Intelligenter Autoreifen soll Fahren sicherer machen
Entwickelt werden diese Reifen 'Continental' zusammen mit der Technischen Universität Darmstadt und Siemens. Ziel der Kooperation ist es, während der Fahrt den Reifendruck, die Temperatur des Reifens und den Kraftschluss – also die aktuell wirksame Kraft zwischen Reifen und Untergrund und damit die Rutschgefahr – zu ermitteln.
Möglich macht dies ein direkt in den Reifenmantel einvulkanisierter Oberflächenwellen-(OFW-)Sensor, den Siemens entwickelt hat. Die zur Zeit im Test befindlichen Systeme sollen als Grundlage für die Entwicklung von Fahrerinformations-Systemen sowie von Regelsystemen für Antrieb, Fahr- und Bremsstabilität dienen.
Gegenwärtig sind per Funk fernabfragbare OFW-Sensoren im Einsatz. Die wenige Gramm leichten und robusten OFW-Bauelemente benötigen weder eine Batterie noch eine andere direkte elektrische Versorgung. Da sie auf Grund ihrer hohen Stabilität direkt in das Reifenmaterial einvulkanisiert werden können, liefern sie die Daten sozusagen an Ort und Stelle. Die Sensoren beruhen auf dem piezoelektrischen Effekt und bestehen üblicherweise aus Quarzplättchen mit wenigen Millimetern Kantenlänge, auf deren Oberfläche hauchdünne Aluminiumstrukturen zur Identifizierung der einzelnen Sensoren aufgebracht werden.
Ein OFW-Funksensorsystem setzt sich aus einem Abfragegerät und einem OFW-Sensor zusammen. Das Abfragegerät strahlt zunächst einen Energieimpuls über eine Antenne ab. Der Sensor empfängt diesen Abfrageimpuls über seine Antenne und wandelt ihn in eine akustische Oberflächenwelle um. Die Welle läuft nun für einige Mikrosekunden die Oberfläche des Sensors entlang und wird dabei durch Reflektorstrukturen moduliert.
Die Laufzeit des Signals hängt u.a. von der Temperatur und der Verspannung im Sensor ab und dient als das eigentliche Messsignal. Anschließend wird die akustische Welle wieder in ein elektrisches Signal zurückgewandelt und über die Antenne abgestrahlt. Das Abfragegerät empfängt dieses "Echo" und extrahiert daraus das Messsignal zur weiteren Verarbeitung. Der Abfragepuls ist somit Informationsträger und zugleich einzige Energieversorgung des Sensors.
Längerfristig könnte auch der autarke Funksensor zum Einsatz kommen, für dessen Entwicklung ein Siemens-Team für den Deutschen Zukunftspreis 2000 nominiert wurde. Ein autarker Sensor hat den Vorteil, dass er sich bei Bedarf von selbst meldet – also nicht mehr fernabgefragt werden muss.
Damit soll die Grundlage für die Entwicklung von Fahrerinformationssystemen und Regelsystemen für Antrieb, Fahr- bzw. Bremsstabilität geschaffen werden. Als Resultate werden erhöhte Fahrsicherheit, größerer Fahrkomfort, Treibstoffersparnis, Erhöhung der Reifenlebensdauer und somit auch eine Schonung der Umwelt erwartet.