戦略を妨害するものと見なす。
【００４８】本発明は、少なくとも、目標空気圧に対し
て＋２０％乃至−３０％の空気圧範囲内で、一定の校正
曲線を供するという付帯要求を満足することができる。
そのために特に、請求項８に従って、各々の感知面（Ｓ
ｓ）の半径方向中心（Ｓｓｍ）が、ビード芯（３）から
半径方向に間隔をおいて配置され、この間隔内にカーカ
ス（４）が横断面において折り返し個所を有する。
【００４９】本発明のこの実施形の背後には、今までの
校正曲線の空気圧依存性が実質的にひずみの変化（ほと
んど伸びの変化はない）ではなく、強度担体の曲率変化
に基づいているという新しい認識がある。ねじれモーメ
ントによって、ビードからビードへの強度担体を含む平
面は、側面図で半径方向線に対して幾分斜めである。こ
の平面内で、タイヤの両側においてビードからベルトエ
ッジまでの間隔が増大する。というのは、ビードとベル
トエッジの間のカーカス弧長が、強度担体の大きな引張
り強度のために、上記の間隔増大よりも少しだけしか増
大しないからである。間隔増大の大部分は、半径方向に
対して斜めの横方向平面内でのサイドウォール範囲内の
強度担体カーブの膨らみの減少、すなわち強度担体の湾
曲部短縮方向に（真っ直ぐに）伸びることによって生じ
る。
【００５０】しかし、空気圧上昇も強度担体の伸長（＝
湾曲部短縮）を生じる。縦方向力が加わっていない状態
でカーカスの横断面の膨らみが小さくなればなるほど、
縦方向力によるそれ以上の伸長は小さくなる。変形力あ
たりの変形は小さくなる。すなわち、タイヤの剛性が高
まる。
【００５１】これに対して、湾曲部が存在していない場
所、特にカーカスの折り返し個所では、湾曲部の短縮は
生じない。そこで発生する小さな変形のためには、ゴム
の剪断強度Ｇと強度担体の引張り強度と厚さ寸法と糸密
度で充分である。すなわち、空気圧に全くまたはほとん
ど左右されない量で充分である。
【００５２】空気圧で変化しない校正曲線を有する請求
項９記載の実施形では特に、空気圧を検出するかまたは
少なくとも空気圧に左右される類似の量を、空気圧に左
右されない所定の量に供給する他の測定装置と組み合わ
せることが推奨される。
【００５３】特に、上記のＶＤＩ報告の論文集第１３５
０の第３０５〜３１７頁に記載した解決策と、請求項９
記載の実施形との組み合わせが推奨される。この論文集
記載の解決策では、測定小容器と表面波データ伝送によ
って、空気圧が決定される。この組み合わせの場合、回
転する車輪に給電しないでかつその他の付加的な手段な
しに、完全な運転監視が達成される。非常に長い運転時
間にわたって、測定小容器への空気拡散によって、空気
圧校正目盛りが徐々にずれる恐れがある。
【００５４】更に、ＰＣＴ／ＥＰ９５／０３８６４記載
の解決策との組み合わせが考えられる。というのは、回
転する車輪に給電しないで、異なる両方法で演算された
タイヤ力、特にタイヤ縦方向力の間の差の評価が、タイ
ヤ空気圧の推測を可能にするからである。勿論、タイヤ
の磁気軌道が必要である。そのために、長い運転時間に
わたって、校正曲線の充分な不変性が保証される。
【００５５】特に、請求項９記載の解決策では、車両空
気タイヤのビードの範囲に含まれるすべてのセンサが、
受動式無線伝送で作動し、すなわち、回転する給電が不
要になるようにするため、およびエラー信号の伝送を生
じないようにするために、車輪内で、他の作用原理の他
のセンサが使用されない。走行状態監視または空気圧監
視のための他のセンサが使用される場合には、このセン
サは車輪の外に配置され、特に回転しないように配置さ
れ、他の信号伝送技術または少なくとも明らかに異なる
信号伝送周波数で使用される。
【００５６】同じ１つのタイヤにおいて、異なる構造の
センサによって異なる量を測定することができるがしか
し、このような混合式解決策の場合には、従来の認識で
は、利点が加算されないで、欠点が加算される。従っ
て、請求項１０記載のごとく、車両空気タイヤに含まれ
るすべてのセンサが、受動式で線形の音響的表面波要素
として形成されていることが推奨される。
【００５７】このＯＦＷ要素は、ビード範囲に配置され
て、タイヤがさらされる強い加速や衝撃に対して、意外
なほど抵抗力がある。この作用原理のセンサは、高速範
囲内で機能を発揮するまでそこに配置される。
【００５８】請求項１１では特に、車両空気タイヤに含
まれるすべてのセンサ（Ｓ）が、１つまたは複数の圧電
結晶を有する少なくとも１つの層（Ｓｓｐ）を含み、こ
の層が音響表面波に、同じ伝播速度の電波を関連づけ
る。温度に依存しないようにすることと、機械的負荷に
耐えることと、製作技術を供することができることと、
低価格であるという観点から、請求項１２に従って、圧
電結晶として特にＳｉＯ 2 が推奨される。
【００５９】この測定原理の場合知られているように、
信号出力を増大するために、車両空気タイヤに含まれる
センサ（Ｓ）の少なくとも１つ、好ましくは全部がイン
ターデジタル変換器（Ｉ）を含んでいることが推奨され
る。
【００６０】請求項１４に従い、送受信周波数は好まし
くは２０ＭＨｚと２．５ＧＨｚの間にある。
【００６１】回転する装置内でのセンサの受動性のため
に、データ処理を行うことができないので、すなわち１
つのデータを検出するために異なるデータブロックを同
時にデータを受け取ることを我慢しなければならないの
で、請求項１５に従って、少なくとも、その都度受信さ
れた信号がキャリヤ周波数から互いに分離可能であるよ
うに、異なる伝送周波数で、タイヤのすべてのセンサが
作動することが推奨される。データ源を識別するため
に、データ伝送を行う回転する車輪の不連続な位相位置
を固定する必要はない。それどころか、あたかも連続的
に測定することができる。
【００６２】本願において、“あたかも連続的”は、連
続する送信パルスの時間間隔が、アクチュエータの応答
時間よりも短いことを意味する。この時間間隔を１／５
００００秒で測定することが可能であることが判った。
１８０ｋｍ／ｈ、すなわち、５０ｍ／ｓの速度、約２ｍ
の車輪外周、すなわち２５Ｈｚの回転周波数の場合で
も、類似の時間的分解能を達成するために、慣用のＡＢ
Ｓ装置または上記のＰＣＴ／ＥＰ９５／０３８６４によ
る装置は、非現実的なほど多い２０００個（普通は約６
０個）のマークを外周に必要とする。本発明による装置
の場合の時間的な分解能は低速の場合にも同じであり、
競合する両装置の場合速度に比例して低下する。
【００６３】すなわち、本発明は、例えば雪の上を走行
する場合でも（この場合の典型的な速度は約１８０ｋｍ
／ｈではなく、約６０ｋｍ／ｈである）、非常に高いス
ピードと制御精度を可能にする。このような速度の場
合、個々の測定結果の間の時間間隔は従来の一般的な時
間間隔の約１００分の１である。
【００６４】恐らく、個々の測定パルスの間の時間は更
に短くすることができる。その際、下側の限界は、一方
では、ＯＦＷ要素内の遅延が充分な大きさでなければな
らず、ゆっくりしたエコーが戻される前に、一次送信パ
ルスがその一次エコーを含めて消えることにあり、他方
では、ゆっくりしたエコーが消えた後で初めて次の一次
送信パルスが送信されることにある。
【００６５】本発明によって得られた測定結果の高い時
間的分解能に基づいて、この測定結果を、デジタル技術
の代わりに、古くから知られているアナログ技術によっ
て更に処理することができる。場合によっては、信号を
簡単な回路、例えば小さなコンデンサと抵抗からなる回
路によって、整流後の脈動防止から知られている方法
で、更に平滑化することができる。類似の信号処理装置
は従来、大きな衝撃や高い温度に耐えるように、デジタ
ル回路よりも容易に形成可能である。
【００６６】ａ）トルクに比例する信号と、ｂ）偏向に
比例する信号と、ｃ）横方向力に比例する信号が、車輪
の回転角度位置に関係なく得られると、非常に合目的で
ある。なぜなら、そのとき、慣用のＡＢＳ装置の極ホイ
ールまたはＰＣＴ／ＥＰ９５／０３８６４記載の磁気マ
ーク軌道のようなすべての回転角度計が不要であるから
である。これは構造的コストを低下させ、エラーをなく
し、時間に関する小さな分解能の信号が再び発生するこ
とを回避する。
【００６７】第１の近似的方法では、タイヤの偏平化を
無視し、ベルトとトレッド面からなる集合体が第１のあ
たかも剛性のあるリングを形成し、リム上のビード芯が
あたかも剛性のある第２のリングを形成すると仮定して
簡単化することにより、局部的なサイドウォールねじれ
ｓは次のように見なされる。
【００６８】
【数１】 この場合、ＶM は第２のリング（リム＋ビード芯）に対
する第１のリング（トレッド＋ベルト）の、回転モーメ
ントに比例する回転であり、Ｚは両リングの間のＺ方向
（垂直軸線方向）の偏心度であり、ｐｈｉは瞬時の車輪
回転角度である。ｓ1 は側面図で見える、センサＳ１の
合成された変形であり、ｓ2 は側面図で見える、センサ
Ｓ２の合成された変形であり、ｓ3 ・・・ｓn も同様で
ある。
【００６９】このアプローチ方法から、次に述べるベッ
ヘル−クラインホッフ（Becherer-Kleinhoffschen)の方
程式を導き出すことができる。この方程式は、車輪回転
角度ｐｈｉを知らずに、 ａ）周方向の変形に応答する２個（特に３個、それによ
ってｂ）と同じセンサを使用可能である）のセンサによ
って、作用する回転モーメントの測定をあたかも連続的
に行うことと、 ｂ）周方向の変形に応答する３個のセンサによって、タ
イヤ偏向の測定をあたかも連続的に行うことを可能にす
る。
【００７０】均一に分配されたｎ個（ｎは２以上の自然
数）のセンサを使用する場合、回転モーメントＭは、次
式
【００７１】
【数２】 によって決定される。その際、ＣM は空気圧に依存する
タイヤの回転強度を示す校正係数である。
【００７２】均一に分配されたｎ個（ｎは３以上の自然
数）のセンサを使用する場合、タイヤ偏向Ｚは、次式
【００７３】
【数３】 によって決定される。その際、ＣZ は、サイドウォール
の半径方向長さにわたってサイドウォールねじれの均一
性を示す校正係数である。分配が均一になればなるほ
ど、ＣZ は１に近づく。センサが延長する範囲のねじれ
強度がその他の範囲のねじれ強度よりも大きいと、ＣZ
は１よも大きくなる。これは普通の場合である。これに
対して、センサが延長する範囲のねじれ強度が例外的に
その他の範囲のねじれ強度よりも小さいと、ＣZ は１よ
りも小さい。
【００７４】更に、有利である完全なタイヤ荷重検出の
ために、タイヤは他の３個のセンサを備えている。この
センサは横方向変形ｑに応答し、それによって側方案内
力の測定を可能にする。サイドウォールの横方向曲がり
ｑも、タイヤ偏平化と両リングの曲がりやすさを無視し
て、すなわちすべての変形がサイドウォール内でのみ発
生すると理想化して、第１近似において、類似の簡単な
アプローチ方法で表すことができる。すなわち、
【００７５】
【数４】 この場合、Ａm は第２のリング（リム＋ビード芯）に対
する第１のリング（トレッド＋ベルト）の、回転モーメ
ントに比例するタイヤ外周にわたって決定された軸方向
のずれであり、Ｋは両リングの間の、周方向にわたって
一定でない軸方向のずれであり、このずれはトレッド半
径と両リングの間の傾動角度を掛けたものに等しい。リ
ムキャンバとトレッドキャンバの差が傾動角度と呼ばれ
る。更に、ｐｈｉは瞬時の車輪回転角度である。ｑ1 は
走行方向に見える、センサＱ１の合成された変形であ
り、ｑ2 は走行方向に見える、センサＱ２の合成された
変形であり、ｑ3 ・・・ｑn も同様である。
【００７６】このアプローチ方法は次の方程式となる。
【００７７】
【数５】
【００７８】
【数６】 その際、横方向力Ｆq は車輪荷重に依存せず、Ｆq ＝Ｃ
Fa・Ａm として生じる。
【００７９】これに対して、横方向力Ｆq は車輪荷重に
依存し、Ｆq ＝ＣFk・Ａm として生じる。
【００８０】ＣFaとＣFkの非は、車輪荷重に関する信号
として評価可能である。これはカーブ走行のときにのみ
生じ、走行時の負荷が変わらないので、直線走行時の車
輪荷重を充分に正確に推定することを可能にする。車輪
荷重をこのようにして知ることによって、実質的にタイ
ヤ空気圧に対する車輪荷重の比に依存する偏向を示す信
号Ｚと共に、空気圧に関する情報を得ることができる。
【００８１】この実施形では、本発明に従って、回転す
る車輪内でタイヤビード内に全部で６個だけセンサを配
置することにより、偏向（この偏向は車輪荷重と相関関
係がある）を含めた、タイヤから伝達されるすべての力
を、時間にわたってあたかも連続的に示すことができ、
しかも車輪の回転角度位置に依存しないで、すなわち、
回転しない基準座標系内で示すことができる。すなわ
ち、回転角度（位相位置）はこの測定アルゴリズムを使
用するときには測定不要である。
【００８２】実際には不所望な事はきわめて少ない。そ
の原因は本発明者によれば、トレッドが最初の理想化と
矛盾して偏平になる位相範囲を、センサが通過するとき
に常に、上記方程式がもはや正しくなくなることにあ
る。この小さなエラーを簡単に我慢することできること
は別として、この不正確さを最小限に抑えるためあるい
は完全に除去するために、いろいろな方法がある。 Ａ）各々のタイプのセンサの数を少しだけ多くし（特に
４個または５個）、非常に速い状態変化を行うセンサの
データを除去し、このような状態の間、それぞれのタイ
プの残りの３個のセンサだけに基づく演算を停止する
（その際、ｎによって割算された除去周波数が二次産物
として、車輪回転数に比例する信号を供給する）かある
いは Ｂ）各々のタイプの多数のセンサを使用し、常にほぼ一
定の数のセンサが踏面内にあるので、時間に関するエラ
ーがほぼ一定である。
【００８３】いかなる場合でも、本発明は、時間に関し
て非常に密で、すなわち分解能が高く、非常に正確で、
傷つきにくいデータベースを供給する。このような優れ
たデータベースは、きわめて速い制御アルゴリズムとア
クチュエータを利用可能にする。従って、本発明よるス
リップコントロール装置は、必要時に最大摩擦力をきわ
めて正確に生じ、臨界的なスリップに対して安全クリア
ランスを必要としない。更に、氷上では、操舵可能性を
ほとんど完全にあきらめて、氷上で最高の遅延となるス
リップ１００％を達成可能である。
【００８４】データ評価のためのこの実施の後で、デー
タ識別に戻る（すなわち、その都度のデータ源を識別す
るために）。
【００８５】キャリヤ周波数の有利な多様性を省略する
ことができる。データ識別のために、請求項１６または
１７または１８では、同じ伝送周波数のセンサがその反
射構造体の配置が異なることによって、受信器に戻され
る信号が互いに分離可能である。請求項１６では、すべ
ての縦方向力センサ（Ｓ１）が一致する第１の伝送周波
数ｆ１で作動し、すべての横方向力センサ（Ｓｑ）が一
致する第２の伝送周波数ｆ２で作動する。その際、請求
項１８に従い、車輪のすべてのセンサの反射構造体の配
置が互いに異なるときに、ｆ２＝ｆ１である。
【００８６】請求項１７では、他の方法によるグループ
形成が可能である。この方法によれば、１個のタイヤの
すべてのセンサ（Ｓ１）が反射する構造の互いに同じ第
１のパターンを備え、すべての横方向力センサ（Ｓｑ）
が反射する構造の互いに同じ第２のパターンを備えてい
る。そして、１個のタイヤの縦方向力を感知するすべて
のセンサ（Ｓ１）が異なる伝送周波数ｆａ，ｆｂ，ｆｃ
で作動し、横方向力を感知するすべてのセンサ（Ｓｑ）
が、同じように異なる伝送周波数ｆａ，ｆｂ，ｆｃで作
動する。
【００８７】請求項１５で述べたキャリヤ周波数の識別
の実施形では、１個のタイヤ内だけでなく、車両の多数
のタイヤ内で、他のキャリヤ周波数が各々のサンサに割
り当てられる。プロトタイプの製作にとって望ましいこ
の実施形は、大量生産には有利ではない。というのは、
交換市場への対応がきわめて困難であるからである。な
ぜなら、各々の車輪位置のために、異なる他のタイヤが
必要であるからである。
【００８８】信号識別にとって、トレッドやホイールベ
ースに比べて、信号伝送経路を小さくすると有利であ
る。これは、それぞれのアンテナにおける信号強さによ
って、いろいろな車輪位置からの信号の分離を可能にす
る。
【００８９】ＯＦＷ技術にとって知られているように、
タイヤ内に少なくとも１本のアンテナを設けなければな
らない。そのために、同心的に配置された金属箔製の狭
いリングが特に有利である。このリングはサイドウォー
ル高さに比べて充分に狭くなっていて半径方向に配置さ
れ、タイヤに加硫固定可能であるかあるいは運転中と組
み立て中の損傷の危険を大幅に低減するようにタイヤゴ
ム内に加硫挿入することができる。
【００９０】アンテナはできるだけ軟らかくかつゴムに
付着しやすい材料からなっている。従って、真ちゅう箔
が鋼箔よりも良い。アンテナとしてのこのような箔リン
グの平均半径は、請求項１９に従って特に、横断面でカ
ーカスの折り返し個所の半径の近くまたは半径上に正確
に位置している。これにより、ゴムと金属の連結の永久
持続性にとって重要である膨らみ作用を非常に小さくす
ることができる。更に、請求項８記載の特徴との協働作
用的な組み合わせにおいて必要なほとんど零かまたは全
く零のケーブル長さが生じる。
【００９１】各々のＯＦＷセンサに固有のアンテナが付
設される場合には、前述の利点を有すると共に、このよ
うな金属箔リングが中断することによって適当なセグメ
ントに分離される。この場合、各々のセンサにセグメン
トが１個ずつ付設されている。
【００９２】センサを含む本発明によるタイヤとその実
施形は、請求項２０記載の車両用摩擦力コントロール装
置を形成するために役立つ。請求項２１記載の既に述べ
たこのような摩擦力コントロール装置では、使用される
すべてのセンサ（Ｓ）が同じ伝送周波数で作動し、信号
分離のために、回転しない少なくとも１本の送信アンテ
ナ（Ｇｓ）と回転しない少なくとも１本の受信アンテナ
（Ｅｓ）が各々の車輪位置に付設され、このアンテナの
少なくとも受信アンテナまたは送信アンテナ、特に両方
が、指向特性を有し、請求項２２に従って、各々の送信
アンテナが空気タイヤの所定の回転位置で励起される。
その際、回転位置は勿論、１個の車輪のいろいろなセン
サが同時に応答しないで、時間的にずれ、それによって
信号分離が更に補助されるように選定される。
【００９３】請求項２３では縦方向力を測定するための
センサ（Ｓ１）がそれぞれ、請求項２４では横方向力を
測定するためのセンサ（Ｓｑ）がそれぞれ、車輪回転軸
線の上方およびまたは下方の垂直な位置でのみ作用す
る。その際、１個のセンサ（Ｓ１またはＳｑ、要約して
“Ｓ”と呼ぶ）で充分である。特に、分解能と冗長性を
高くするために、縦方向力検出と横方向力検出のために
３個のセンサが使用される。
【００９４】タイヤから伝達される縦方向力は、タイヤ
偏向に左右されないで、車輪回転軸線の情報または下方
で垂直に生じるねじれと相関関係がある。縦方向力は、
回転軸線の前側と後側におけるタイヤのねじれの合計と
も相関関係がある。
【００９５】タイヤ偏向は回転方向におけるねじれの差
と相関関係がある。このねじれは車輪回転軸線の前側ま
たは後側でタイヤによって水平に生じる。タイヤ偏向は
タイヤ荷重とタイヤ圧力との比を表す。
【００９６】最後に述べた作用は、請求項２５記載の本
発明の実施形によって、車両安全性を更に高めるために
利用される。これにより、コストを制限して、縦方向力
を測定する働きをするセンサ（Ｓ１）を、タイヤ偏向測
定のために使用し、そのために他の１つの位置で、すな
わち車輪回転軸線の水平方向前側およびまたは後側で作
用する。この場合にも１個のセンサ（Ｓ１）で充分であ
る。勿論、多数のセンサ、特に３個のセンサを使用する
と有利である。
【００９７】きわめて高い品質要求のために、時間に関
する高い分解能が推奨される。センサが所定の回転位置
でのみ読みとるときには、既に述べたようにデータ識別
を容易にする。このような高い時間的分解能は多数のセ
ンサによって早く生じる。少なくとも今までは、一般的
なセンサおよび特別なＯＦＷセンサの高すぎる価格が妨
げになっている。
【００９８】同じ時間的分解能は、読取り個所の数を増
やすと、少ない数のセンサによって実現可能である。回
転軸線の上側または下側に垂直にあるいは前側または後
側に水平に正確に設けられていないこのような位置から
のデータは、適切な角度関数と結合することによって初
めて利用可能である。更に、異なる送信装置と受信装置
を密に配置すればするほど、二重受信の危険、すなわち
結果的にエラー識別の危険が大きくなる。従って、精々
８個の均一に分配された角度位置で読取りを行うべきで
ある。
【００９９】本発明者は、それにもかかわらず、上記の
思想方向を更に進める価値があるということを知った。
すなわち、請求項２６では、車輪内で使用されるすべて
のセンサはその伝送周波数およびまたはその反射パター
ンが異なっている。そして、このセンサから供給される
データ全体から、個々のデータが個々のセンサに割り当
てられる。測定データ検出を、何らかの角度位置に結び
付ける必要はない。それによって、請求項２７記載のあ
たかも連続的なデータ供給、すなわち公知のすべての装
置よりも高い時間的分解能が可能である。
【０１００】データ処理、特に摩擦力コントロール装置
の自動校正は、回転角度検出が必要であるので困難であ
り、更に最小の時間的分解能を有する信号はデータセッ
トの時間的な分解能を決定する。しかし、普通の装置の
場合には、回転角度位置は約＋／−３°でのみ正確に検
出することができる（周囲に設けた６０個のマークに相
応して）。この障害には、請求項２８記載の実施形が適
用される。この実施形は、車輪の回転角度（ｐｈｉ）の
測定を省略し、その代わりに、１個の車輪の車輪によっ
てあたかも連続的に供給されるデータが、ロジック回路
内で、（例えばＭ，Ｚ，Ａm ，Ｋ，Ｆq に関するベッヘ
ル−クラインホッフ方程式のアルゴリズムによって）互
いに関連づけられ、ロジック回路の出力部において、回
転しない座標系に関するデータが出力される。加算、減
算、掛け算、割算、２乗、平方根の操作だけを含むロジ
ック回路は、安価で、迅速で、信頼性がある。
【０１０１】請求項１と９記載のＯＦＷ測定装置のため
に、機能発揮性を証明するために、固有のセンサ面、す
なわち圧電コーティングした板（その中を音響電気的波
または音波が伝わる）を、ケースによってゴムから分離
することが重要である。それによって、アプローチ段階
において、この波が周囲のゴムでの、ヒステリシスによ
る減衰によって弱まり、電磁的な戻し伝送のために充分
なエネルギーがなくなることが回避される。
【０１０２】最初の原理的な実験によって、例えば２０
０ｋＨｚ以上の送信器キャリヤ周波数から、ヒステリシ
ス損失が小さくなること、ケースを省略できることが判
った。請求項２９では、ＯＦＷセンサの使用個所が、緩
衝作用が充分であるブチルゴムのない場所に制限され
る。すなわち空気を漏らさないようにする内側ライナー
上または内側ライナー内に制限されない。
【０１０３】
【発明の実施の形態】次に、図に基づいて本発明を詳し
く説明する。
【０１０４】図１は、公知のごとく２個のビード２と、
その中にそれぞれ１個のビード芯３を備えた、乗用車用
の自動車空気タイヤ１の横断面の右上側半分を示してい
る。本発明の実現のために有利な図示実施の形態では、
ビード芯３が１本の線材を上下に配置された３層に巻い
て作られている。この層はそれぞれ３本の巻線を有す
る。しかし、横断面が同じに見える穴あき芯（ピアス
芯）または横断面が円形に見えるケーブル芯によって実
施してもよい。
【０１０５】ビード芯３の周りには更に、乗用車タイヤ
にとって一般的であるように、単層の半径方向のカーカ
ス４が巻回されている。このカーカスは繊維の強度担
体、例えばレーヨンからなっている。カーカスと折り返
し部によって巻かれた領域は、タイヤ設計者の日常語で
“つり上げループ”と呼ばれている。カーカス４の情報
には、通常のごとく、スチールワイヤコードからなる２
つのベルトプライ５が配置されている。
【０１０６】ビード芯３の半径方向外側に続いて、吊り
上げループ内に芯ライダー６が組み込まれている。本発
明のこの有利な実施の形態において、周囲にわたって均
一に分配された１０個の個所に、凹部を備えている。こ
の凹部にはそれぞれ１個のセンサＳが配置されている。
【０１０７】図１において、周方向力センサ（縦方向力
センサ）Ｓ１の、舌片状の感知面Ｓａ１の幅広面が見え
るように、横断面を回転して示してある。感知面Ｓｓ１
の幅狭面は部分拡大詳細図として後で詳しく説明する図
４に示すように、縦断面ＩＶ−ＩＶで見える。図５，６
は他の実施の形態を図４と同様に示している。
【０１０８】この実施の形態の場合、センサＳ１は図２
に示した、同じタイヤのセンサＳｑと全く同じように、
半径方向外側に案内され、破線で示したその半径方向中
心Ｓｓｍはカーカス折り返し個所にある。それによっ
て、空気圧に左右されない測定が達成される。従って、
空気圧に左右されないようにする必要がないかあるいは
例えば５ｍｍ以下の小さなセンサ寸法にすることができ
る。軸線に対するセンサの傾斜は小さく選定可能であ
る。零に調節してもよい。これによって、センサ基部の
くさび状の中間部材を省略することができる。
【０１０９】同じタイヤを示す、図１に似た図２では、
横断面が９０°回転し、横方向力センサＳｑの同様に舌
片状の感知面Ｓｓｑの幅狭面が見える。この横方向力セ
ンサＳｑの場合にも、感知面の半径方向中心Ｓｓｍは、
破線で示したカーカス折り返し個所にある。感知面Ｓｓ
ｑの幅広面は、図９に拡大して示すような縦断面ＶＩＩ
Ｉ−ＶＩＩＩで見える。
【０１１０】図３のａは、図１のビード芯３とその上に
配置された縦方向力センサＳ１の一部を拡大して示して
いる。センサＳ１の基部ｒＷｓは、感知面Ｓｓ１の傾斜
をカーカスの傾斜に対して接線方向に適合させるため
に、くさび状に形成されている。基部ｒＷｓはビード芯
に対してセンサＳ１を容易に、強固にそして寸法通りに
取付けることを可能にする。この好ましい実施の形態の
場合、下方に位置するビード芯に対する充分に大きな接
触面を設けることにより、ブランクの必要な接合強度
が、ビード芯３の周囲のゴム射出成形体３．１の接触粘
着性によって達成される。そのために、少なくとも基部
ｒＷｓの半径方向内面が、真ちゅう等によってコーティ
ングされる。それによって、加硫後大きな付着強度が保
証される。
【０１１１】図３のｂは、センサ基部ｒＷｓの他の実施
の形態を同じ縮尺で示している。ここで、接触粘着性の
ために、形状補完的な連結が付加されている。そのため
に、他の線材または繊維糸がセンサ基部ｒＷｓの半径方
向外側の範囲の上に置かれ、センサ基部の半径方向内側
の面がビード芯３の半径方向外側の面に押し付けられて
いる。その際、上記の他の線材がビード芯を形成する線
材の付加的な巻線であってもよい。
【０１１２】図３のｃはセンサ基部ｒＷｓの第３の実施
の形態を同じ縮尺で示している。しかし、ここでは、１
本のケーブル芯と協働している。ここでも付加的な形状
補完的連結を達成するために、センサ基部ｒＷｓが塑性
的にすえこみ加工可能な（圧縮可能な）リングとして形
成され、このリングの中をケーブル芯全体が貫通してい
る。
【０１１３】組み立てのために、当該のビード芯３に固
定されるすべてのセンサＳ１，Ｓｑは好ましくは、ケー
ブル芯を無端接合する前に、後でケーブル芯を形成する
線材片に取付けられる。そして、この線材片が接合され
て無端のリングを形成し、そしてセンサが特に均一な正
しい相互間隔をおいて配置および配向される。その後
で、センサは管状のセンサ基部ｒＷｓをすえこみ加工す
ることによって固定される。その際、好ましくは先ず最
初にすえこみ加工される管状のセンサ基部ｒＷｓは同時
に、ケーブル芯のための無端接合手段としての働きをす
ることができる。
【０１１４】これにより、ビード芯３の半径方向外側の
面全体、ひいては各々のセンサが、回転軸線に対して同
じ半径上に位置する。
【０１１５】これに対して、特に穴あき芯の場合の位置
端部の周囲における、ビード芯のための他の無端接合技
術の場合には、同じセンサの群れの異なるセンサの半径
方向位置決めの小さな偏差が生じる。これは位置端部に
おける位置決めを回避することによってあるいは適合さ
せられる高いセンサ基部によって補償可能である。ある
いは偏差が、タイヤの加硫後に、コスト上の理由から自
動化された、各々のタイヤのすべてのセンサの個々の校
正によって除去される。
【０１１６】ビード芯３、芯ライダー６およびセンサＳ
１，Ｓｑからなるリング状の調和集合体は好ましくは、
各々のセンサＳ１、特に縦方向の力を感知するセンサＳ
１ができるだけカーカス接合個所から離れるような回転
位置で、既に無端接合されたカーカス上に置かれる。更
に、周方向にわたってできるだけ均一なタイヤサイドウ
ォールのねじれ強度と曲げ強度は、特に公開されていな
いドイツ連邦共和国特許出願第１９７４６６１８号公報
記載の技術思想を適用することによって得られる。
【０１１７】既に簡単に説明した図４，５，６は、本発
明によるタイヤに適しているＯＦＷセンサの異なる複雑
な構造を示している。
【０１１８】この３つの図の中で、図４の実施の形態は
最高の機能分離を具体化している。センサ基部ｒＷｓに
は、圧電結晶層Ｓｓｐを備えた感知面Ｓｓのほかに、感
知面を相補的に取り囲むケースＳＧが固定配置されてい
る。感知面Ｓｓの半径方向内側の端部はセンサ基部ｒＷ
ｓに曲がらないように固定されているが、感知面Ｓｓの
半径方向外側の端部は、摩耗の小さな２個の切刃ＳＣの
間で遊びのないようにかつ揺動可能に支承されている。
【０１１９】タイヤのサイドウォールねじれの場合のよ
うに、力Ｆ、ここでは周方向の力Ｆ１が図示した方向に
作用すると、ケースＳＧが曲がり、感知面Ｓｓの半径方
向外側の端部が切刃ＳＣによって一緒に動き、それによ
って感知面が曲がる。右側から左側に作用する力がケー
スＳＧに作用すると、感知面Ｓｓは左側に曲げられ、そ
れによって圧電結晶層の弧長が長くなる。逆向きの力の
場合には、圧電弧長が短くなる。
【０１２０】この実施の形態の場合には、切刃ＳＣとセ
ンサ基部ｒＷｓを除いて、感知面Ｓｓはケースに対して
遊びのないように連結されておらず、特に付着する周囲
のゴムに対して連結されていない。従って、取付け以
降、圧電結晶層内の変形波の不利な緩衝がケースを取り
巻くゴムによって排除されない。
【０１２１】図４の実施の形態から次に図５の実施の形
態について説明する。この図５の実施の形態では、図４
において別個の左側のケース壁が、感知面Ｓｓの基質
（その上に圧電結晶層がある）に溶着して１つの部品を
形成している。圧電結晶層はケースの内面の方に向いて
いる。従って、圧電結晶層は依然としてゴムに直接接触
しない。
【０１２２】しかし、圧電専門家によって高いとされる
危険は、少ない部品数、狭くて済むスペースおよびタイ
ヤの回転に対する少ない影響という利点に対峙し、周囲
のゴムに対する大きな面積での機械的な連結が、間接的
であるにしても、すなわちコーティングされていない感
知面の側に作用することによって、圧電結晶層内の変形
波を強く減衰することができる。
【０１２３】今までの特有の経験によれば、周波数が充
分に高い場合にはこの不利な作用は小さいまである。す
なわち、非常に迅速な変形の範囲では、ゴムの塑性変形
のために必要な分子内転位が、最近知られるようになっ
てきたように発生しない。従って、ゴムはガラスのよう
に硬くなる。
【０１２４】図６の実施の形態の形態では、上記の認識
が使用され、感知面の周りのケースが省略される。それ
によって、構造的コストが最小となるだけでなく、芯充
填プロフィル（＝アペックス）内の各々のセンサのため
の必要スペースが最小となる。基本的には、測定機器ま
たはセンサが測定すべき部品に反作用を及ぼすことを回
避することができない。しかし、それ自体不所望なこの
反作用は、スペースの減少に基づいて弱まっている。タ
イヤの回転に対する反作用も最小である。
【０１２５】勿論、校正曲線に対する、変化するゴム品
質の反作用、温度の変化のような装入の変化とタイヤの
種類の変化の反作用は最大である。それとは別に、本発
明者は、多数の個数を達成することによって図５の実施
の形態が好ましくなり、充分な実施を行うことによって
図６の実施の形態が好ましくなり、第１のプロトタイプ
を作った早い開発段階にとって、図４のバージョンが最
も望ましい予想した。なぜなら、本発明者は高周波のと
きのゴムの機械的挙動について知識が少なく、今まで刊
行物が発行されていない専門分野であるからである。
【０１２６】本発明者は既に、この新しい知識分野の重
要な基本的特徴を既に推測し、材料挙動を一層正確に説
明するために、必要な膨大な他の測定プログラムを発注
したので、この材料の挙動の構造的評価のために、それ
以上の想像は不要に思われるがしかし、このプログラム
はその実施のためにかなりの時間が必要である。この実
施が終了するために、図４のプロトタイプ構造で行わな
ければならない。
【０１２７】図７は、図４のセンサに組み込まれるよう
な、舌片状に形成された感知面Ｓｓを拡大斜視図で示し
ている。圧電結晶コーティングした面Ｓｓｐは上側に示
してある。センサに付設された、一部だけしか示してい
ないアンテナＡｌは、情報を受信するのではなく、充分
なエネルギーを含む無線パルスだけを受信する。本願に
おいてこの無線パルスは一次信号とも呼ぶ。この一次信
号は導体７，８を経てセンサ基部ｒＷｓに埋め込まれた
感知面Ｓｓに案内される。導体７，８は一次信号をイン
ターデジタル変換器Ｉに案内する。このインターデジタ
ル変換器は受信した無線エネルギーの少なくとも一部を
バルク音波に変換し、このバルク音波はインターデジタ
ル変換器に対して垂直に圧電結晶層内で発信される。
【０１２８】全反射のために光導体から出ない光導体内
の光線に類似して、圧電特性のために電波が結合される
バルク音波は、実質的に感知面内だけで（しかし圧電結
晶層内だけはない）伝播する。この伝播経路でバルク音
波は部分反射ラインＲに当たる。これによって反射した
信号はインターデジタル変換器Ｉに戻り、そこから導電
線７，８を得て付設のアンテナＡ１に達する。図１０は
このアンテナ全体の側面を示している。
【０１２９】そこから、バルク音波は電磁波として、す
なわち情報を含む無線信号（＝“ゆっくりしたエコ
ー”）、回転しないように配置された（図１２に概略的
に示した）受信器に送信される。
【０１３０】感知面Ｓｓ内、ひいては圧電結晶層内での
音波伝播速度は、圧電結晶層の膨張または圧縮ひずみに
よってほとんど変化しない。なぜなら、圧縮ひずみまた
は膨張の領域がすぐ隣にあるからである。この領域は引
張り棒または圧縮棒ではなく、曲げ棒である。曲げ棒の
引張り領域内の小さくなった質量割り当て（長さあたり
の質量）は、曲げ棒の圧縮領域内の増大した質量割り当
てによって少なくとも充分に相殺される。
【０１３１】すなわち、圧電結晶層内の音波電波速度は
実質的に感知面Ｓｓの曲がりの程度に依存しないが、反
射ラインＲの幾何学的な間隔、ひいてはこのラインによ
って最終的に引き起こされるゆっくりしたエコーの間の
時間計な間隔が変化する。圧電結晶層が曲がりの引張り
領域内にあると、バルク音の走行経路が延長し、複数の
ゆっくりしたエコーの間の時間的間隔が増大することに
なる。圧縮領域では逆である。この時間間隔の変化は所
望な情報を含んでいる。
【０１３２】原理的には、情報を得るためには部分反射
する１個のラインＲで充分である。検出すべき時間間隔
は、この部分反射ラインのゆっくりしたエコーの到着
と、センサ基部と反対側のほとんど全反射の感知面の端
部との間にある。
【０１３３】図７に示すように、複数の部分反射ライン
Ｒを配置すると、更に、特に情報源を認識するために、
すなわち個々のセンサを識別するために、他の情報を得
ることができる。すなわち、同じ無線周波数のいろいろ
なセンサは好ましくは、その部分反射ラインの数および
または分配が互いに異なっている。
【０１３４】更に、圧電結晶層Ｓｓｐを感知面Ｓｓの両
側に形成することもできる。容易な製作および源識別、
すなわちセンサ識別を含む容易なデータ評価のために、
特に両側が部分反射ラインの全く同じパターン（模様）
を備えるべきである。感知面の基準パターンが一緒に記
憶されるので、すなわち評価ロジックユニットの前置モ
ジュールには格納する必要がないので、この実施の形態
では特に、自己トレーニング神経回路網が容易に可能で
ある。センサの大きさが同じである場合、この実施の形
態の感度は、１個の圧電結晶層を有する実施の形態の２
倍である。なぜなら、基準パターンがもはや固定されな
いで、他の基準パターンが膨張する程度に圧縮されるか
らである。
【０１３５】図３のａに類似して、図８のａは、ビード
芯３とその上に配置された横方向力センサＳｑを備えた
図２の部分を拡大して示している。このセンサＳｑの基
部ｒＷｓは、感知面Ｓｓｑの傾斜をカーカスの傾斜に接
するように適合させるために、くさび状に形成されてい
る。基部ｒＷｓはビード芯に対するセンサＳｑの容易
で、強固で寸法通りの取付けを可能にする。
【０１３６】この好ましい実施の形態の場合、下方に位
置するビード芯に対する充分に大きな接触面を設けるこ
とにより、ブランクの必要な接合強度が、ビード芯３の
周囲のゴム射出成形体３．１の接触粘着性によって達成
される。そのために、少なくとも基部ｒＷｓの半径方向
内面が、真ちゅう等によってコーティングされる。それ
によって、加硫後高い付着強度が保証される。
【０１３７】図８のｂは、図３のｂに類似して、センサ
基部ｒＷｓの他の実施の形態を同じ縮尺で示している。
ここで、接触粘着性のために、形状補完的な連結が付加
されている。そのために、他の線材または繊維糸がセン
サ基部ｒＷｓの半径方向外側の範囲の上に置かれ、セン
サ基部の半径方向内側の面がビード芯３の半径方向外側
の面に押し付けられている。その際、上記の他の線材が
ビード芯を形成する線材の付加的な巻線であってもよ
い。
【０１３８】図８のｃは図３のｃに類似して、センサ基
部ｒＷｓの第３の実施の形態を同じ縮尺で示している。
しかし、ここでは、１本のケーブル芯と協働している。
ここでも付加的な形状補完的連結を達成するために、セ
ンサ基部ｒＷｓが塑性的にすえこみ加工可能な（圧縮可
能な）リングとして形成され、このリングの中をケーブ
ル芯全体が貫通している。
【０１３９】既に述べた図９は、感知面Ｓｓを備えた横
方向力センサＳｑの縦断面を示している。この感知面は
ケースＳＧによって、周囲のゴムに対して完全に隔絶さ
れている。感知面Ｓｓは曲がらないようにセンサ基部ｒ
Ｗｓに固着されている。感知面Ｓｓの半径方向外側の端
部の左側と右側に、摩擦の小さな両切刃ＳＣの一方が見
える。この切刃は負荷時に発生するケース曲がりを感知
面に導く。
【０１４０】図１０は、縦方向力を測定するためのセン
サＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５と、横方向
力を測定するためのセンサＳｑ１，Ｓｑ２，Ｓｑ３，Ｓ
ｑ４，Ｓｑ５を有する本発明によるタイヤ１を備えた車
輪の軸方向内側を示している。タイヤゴムとその中の強
度担体はビード芯３を除いて、透明なものと仮定されて
いる。すなわち、見えないし、視界を妨害しない。それ
によって、１０個のセンサＳと、それに所属するアンテ
ナＡがすべて見える。各々のセンサＳは、図示のよう
に、好ましくはそのアンテナＡに直接接続されている。
これは、各々のアンテナＡが折り畳まれたダイポールア
ンテナとして、すなわち非常に細い長円形として形成さ
れていることによって達成される。この長円形の一方の
縦方向線は中央の接続個所にスリットが形成されてい
る。アンテナ端部は図７に既に示したように、センサ基
部から突出する線７，８に接続されている。
【０１４１】アンテナは芯ライダー６の軸方向内側に配
置されているので、ビード芯３と芯ライダー６からなる
複合体が、場合によっては芯ライダー６が単独で、タイ
ヤ内に配置されるスリップコントロール装置のすべての
構成要素を含んでいる。この複合体のセンサ装備および
アンテナ装備のための付加的な方法ステップは別とし
て、タイヤを形成するための方法は変わらない。更に、
アンテナはアペックス６に取付ける際に、周りに巻付け
られたカーカスによって、センサと全く同様に、損傷し
ないように良好に保護される。
【０１４２】センサＳ１１はアンテナＡ１１に接続され
ている。センサＳ１２はアンテナＳ１２に接続されてい
る。同様に、センサＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５はアンテナ
Ａ１３，Ａ１４，Ａ１５に接続されている。同様に、横
方向力センサＳｑ１〜Ｓｑ５の各々はそれぞれアンテナ
Ａｑ１またはＡｑ２等あるいはＡｑ５に接続されてい
る。
【０１４３】縦方向力測定の信頼性と精度が、横方向力
の信頼性と精度よりも重要であるので、縦方向力センサ
Ｓ１１〜Ｓ１５に属するアンテナＡ１１〜Ａ１５は、ア
ペックス６の軸方向内側に配置され、その際アンテナの
平均半径は、カーカス折り返し個所の横断面（図１，２
参照）にある半径に一致している。この円環セグメント
状のアンテナが経験する、材料疲労するローラかけ作業
の危険は最小である。これにより、横方向力センサＳｑ
１〜Ｓｑ５に所属するアンテナＡｑ１〜Ａｑ５は、アペ
ックス６の軸方向内側に配置され、その際アンテナの平
均半径は、カーカス折り返し個所の半径よりも大きい。
すなわち、円環セグメント状のアンテナは２つの同心的
なリングを描いている。内側のリングは縦方向力センサ
に属し、外側のリングは横方向力センサに属する。
【０１４４】理論的には勿論、すべてのアンテナを１個
のリング内に配置することができる。そして、このリン
グ内で、縦方向力センサのアンテナが横方向力センサの
アンテナと交互に設けられている。しかし、充分な信号
分離および信号強さのために、（タイヤの周方向に延び
る）アンテナ長さは少なくとも無線波長の４分の１（簡
単に言うと“ラムダ４分の１（λ／４）”）であるの
で、これは、リングの平均の周方向長さのｎ分の１が少
なくともラムダ４分の１であるほど高い無線周波数の場
合あるいは少ないセンサ数ｎの場合にのみうまく行く。
【０１４５】しかし、少なくとも第１のプロトタイプに
関して、センサタイプあたり数５が、約４３３Ｍｈｚの
無線周波数の場合特に有利であることが判った。これ
は、１５インチのビード直径の場合アンテナの１個のリ
ング内での収納を不可能にする。なぜなら、折り畳まれ
たダイポールアンテナの周方向の長さがラムダ／４、す
なわち約１７ｃｍになるからである。
【０１４６】図示した実施の形態では、５個のすべての
縦方向力センサＳ１の無線周波数を４３４Ｍｈｚに、そ
して５個のすべての横方向力センサＳｑの無線周波数を
幾分低く、すなわち４３３Ｍｈｚにすべきである。横方
向力センサのためのアンテナＡｑは、カーカス折り返し
個所の半径の内側のリムのアンテナＡ１よりも少しだけ
長く折り畳まれたダイポールアンテナの外側リム内に配
置すべきである。
【０１４７】縦方向力センサＳ１の集合体内のデータ識
別は、横方向力センサＳｑの集合体内のデータ識別と全
く同様に、異なる反射パターンによって行われる。
【０１４８】図１１は図１０と同じ実施の形態に関し、
左側の欄には実際に検出されたデータ、すなわち縦方向
力センサＳ１１〜Ｓ１５のデータｓ１〜ｓ５と横方向力
センサＳｑ１〜Ｓｑ５のデータｑ１〜ｑ５を示してい
る。
【０１４９】更に、空気圧に左右されない係数ＣZ （次
頁参照）と、カーカス折り返し個所内のここで選択され
たセンサ位置の場合空気圧に左右されない２つの比例係
数Ｃ M 〔（Ｐ）〕，ＥZ 〔（ｐ）〕と、２つの関数ＣFa
（ｐ），ＣK （ｐ）が格納されている。最後に述べた関
数は、タイヤ空気正圧（しばしば簡単に“空気圧”また
は“圧力”と呼ぶ）に左右されるがしかし、外部のタイ
ヤ力には左右されない。関数はタイヤ校正の結果として
データメモリ内に呼出し可能に格納される。
【０１５０】今まで有利であった、このデータのタイヤ
個々の記憶またはタイヤシリーズ特有の記憶の代わり
に、神経回路網の具現が可能である。この回路網はこの
４つの量の変化に関する最終結果の妥当性チェックによ
ってこの４つの量を知らせる。
【０１５１】入力データについて説明したので、この図
に主として示したオンラインデータ処理について説明す
る。左から２番目の欄のロジックブロックから始まっ
て、その後右隣のロジックブロック、そして左から２番
目の欄の上側から２番目のロジックブロック等々の処理
について説明する。
【０１５２】データｓ１〜ｓ５から出発して、先ず最初
に、このデータの算術平均が算出され、記号Ｘ１のメモ
リ内に格納される。そして、データｓ１〜ｓ５から、こ
のデータの２乗の算術平均が算出され、記号Ｘ２のメモ
リ内に格納される。その後で、データｑ１〜ｑ５から、
このデータの算術平均が算出され、記号Ａm のメモリ内
に格納される。そして、データｑ１〜ｑ５から、このデ
ータの２乗の算術平均が算出され、記号Ｘ２のメモリ内
に格納される。
【０１５３】データ処理のこの第１段階の後で、メモリ
Ｘ１に記憶された中間値が、空気圧のために選択され
た、関数ＣM 〔（Ｐ）〕からのＣM と共に、掛け算器に
供給される。この掛け算器から出力される結果は、車輪
に作用する回転モーメントＭを示す。この回転モーメン
トとタイヤに作用する縦方向力との比例関係に基づい
て、転動半径によって割った後で、縦方向力を決定する
ことができる。
【０１５４】更に、転動半径を同様に関数Ｃ
M 〔（Ｐ）〕に含めることができる。それによって、回
転モーメントＭの代わりに、タイヤ縦方向力が決定され
る。タイヤ縦方向力またはタイヤ回転モーメントＭを知
ることは、摩擦力コントロール装置内で重要な意味があ
る。というのは、制動距離がこのタイヤ縦方向力または
タイヤ回転モーメントに大きく依存するからである。
【０１５５】タイヤの（サイドウォールの）偏向を決定
するために、先ず最初に、測定信号の２乗の算出平均か
ら、測定信号の算術平均の２乗が差し引かれる。そのた
めに、左側から３番目の欄の上側から２番目のロジック
モジュールは先ず最初に、メモリＸ１，Ｘ２から中間値
を呼出し、差Ｘ２−Ｘｌ2 を求める。
【０１５６】そして、これから同じブロックが平方根を
求め、この平方根に比例係数ＣZ ××根２を掛け（剛性
分布を示す係数ＣZ の記憶と、それに続く２の平方根の
掛け算の代わりに勿論、根の２倍をを記憶することがで
きる。これは演算速度を更に高める）、この中間結果は
記号Ｚのメモリに記憶される。このメモリの内容はタイ
ヤの偏向を示している。
【０１５７】その後で、メモリＺに記憶された中間値
は、空気圧のために選択された関数Ｅ Z 〔（ｐ）〕から
のＥZ と共に、右隣に示した掛け算器に供給される。こ
の掛け算器から出力される結果は、車輪に作用する垂直
方向の力（＝車輪荷重）を示している。
【０１５８】図１２は、本発明にとって必要な機器およ
び所属のタイヤケース範囲と共に、前述の車輪の、車輪
軸受１０の中央を通る、走行方向に対して横方向の断面
を示している。切断面は上側で縦方向力センサＳ１を、
そして下側で横方向力センサＳｑを、それぞれ所属のア
ンテナＡ１またはＡｑを含めて通過している。車輪回転
軸線の近くにおいて、車輪寄りのタイヤケース１１の側
には、機器１２が設けられている。この機器は１個ケー
シング内に、送受信機能およびデータ処理のためのすべ
ての電子モジュールを備えている。
【０１５９】送受信のための電子モジュールは通信技
術、特に無線技術の専門家に知られている。この場合実
質的に、集積回路として半導体からなる増幅器と、密に
ろ波する周波数パスである。周波数変調または振幅変調
は、普通の無線技術と異なり、この送信器では、復調と
同様にあまり必要ではない。その結果、送信機能と受信
機能のために、ほぼ同じ電子モジュールが使用可能であ
る。これは、構造的コストおよびエラー発生を低減す
る。回転しない送信器Ｇまたは同様に回転しない送信器
Ｅに収納可能な機能を一つにまとめる。普通の無線技術
に付加して、機器１２は時間を定める回路を含んでい
る。この回路の中心はクロノメータ構造から知られてい
るように、クォーツである。
【０１６０】機器１２に含まれるロジックブロックは図
１１に詳しく説明してある。
【０１６１】機器１２は車輪軸線に対してほぼ同心的に
向いた、円欠のアンテナＡ１２１，Ａ１２ｑを含んでい
る。
【０１６２】機器１２には２極の導電線１３を経て、ア
キュムレータ緩衝式搭載電源網から直流が供給される。
異なる２つの電源網が供される車両では、出力の弱い電
源網に接続することで充分である。それによって、リア
ウインドウヒーター、電気サーボ操舵装置およびブレー
キパッド操作装置のような出力の大きな他の電力消費装
置の電力消費ピークの不利な作用が始めから排除され
る。
【０１６３】機器は、特に４極遮蔽ケーブルとして形成
された他の導線１４を経て、縦方向力、横方向力、車輪
荷重および空気圧を、ブレーキ介入を制御するための図
示していないそれ自体公知の演算ユニットに供給する。
この演算ユニットはＡＢＳ、ＡＳＲおよびＥＳＰの機能
を１つにまとめている。この演算ユニットから他の導線
が例えば警報のために計器板に案内されている。
【０１６４】図示のように、他の導線が機器１２に案内
されていると有利である。この導線は５極に形成され、
ロジックユニットにデータＣz ，Ｃm ，Ｅz ，Ｃfa，Ｃ
K を供給する。
【０１６５】特許請求の範囲の保護範囲は図１〜１２に
示した好ましい実施の形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】周方向力センサが見えるような回転位置にある
本発明によるタイヤの横断面の右上半分を縮尺１：１で
示す図である。
【図２】横方向力センサが見えるような回転位置にある
本発明による同じタイヤの横断面の右上半分を縮尺１：
１で示す図である。
【図３】ビード芯と、その上に配置された、基部を有す
る縦方向力センサとを備えた、図１の一部のいろいろな
詳細実施の形態の拡大図であり、ａは長方形の単一線材
ビード芯に対して付着力連結されるくさび状のセンサ基
部を示し、ｂは長方形の単一線材ビード芯に対して付着
力連結および形状補完的連結されるくさび状のセンサ基
部を示し、ｃは横断面がほぼ円形のケーブルビード芯に
対して付着力連結および形状補完的連結されるリング状
のセンサ基部を示す。
【図４】周囲のゴムから感知面を完全に分離した、ＯＦ
Ｗ縦方向力センサの詳細実施の形態の縦断面を、図１，
２よりも少し拡大して示す図である。
【図５】周囲のゴムから感知面の圧電コーティング面だ
けを分離した、ＯＦＷ縦方向力センサの詳細実施の形態
の縦断面を、図１，２よりも少し拡大して示す図であ
る。
【図６】周囲のゴム内に感知面を完全に埋め込んだ、す
なわち分離していない、ＯＦＷ縦方向力センサの詳細実
施の形態の縦断面を、図１，２よりも少し拡大して示す
図である。
【図７】上側の圧電コーティングした面を備え、その中
に反射線を有する、ＯＦＷセンサの感知面の拡大斜視図
である。
【図８】ビード芯と、その上に配置された、基部を有す
る横方向力センサとを備えた、図２の一部のいろいろな
詳細実施の形態を、図３のａ，ｂ，ｃと同様に拡大して
示す図であり、ａは長方形の単一線材ビード芯に対して
付着力連結されるくさび状のセンサ基部を示し、ｂは長
方形の単一線材ビード芯に対して付着力連結および形状
補完的連結されるくさび状のセンサ基部を示し、ｃは横
断面がほぼ円形のケーブルビード芯に対して付着力連結
および形状補完的連結されるリング状のセンサ基部を示
す。
【図９】縦方向力センサについて図４〜６の縦断面で既
に提案されているように、横方向力センサが横断面内に
見える、横方向力センサの縦断面を示す図である。
【図１０】センサを含む本発明によるタイヤを備えた車
輪を軸方向内側の方に見た縮小図である。
【図１１】摩擦力を制御するための本発明による装置の
ためのデータ検出およびデータ処理回路を示す図であ
る。
【図１２】装置のために必要なすべての構成要素を有す
る空気車輪を備えたタイヤハウスの全体を示す、走行方
向に対して横方向の断面図である。
【符号の説明】
１ 車両空気タイヤ ２ 車両空気タイヤのビード ３ ビード芯 ３．１ ビード芯３周りの射出ゴム ４ ビード芯３に固着されたカーカス ６ ベルト層 ７ センサ基部ｒＷｓ内の信号案内導電線 ８ センサ基部ｒＷｓ内の信号案内導電線 １０ 車輪軸受 １１ タイヤケース １２ 信号を送受信および処理するための機器 １３ 導電線（２極） １４ データＦ１，Ｍ，Ｆｑ，Ｆｚ，ｐのための導
線（４極） １５ 校正定数のための導線（５極） Ａ アンテナ Ａ１ 縦方向力センサによって無線受信し、同じ縦
方向力センサからデータを有するゆっくりしたエコーを
送信するためのアンテナ Ａ１１ 第１のセンサＳ１（＝Ｓ１１）のためのアン
テナＡ１ Ａ１２ 第２のセンサＳ１（＝Ｓ１２）のためのアン
テナＡ１ Ａ１３ 第３のセンサＳ１（＝Ｓ１３）のためのアン
テナＡ１ Ａ１４ 第４のセンサＳ１（＝Ｓ１４）のためのアン
テナＡ１ Ａ１５ 第５のセンサＳ１（＝Ｓ１５）のためのアン
テナＡ１ Ａｑ 横方向力センサによって無線受信し、同じ横
方向力センサからデータを有するゆっくりしたエコーを
送信するためのアンテナ Ａｑ１ 第１のセンサＳｑ（＝Ｓｑ１）のためのアン
テナＡ１ Ａｑ２ 第２のセンサＳｑ（＝Ｓｑ２）のためのアン
テナＡ１ Ａｑ３ 第３のセンサＳｑ（＝Ｓｑ３）のためのアン
テナＡ１ Ａｑ４ 第４のセンサＳｑ（＝Ｓｑ４）のためのアン
テナＡ１ Ａｑ５ 第５のセンサＳｑ（＝Ｓｑ５）のためのアン
テナＡ１ Ａ１２１ 縦方向力センサＳ１のアンテナＡ１と通信す
るための機器１２の送受信アンテナ Ａ１２ｑ 横方向力センサＳｑのアンテナＡｑと通信す
るための機器１２の送受信アンテナ Ｅ 車両内に回転しないように組み込まれた（図
には別個の部品として示しておらず、図１２には機器１
２の一部として示してある）無線信号の受信器 Ｅｓ 受信アンテナ Ｆ Ｓｓに作用する感知すべき力 Ｆ１ 縦方向力 Ｆｑ 横方向力 Ｇ 回転しないように自動車に組み込まれた（図
には別個の部品として示しておらず、図１２には機器１
２の一部として示してある）無線信号の送信器 Ｉ インターデジタル変換器 Ｓ センサ Ｓ１ 縦方向力を感知するためのセンサ Ｓ１１ 縦方向力センサ１（図１０参照） Ｓ１２ 縦方向力センサ２ Ｓ１３ 縦方向力センサ３ Ｓ１４ 縦方向力センサ４ Ｓ１５ 縦方向力センサ５ Ｓｑ 横方向力を感知するためのセンサ Ｓｑ１ 横方向力センサ１（図１０参照） Ｓｑ２ 横方向力センサ２ Ｓｑ３ 横方向力センサ３ Ｓｑ４ 横方向力センサ４ Ｓｑ５ 横方向力センサ５ ＳＣ ＳｓとＳＧの間の切刃（図４参照） ＳＧ センサケース Ｓｓ Ｓの感知面 Ｓｓｍ Ｓｓの半径方向中心 Ｓｓｐ Ｓｓ上の圧電結晶の層 ｒＷｓ Ｓの基部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレアス・ケーベ ドイツ連邦共和国、30167ハノーバー、ハ ーネンストラーセ、４ (72)発明者 フオルクマール・フリース ドイツ連邦共和国、30827ガルプゼン、ラ イプニッツストラーセ、21 (72)発明者 クラウス・クラインホフ ドイツ連邦共和国、31552ローデンベルク、 ズンタールストラーセ、42

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ビード（２）とその中に配置されたビー
    ド芯（３）とを備え、 車両空気タイヤ（１）内に少なくとも１個のセンサ
    （Ｓ）が配置され、このセンサがタイヤの運転中タイヤ
    から伝達される力に対して相関関係にある信号を供給す
    る、 車両空気タイヤ（１）において、 タイヤの運転中タイヤから伝達される力に対して相関関
    係にある信号を供給するセンサ（Ｓ）の少なくとも１個
    が、ビード（２）の範囲内に配置されていることを特徴
    とする車両空気タイヤ（１）。
  2. 【請求項２】 センサ（Ｓ）が舌片状に形成され、その
    基部（Ｗｓ）がビード芯（３）に固定され、このビード
    芯から半径方向外側に延びていることを特徴とする請求
    項１記載の車両空気タイヤ（１）。
  3. 【請求項３】 センサ（Ｓ１）が平らに形成され、縦方
    向力を感知するために半径方向のほかにほぼ軸方向に延
    びていることを特徴とする請求項１または２記載の車両
    空気タイヤ（１）。
  4. 【請求項４】 センサ（Ｓｑ）が平らに形成され、横方
    向力を感知するために半径方向のほかにほぼ周方向に延
    びていることを特徴とする請求項１または２記載の車両
    空気タイヤ（１）。
  5. 【請求項５】 車両空気タイヤから伝達される縦方向の
    力およびまたはタイヤ偏向を測定するために、ビード芯
    近くの軌道に沿って少なくとも２個のセンサ（Ｓ１）が
    位相を均一に分布して配置されていることを特徴とする
    請求項１〜４のいずれか一つに記載の車両空気タイヤ
    （１）。
  6. 【請求項６】 車両空気タイヤから伝達される横方向の
    力を測定するために、ビード芯近くの軌道に沿って少な
    くとも３個のセンサ（Ｓｑ）が位相を均一に分布して配
    置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
    一つに記載の車両空気タイヤ（１）。
  7. 【請求項７】 車両空気タイヤが縦方向力を感知するた
    めの請求項３記載の複数のセンサと、横方向力を感知す
    るための請求項４記載の複数のセンサを備えていること
    を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の車両
    空気タイヤ（１）。
  8. 【請求項８】 各々の感知面（Ｓｓ）の半径方向中心
    （Ｓｓｍ）が、ビード芯（３）から半径方向に間隔をお
    いて配置され、この間隔内にカーカス（４）が横断面に
    おいて折り返し個所を有することを特徴とする請求項１
    〜７のいずれか一つに記載の車両空気タイヤ（１）。
  9. 【請求項９】 車両空気タイヤのビード（２）の範囲に
    含まれるすべてのセンサ（Ｓ）が、受動式無線伝送で作
    動し、すなわち、回転しない機器（Ｇ）からその他のエ
    ネルギーの供給を受けずに、受信した無線信号を、感知
    すべき量（Ｆ１およびまたはＦｑ）に対して一義的な相
    関関係で変更するかまたは無線信号の位相位置を変更
    し、受信器（Ｅ）に送信することを特徴とする請求項１
    〜８のいずれか一つに記載の車両空気タイヤ（１）。
  10. 【請求項１０】 車両空気タイヤに含まれるすべてのセ
    ンサ（Ｓ）が、受動式で線形の音響的表面波要素として
    形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれ
    か一つに記載の車両空気タイヤ（１）。
  11. 【請求項１１】 車両空気タイヤに含まれるすべてのセ
    ンサ（Ｓ）が、１つまたは複数の圧電結晶を有する少な
    くとも１つの層（Ｓｓｐ）を含み、この層が音響表面波
    に、同じ伝播速度の電波を関連づけることを特徴とする
    請求項１〜１０のいずれか一つに記載の車両空気タイヤ
    （１）。
  12. 【請求項１２】 圧電結晶としてＳｉＯ2 が使用されて
    いることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに
    記載の車両空気タイヤ（１）。
  13. 【請求項１３】 車両空気タイヤに含まれるセンサ
    （Ｓ）の少なくとも１つがインターデジタル変換器
    （Ｉ）を含んでいることを特徴とする請求項１〜１２の
    いずれか一つに記載の車両空気タイヤ（１）。
  14. 【請求項１４】 送受信周波数が２０ＭＨｚと２．５Ｇ
    Ｈｚの間にあることを特徴とする請求項１〜１３のいず
    れか一つに記載の車両空気タイヤ（１）。
  15. 【請求項１５】 少なくとも、その都度受信器に戻され
    る信号がいつでも互いに分離可能であるように異なる伝
    送周波数で、タイヤのすべてのセンサ（Ｓ）が作動する
    ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載
    の車両空気タイヤ（１）。
  16. 【請求項１６】 縦方向力を感知する、１個のタイヤの
    すべてのセンサ（Ｓ１）が、互いに同じ第１の伝送周波
    数ｆ１で作動し、センサの反射構造体の配置が著しく異
    なることによって、受信器に戻される信号が何時でも互
    いに分離可能であり、横方向力を感知する、１個のタイ
    ヤのすべてのセンサ（Ｓｑ）が、互いに同じ第２の伝送
    周波数ｆ２で作動し、センサの反射構造体の配置が著し
    く異なることによって、受信器に戻される信号が何時で
    も互いに分離可能であることを特徴とする請求項１４記
    載の車両空気タイヤ。
  17. 【請求項１７】 縦方向力を感知する、１個のタイヤの
    すべてのセンサ（Ｓ１）が、異なる伝送周波数ｆａ，ｆ
    ｂ，ｆｃで作動し、 横方向力を感知する、１個のタイヤのすべてのセンサ
    （Ｓｑ）が、同じように異なる伝送周波数ｆａ，ｆｂ，
    ｆｃで作動し、 縦方向力を感知する、１個のダイヤのすべてのセンサ
    （Ｓ１）が、互いに同じである第１の反射構造体を備
    え、 横方向力を感知する、１個のダイヤのすべてのセンサ
    （Ｓｑ）が、互いに同じである第２の反射構造体を備
    え、 少なくとも、１個のすべてのセンサの信号が何時でも互
    いに分離可能であるように、第２の反射構造体が第１の
    反射構造体と異なっていることを特徴とする請求項１４
    記載の車両空気タイヤ。
  18. 【請求項１８】 １個のタイヤのすべてのセンサが同じ
    伝送周波数で作動し、少なくとも、受信器に戻される信
    号が著しく異なるように、センサの反射構造体の配置が
    互いに異なることによって、受信器に戻される信号が何
    時でも互いに分離可能であることを特徴とする請求項１
    ４記載の車両空気タイヤ。
  19. 【請求項１９】 監視すべきタイヤ（１）に設けた、中
    断されていないリングの形または複数の円の部分に分割
    された形のアンテナ（Ａ）の平均半径が、カーカスの横
    断面の折り返し個所の半径に近似しているかまたはこの
    半径であることを特徴とする請求項１，９，１０のいず
    れか一つに記載の車両空気タイヤ。
  20. 【請求項２０】 請求項１〜１９のいずれか一つに記載
    のセンサを含む少なくとも１個のタイヤ（１）が、車両
    用摩擦力コントロール装置で使用されることを特徴とす
    る車両用摩擦力コントロール装置。
  21. 【請求項２１】 車両用摩擦力コントロール装置で使用
    されるすべてのセンサ（Ｓ）が同じ伝送周波数で作動
    し、信号分離のために、回転しない送信アンテナ（Ａ１
    ２）と回転しない受信アンテナ（Ａ１２）が各々の車輪
    位置に付設され、このアンテナの少なくとも一方、特に
    両方が、指向特性を有することを特徴とする請求項２０
    記載の摩擦力コントロール装置。
  22. 【請求項２２】 各々のセンサ（Ｓ）が空気タイヤの所
    定の回転位置で送信アンテナによって励起されることを
    特徴とする請求項２１記載の摩擦力コントロール装置。
  23. 【請求項２３】 縦方向力を測定するためのセンサ（Ｓ
    １）がそれぞれ、車輪回転軸線の上方およびまたは下方
    の垂直な位置でのみ作用することを特徴とする請求項２
    １または２２記載の摩擦力コントロール装置。
  24. 【請求項２４】 横方向力を測定するためのセンサ（Ｓ
    ｑ）がそれぞれ、車輪回転軸線の上方およびまたは下方
    の垂直な位置でのみ作用することを特徴とする請求項２
    １または２２記載の摩擦力コントロール装置。
  25. 【請求項２５】 縦方向力を測定する働きをする同じセ
    ンサ（Ｓ１）がタイヤの偏向を測定するために使用さ
    れ、そのために車輪回転軸線の前方およびまたは後方の
    水平な位置でのみ作用し、１個のセンサ（Ｓ１）で充分
    であることを特徴とする請求項２０記載の摩擦力コント
    ロール装置。
  26. 【請求項２６】 １個の車輪内で使用されるすべてのセ
    ンサの伝送周波数およびまたはその反射パターンが異な
    り、このセンサによって供給されるデータ全体の個々の
    データが個々のセンサに割り当てられていることを特徴
    とする請求項２０記載の摩擦力コントロール装置。
  27. 【請求項２７】 車輪のセンサがあたかも連続的なデー
    タを供給し、車輪の所定の回転位置でのみデータを供給
    しないことを特徴とする請求項２６記載の摩擦力コント
    ロール装置。
  28. 【請求項２８】 車輪の回転角度（ｐｈｉ）の測定を省
    略し、１個の車輪の車輪によってあたかも連続的に供給
    されるデータが、ロジック回路内で、例えばＭ，Ｚ，Ａ
    m ，Ｋ，Ｆq に関するベッヘル−クラインホッフ方程式
    のアルゴリズムによって、互いに関連づけられ、ロジッ
    ク回路の出力部において、回転しない座標系に関するデ
    ータが出力されることを特徴とする請求項２７記載の摩
    擦力コントロール装置。
  29. 【請求項２９】 表面波要素がブチルゴムのないゴム範
    囲に直接埋め込まれていることを特徴とする請求項１，
    ９，１０のいずれか一つに記載の車両空気タイヤ
    （１）。
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