Vom einfachen Gummi zum Hightech-Rundling

Schwarz und rund - und oft wenig interessant. So einige Autofahrer ignorieren ihre Reifen. Viele verlassen sich etwa beim richtigen Druck auf das Reifendruckkontrollsystem (RDKS), das seit November 2014 für alle neu zugelassenen Autos vorgeschrieben ist. 

„Viele Autofahrer kontrollieren nicht regelmäßig Luftdruck und Zustand ihrer Reifen“, sagt Paul Englert als Leiter der Testabteilung bei der Zeitschrift „Auto, Motor und Sport.“ „Verschleiß oder Beschädigungen werden daher selten erkannt, was die Fahrsicherheit minimiert“. Dabei sind Reifen der einzige Kontakt zwischen Auto und Straße und daher ein sicherheitsrelevantes Bauteil.

Besser wär’s also, die Reifen würden intelligenter und unterstützten die Fahrer eigenständig mit noch mehr Infos. Daher entwickeln Reifenhersteller aktuell eine neue Generation für Volumenfahrzeuge, um das Fahren sicherer zu gestalten und Autofahrer zu entlasten. Künftige, sensorbasierte Reifen werden Teil des Fahrzeugsystems. Sie überwachen zusätzlich zum Reifendruck bei einem Reifendruckkontrollsystem Temperatur, Verschleiß und Straßenbedingungen in Echtzeit.

Zudem weiß das Auto dann, ob es auf Sommer- oder Winterreifen unterwegs ist. „Das ist wichtig, weil Winterreifen wegen ihrer weicheren Gummimischung im Sommer einen deutlich längeren Bremsweg verursachen als Sommerreifen“, sagt Paul Englert. Und Sommerreifen bieten bei tiefen Temperaturen und Schnee weniger Grip als Winterreifen. Und welche Reifen rollen, sollen die künftigen Reifen dann von sich aus ans Steuergerät weitergeben. Doch nicht nur das.

Sensoren erkennen genau, wie es den Reifen geht

Michelin etwa entwickelt Technologien, die über Sensorik und Fahrzeugdaten Verschleiß, Druck und Lastzustand erfassen können. Continental arbeitet an Reifen, die Druck, Temperatur und Straßenbelag erkennen und das Fahrverhalten entsprechend anpassen können. Goodyear entwickelt ein System, das Reifen- und Straßendaten kombiniert und Fahrer frühzeitig vor Aquaplaning, zu geringem Druck oder Gripverlust warnt.

Ein Hersteller hat einen „schlauen“ Reifen schon am Start

Pirelli etwa verkauft mit dem Cyber Tyre schon jetzt einen solchen Reifen mit integrierten Sensoren. Den gibt es aktuell allerdings nur für eine exklusive Kleinserie vom Supersportwagen Pagani und voraussichtlich bald an einem Aston Martin.

Diese Pneus können Daten über Bluetooth Low Energy in Echtzeit ans Fahrzeug übermitteln. Gemessen werden unter anderem Reifendruck und Temperatur sowie Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte. 

Aus den Sensordaten lassen sich zudem Rückschlüsse auf den Zustand des Reifens und seine Wechselwirkung mit der Fahrbahn ziehen, wie Belastung der Lauffläche, Zustand von Profil und Gummimischung sowie Hinweise auf eine mögliche Aquaplaning-Gefahr.

Der Vorteil liegt darin, dass die Informationen unmittelbar am Kontaktpunkt zwischen Fahrzeug und Straße entstehen. Bisherige Assistenzsysteme registrieren häufig erst die Folgen eines veränderten Fahrbahn- oder Reifenzustands - etwa Schlupf oder einen beginnenden Verlust der Fahrstabilität. Durch die per Sensor gemessenen Infos greift die Fahrzeugelektronik auf verschiedene Kennlinien für ABS, ESP und Motorsteuergerät zu, um ihre Eingriffe genauer an den jeweiligen Zustand des Reifens anpassen können.

Pirelli arbeitet nach eigenen Angaben seit mehr als einem Jahrzehnt an der Technologie. Corrado Rocca, der bei dem italienischen Reifenhersteller für die Cyber-Tyre-Entwicklung verantwortlich ist, sieht die eigentliche Herausforderung deshalb weniger in der einzelnen Messgröße als in deren Verarbeitung. „Viele der erfassten Werte sind für sich genommen bekannt“, sagt er. „Entscheidend ist, die verschiedenen Informationen richtig miteinander zu verknüpfen und daraus verwertbare Entscheidungen für das Fahrzeug abzuleiten.“

Die Reifen sorgen durch mehr Infos für besseres Zusammenspiel

Dabei arbeitet Pirelli unter anderem mit Bosch zusammen. Der Zulieferer entwickelt Komponenten und Software für die Verarbeitung der Sensordaten. Andreas Domesle, bei Bosch für Bremssysteme tätig, sieht darin einen grundsätzlichen Vorteil: „Wenn das Fahrzeug den tatsächlichen Zustand des Reifens kennt, kann es seine Brems- und Fahrdynamikregelung gezielter darauf einstellen. Dadurch verkürzt sich der Bremsweg deutlich“, sagt er.

Reifen unterscheiden sich unter anderem durch Größe, Profil, Konstruktion, Gummimischung und Einsatzbereich. Hersteller legen bisher ihre Regelsysteme so aus, dass sie mit einer Vielzahl möglicher Reifen funktionieren. Das führt zu Kompromissen. Aber wenn das Fahrzeug den genauen Reifentyp und dessen aktuellen Zustand kennt, kann die Software die Regelung anpassen. Je nach Fahrzeug und Integration können Angaben zu Reifendruck und -temperatur, Reifentyp, Alter oder Profiltiefe dann auf dem zentralen Display erscheinen. 

Je intelligenter die Reifen, desto höher die Verkehrssicherheit

Denkbar sind auch Hinweise auf den zu erwartenden Reifenwechsel oder eine Warnung vor kritischen Bedingungen wie Aquaplaning, Glätte oder Hitze. Mehr Sicherheit bedeute immer einen Zugewinn für alle Verkehrsteilnehmer.

„Wenn der Sensor dem Piloten mitteilt, dass der Reifen technisch nicht in Ordnung ist, ist das ein großer Sicherheitsgewinn“, sagt Paul Englert. Über Car-to-X-Kommunikation ließen sich Warnungen an andere Verkehrsteilnehmer übermitteln. Erkennt ein Fahrzeug eine rutschige Fahrbahn oder Aquaplaning, könnten nachfolgende Autos diese Information erhalten, bevor sie die entsprechende Stellen erreichen.

Viele Einsatzgebiete sind denkbar

Besonders Supersportwagen und Elektrofahrzeuge mit ihrem hohen Drehmoment und der hohen Leistungen profitieren von der Technologie. „Allerdings ersetzen vernetzte Reifen weder ABS noch ESP, noch können sie physikalische Grenzen außer Kraft setzen“, sagt Paul Englert.

Flottenbetreiber könnten künftig die Reifen ihrer Fahrzeuge aus der Ferne checken und damit den Verschleiß minimieren und die Effizienz erhöhen. So könnten sie an den richtigen Luftdruck, Winter-Sommer-Wechsel und die Profiltiefe erinnern. 

Bei künftig autonom fahrenden Fahrzeugen nach Level 4 oder Level 5, bei dem das Auto die Kontrolle vollständig übernimmt, muss es auch wissen, ob die Reifen in Ordnung sind.

Bis solche Systeme in größeren Stückzahlen in Serienfahrzeugen zum Einsatz kommen, dürfte es allerdings noch etwas dauern. Bosch rechnet damit, dass die Technologie in einer der kommenden Fahrzeuggenerationen eingesetzt werden könnte. Als möglichen Zeitraum nennt der Zulieferer etwa drei bis fünf Jahre. 

Bis dahin kontrollieren Autofahrer besser wie bisher selbst in regelmäßigem Abstand den Zustand, den Luftdruck und das Restprofil ihrer Rundlinge.