DE4214607C1 - Distance measurement arrangement for attachment to motor vehicle wheel - contains pulse transducer and transmitter in pendulum, on-board receiver and evaluation device - Google Patents

Distance measurement arrangement for attachment to motor vehicle wheel - contains pulse transducer and transmitter in pendulum, on-board receiver and evaluation device

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Abstract

The measurement arrangement, which generates distance pulses, is mounted on the wheel so that it rotates with it. It contains a rotatably mounted pendulum (12) which produces a reference position. The centre of gravity lies beneath the wheel's rotation axis (14). The pendulum (12) contains a pulse transducer (22,24) and a transmitter (28) for wireless data transfer via electromagnetic waves to a corresp. receiver in the vehicle. The receiver is connected to an evaluation device. USE/ADVANTAGE - For measuring distance covered. Arrangement does not produce additional wind resistance, is less susceptible to damage than conventional ones and provides data for on-board evaluation.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wegemeßvorrichtung zur Befestigung an einem Rad eines Kraftfahrzeuges.The present invention relates to a position measuring device for attachment to a wheel of a motor vehicle.

Um genaue Daten über den zurückgelegten Weg bzw. die genaue Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs zu erhalten, wurde ursprünglich ein zusätzliches Meßrad an dem Kraftfahrzeug befestigt. Neuerdings ist man dazu übergegangen, statt dieses "fünften Rades" eine Wegemeßvorrichtung mittels Klemmhülsen auf den Radschrauben oder Radmuttern eines nicht treibenden Rades anzubringen. Von dieser Wegemeßvorrichtung am Rad führte dann eine feststehende Leitung außen am Kraftfahrzeug hoch und dann in den Innenraum, Motorraum oder Kofferraum des Fahrzeugs. Durch diese feststehende Leitungsverbindung wurde gleichzeitig der für die Messung der Umdrehung des Rades erforderliche ruhende Bezugspunkt geschaffen.To get exact data about the distance covered or the exact Getting the speed of a motor vehicle was originally developed an additional measuring wheel attached to the motor vehicle. Recently, people have started to do this instead of this "fifth wheel" a path measuring device by means of clamping sleeves on the wheel bolts or wheel nuts of a non-driving one To attach the wheel. From this measuring device on the wheel then led a fixed line outside the motor vehicle high and then into the interior, engine compartment or trunk of the vehicle. Through this fixed line connection became the one for measuring the revolution the necessary reference point of the wheel created.

Eine solche Wegemeßvorrichtung an einem Kfz-Rad weist jedoch den Nachteil auf, daß die außen am Fahrzeug vorbeiführende Leitung einen relativ großen Luftwiderstand erzeugt. Dies ist insbesondere bei Meßfahrten oberhalb von 200 km/h problematisch. Außerdem ist diese außen am Fahrzeug wegstehende Verbindungsleitung stark durch Beschädigungen gefährdet.However, such a measuring device on a motor vehicle wheel has the disadvantage that the outside of the vehicle Line creates a relatively large air resistance. This is particularly the case for measurement runs above 200 km / h  problematic. In addition, this is on the outside of the vehicle Connection line at high risk of damage.

Hierbei ist es aus der US-PS 46 97 278 bereits bekannt, eine Wegemeßvorrichtung zur Befestigung an einem Rad eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, die wegabhängige Daten erzeugt und überträgt, wobei die gesamte Wegemeßvorrichtung am Kfz-Rad befestigt ist und sich mit diesem dreht, in der Wegemeßvorrichtung ein Pendel zur Erzeugung einer festen Bezugslage drehbar gelagert ist, dessen Schwerpunkt unter der Drehachse des Kfz-Rades liegt, und die Übertragung der wegeabhängigen Daten drahtlos erfolgt und im Pendel ein Geber für die Wegimpulse sowie ein Sender für die Daten vorgesehen sind.It is already known from US Pat. No. 4,697,278, a Wegemeßvorrichtung for attachment to a wheel To create a motor vehicle that generates path-dependent data and transmits, the entire Wegemeßvorrichtung on the motor vehicle wheel is attached and rotates with it, in the Wegemeßvorrichtung a pendulum to create a fixed reference position is rotatably mounted, the focus of which is under the Axis of rotation of the motor vehicle wheel lies, and the transmission of the path-dependent Data is wireless and there is an encoder in the pendulum provided for the path impulses and a transmitter for the data are.

Weiterhin ist aus der JP 62-49 211 (A) eine Kfz-Wegemeßvorrichtung mit einer Einrichtung zur drahtlosen Übertragung der Kfz-Position bekannt.Furthermore, JP 62-49 211 (A) is a motor vehicle measuring device with a device for wireless transmission of the Vehicle position known.

Die Vorrichtung gemäß dem nächstgelegenen Stand der Technik, der US-PS 46 97 278, von der der Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeht, kann jedoch nur von außerhalb des Fahrzeugs abgelesen werden, da die Daten mittels Licht durch ein Fenster im Gehäuse der Wegemeßvorrichtung übertragen werden. Es ist also bei dieser Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik nicht möglich, die Daten in das Fahrzeug hinein zu übertragen und dort in Verbindung mit weiteren Fahrzeugdaten (Beschleunigung, Kurvenkräfte, Motorparameter, Abgasparameter, etc.) zu verarbeiten.The closest prior art device, US Pat. No. 4,697,278, of which the preamble of the claim 1 goes out, but can only from outside the vehicle can be read because the data by means of light transmit a window in the housing of the path measuring device will. So it is with this device according to the state technology is not possible to get the data into the vehicle to be transmitted and there in connection with further vehicle data (Acceleration, cornering forces, engine parameters, Exhaust gas parameters, etc.).

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wegemeßvorrichtung zur Befestigung an Kfz-Rädern zu schaffen, die keinen zusätzlichen Luftwiderstand erzeugt, die wesentlich weniger beschädigungsgefährdet ist, und deren wegabhängige Daten trotzdem zur Auswertung und Weiterverarbeitung innerhalb des Fahrzeugs zur Verfügung stehen. It is therefore an object of the present invention to provide a position measuring device to attach to car wheels, which creates no additional drag, which is essential is less at risk of damage, and their path-dependent Data nevertheless for evaluation and further processing are available within the vehicle.  

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Wegemeßvorrichtung zur Befestigung an Kfz-Rädern mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a path measuring device for attachment to vehicle wheels with the features of claim 1 solved.

Bevorzugt ist es, in der Vorrichtung zur Erzeugung einer festen Bezugslage einen Kreisel anzuordnen, dessen Achse senkrecht auf der Drehachse des Kfz-Rades steht.It is preferred in the device for generating a fixed reference position to arrange a gyro, the axis is perpendicular to the axis of rotation of the motor vehicle wheel.

Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Achse des Kreisels in Richtung der Schwerkraft verläuft und der Kreisel unterhalb der Drehachse des Kfz-Rades angeordnet ist. Bei einer solchen Anordnung dient das Gewicht des Kreisels gleichzeitig zur Einstellung der richtigen Bezugslage des Pendels.It is particularly preferred if the axis of the gyroscope runs in the direction of gravity and the gyroscope is arranged below the axis of rotation of the motor vehicle wheel. At the weight of the gyroscope serves such an arrangement at the same time to set the correct reference position of the Pendulum.

Die vorliegende Erfindung hat den großen Vorteil, daß nun Wegmeßdaten von einem Fahrzeug abgegriffen werden können, ohne die Aerodynamik des Fahrzeuges zu verändern, und ohne an dem Fahrzeug große beschädigungsempfindliche Meßaufbauten anbringen zu müssen. Im übrigen ist die erfindungsgemäße Wegemeßvorrichtung wesentlich schneller und einfacher an dem Versuchsfahrzeug zu montieren als die Meßvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik.The present invention has the great advantage that now Distance measurement data can be tapped from a vehicle, without changing the aerodynamics of the vehicle, and without large damage-sensitive test setups on the vehicle to have to attach. Otherwise, the invention Position measuring device much faster and easier to be mounted on the test vehicle as the measuring devices according to the state of the art.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt werden.In the following, an embodiment of the invention will be described the drawing.

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Wegemeßvorrichtung in seitlicher Draufsicht auf das Rad. Fig. 1 shows a sectional view through an inventive measuring device in a side plan view of the wheel.

Eine erfindungsgemäße Wegemeßvorrichtung umfaßt ein Gehäuse 10, welches hermetisch dicht sein kann und welches vorzugsweise aus für elektromagnetische Wellen gut durchlässigem Material hergestellt ist. Dieses Gehäuse wird in bekannter Weise mittels Klemmhülsen auf die Radschrauben bzw. Radmuttern eines nicht treibenden Rades des zu untersuchenden Kraftfahrzeuges aufgesetzt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann dieses Gehäuse 10 wesentlich flacher ausgeführt werden als die Gehäuse bei Wegemeßeinrichtungen nach dem Stand der Technik. Letztere mußten nämlich eine gewisse Höhe aufweisen, damit die Verbindungsleitung, die gleichzeitig die Wegemeßvorrichtung gegenüber der Drehbewegung des Rades stabilisierte, am Fahrzeugkotflügel vorbeigeführt werden konnte. In Fig. 1 ist das Gehäuse 10 aufgeschnitten dargestellt. In diesem Gehäuse 10 ist eine Grundplatte 12 um die Drehachse 14 des Kraftfahrzeugrades drehbar gelagert. A path measuring device according to the invention comprises a housing 10 which can be hermetically sealed and which is preferably made of material which is well permeable to electromagnetic waves. This housing is placed in a known manner by means of clamping sleeves on the wheel bolts or wheel nuts of a non-driving wheel of the motor vehicle to be examined. According to the present invention, this housing 10 can be made substantially flatter than the housing in the case of path measuring devices according to the prior art. The latter had to have a certain height so that the connecting line, which at the same time stabilized the path measuring device with respect to the rotational movement of the wheel, could be guided past the vehicle fender. In Fig. 1, the housing 10 is shown cut open. In this housing 10 , a base plate 12 is rotatably mounted about the axis of rotation 14 of the motor vehicle wheel.

Diese Grundplatte 12 wirkt gleichzeitig als Schwerkraftpendel, da der Schwerpunkt der auf der Grundplatte installierten Bauteile unterhalb der Drehachse 14 von Kraftfahrzeugrad und Grundplatte liegt. Unterhalb der Drehachse 14 des Kraftfahrzeugrades und der Grundplatte 12 ist ein Kreisel 16 angeordnet. Die Drehachse 18 dieses Kreisels 16 steht senkrecht auf der Drehachse 14 des Kraftfahrzeugrades und der Grundplatte 12. Neben dem Kreisel 16 sind Akkumulatoren 20 zur Stromversorgung der Wegemeßvorrichtung, des Antriebsmotors für den Kreisel 16 und für einen Sender 28 angeordnet. Oberhalb der Drehachse 14 ist ein lichtaussendendes Element, beispielsweise eine Laser- oder Leuchtdiode 22 und ein lichtempfangendes Element 24, beispielsweise ein Fototransistor, angeordnet. Mit dem von dem lichtaussendenden Element 22 erzeugten Lichtstrahl 26 wird die Innenseite des Gehäuses 10 abgetastet. Auf dieser Innenseite ist eine entsprechende Markierung aus lichtreflektierenden und nicht lichtreflektierenden Zonen aufgebracht, durch die der Lichtstrahl entsprechend der Drehung des Rades unterbrochen wird. Das dergestalt unterbrochene Lichtsignal wird von dem Empfangselement 24 aufgenommen. Dieses Empfangselement 24 steuert den Sender 28, der entsprechend der Wegimpulse getaktet wird und dessen Ausgangssignal über eine Antenne 30 zu einem Empfänger im Kraftfahrzeug übertragen wird.This base plate 12 also acts as a gravity pendulum, since the focus of the components installed on the base plate lies below the axis of rotation 14 of the motor vehicle wheel and base plate. A gyroscope 16 is arranged below the axis of rotation 14 of the motor vehicle wheel and the base plate 12 . The axis of rotation 18 of this gyroscope 16 is perpendicular to the axis of rotation 14 of the motor vehicle wheel and the base plate 12 . In addition to the gyroscope 16 , accumulators 20 for powering the path measuring device, the drive motor for the gyroscope 16 and for a transmitter 28 are arranged. A light-emitting element, for example a laser or light-emitting diode 22 and a light-receiving element 24 , for example a photo transistor, is arranged above the axis of rotation 14 . The inside of the housing 10 is scanned with the light beam 26 generated by the light-emitting element 22 . A corresponding marking of light-reflecting and non-light-reflecting zones is applied on this inside, through which the light beam is interrupted in accordance with the rotation of the wheel. The light signal thus interrupted is received by the receiving element 24 . This receiving element 24 controls the transmitter 28 , which is clocked in accordance with the path impulses and whose output signal is transmitted via an antenna 30 to a receiver in the motor vehicle.

Alternativ kann statt einer optischen Abtastung der Innenfläche des Gehäuses 10 zur Erzeugung der wegabhängigen Impulse auch ein Umdrehungs-Impulswandler Verwendung finden. Dabei ist dann auf der Innenseite des Gehäuses 10 eine entsprechende Zähnung vorgesehen, in der ein Zahnrad kämmt, welches wiederum den Umdrehungs-Impulsgeber antreibt. Dieser taktet dann den Sender 28 entsprechend.Alternatively, instead of optically scanning the inner surface of the housing 10 to generate the path-dependent pulses, a revolution pulse converter can also be used. A corresponding toothing is then provided on the inside of the housing 10 , in which a toothed wheel meshes, which in turn drives the rotation pulse generator. This then clocks the transmitter 28 accordingly.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Wegemeßvorrichtung ist folgendermaßen:The function of the measuring device according to the invention is as follows:

Die Wegemeßvorrichtung wird auf einem nicht treibenden Rad des zu untersuchenden Kraftfahrzeugs in bekannter konventioneller Weise befestigt. Das gesamte Gehäuse 10 dreht sich dabei mit dem Kraftfahrzeugrad. In dem Gehäuse 10 ist die Grundplatte 12 drehbar gelagert. Da durch die Akkumulatoren 20 und den Kreisel 16 der Schwerpunkt dieser Grundplatte 12 weit unterhalb der Drehachse 14 des Kraftfahrzeugrades liegt, wirkt diese wie ein Pendel, welches an der Drehachse 14 gelagert ist. Dabei ist darauf zu achten, daß die Lagerung möglichst reibungsarm erfolgt (beispielsweise Kugellager). Durch die Schwerkraft bleibt die Grundplatte 12 unabhängig von der Bewegung des Rades und des Gehäuses 10 in einer konstanten Position. Der Kreisel 16, dessen Rotationsachse 18 senkrecht auf der Drehachse 14 des Kr aftfahrzeugrades steht, bewirkt eine zusätzliche Stabilisierung der Grundplatte 12, insbesondere gegen Schwingungen der Grundplatte 12 aufgrund von Beschleunigungs-, Brems- und Lenkmanövern sowie aufgrund von Unebenheiten der befahrenen Straße.The path measuring device is attached to a non-driving wheel of the motor vehicle to be examined in a known conventional manner. The entire housing 10 rotates with the motor vehicle wheel. The base plate 12 is rotatably mounted in the housing 10 . Since the center of gravity of this base plate 12 lies far below the axis of rotation 14 of the motor vehicle wheel due to the accumulators 20 and the gyroscope 16, this acts like a pendulum which is mounted on the axis of rotation 14 . It is important to ensure that the bearings are as low-friction as possible (e.g. ball bearings). Due to gravity, the base plate 12 remains in a constant position regardless of the movement of the wheel and the housing 10 . The gyroscope 16 , the axis of rotation 18 of which is perpendicular to the axis of rotation 14 of the motor vehicle wheel, brings about an additional stabilization of the base plate 12 , in particular against vibrations of the base plate 12 due to acceleration, braking and steering maneuvers and due to bumps on the road.

Eine optische Abtastung des Wegsignals von der Innenseite des Gehäuses 10 hat den Vorteil, daß diese Abtastung reibungslos erfolgt.An optical scanning of the path signal from the inside of the housing 10 has the advantage that this scanning takes place smoothly.

Falls erforderlich, kann zusätzlich zu den Akkus 20 und dem Kreisel 16 noch ein Gewichtskörper, beispielsweise aus Blei, angebracht werden, um die Lage der Grundplatte 12 gegenüber der Drehung des Gehäuses 10 und des Fahrzeugrades weiter zu stabilisieren.If necessary, in addition to the batteries 20 and the gyroscope 16 , a weight body, for example made of lead, can be attached in order to further stabilize the position of the base plate 12 with respect to the rotation of the housing 10 and the vehicle wheel.

Claims (3)

1. Wegemeßvorrichtung zur Befestigung an einem Rad eines Kraftfahrzeugs, die wegabhängige Daten in Form von Wegimpulsen erzeugt und überträgt, wobei die gesamte Wegemeßvorrichtung am Rad befestigt ist und sich mit diesem dreht, in der Wegemeßvorrichtung ein Pendel zur Erzeugung einer festen Bezugslage drehbar gelagert ist, dessen Schwerpunkt unter der Drehachse (14) des Rades liegt, und die Übertragung der wegabhängigen Daten drahtlos erfolgt und im Pendel ein Geber (22, 24) für die Wegimpulse sowie ein Sender (28) für die wegabhängigen Daten vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die wegabhängigen Daten durch elektromagnetische Wellen übertragen werden und im Kraftfahrzeug ein entsprechender Empfänger vorgesehen ist, der mit einem Auswertegerät verbunden ist.1. Path measuring device for attachment to a wheel of a motor vehicle, which generates and transmits path-dependent data in the form of path pulses, the entire path measuring device being attached to and rotating with the wheel, in the path measuring device a pendulum for producing a fixed reference position is rotatably mounted, whose center of gravity is below the axis of rotation ( 14 ) of the wheel, and the transmission of the path-dependent data takes place wirelessly and in the pendulum there is provided a transmitter ( 22, 24 ) for the path pulses and a transmitter ( 28 ) for the path-dependent data, characterized in that the path-dependent data are transmitted by electromagnetic waves and a corresponding receiver is provided in the motor vehicle and is connected to an evaluation device. 2. Wegemeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Pendel (12) ein Kreisel (16) angeordnet ist, dessen Achse (18) senkrecht auf der Drehachse (14) des Rades steht.2. Wegemeßvorrichtung according to claim 1, characterized in that in the pendulum ( 12 ) a gyroscope ( 16 ) is arranged, the axis ( 18 ) is perpendicular to the axis of rotation ( 14 ) of the wheel. 3. Wegemeßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (18) des Kreisels (16) in Richtung der Schwerkraft verläuft und der Kreisel (16) unterhalb der Drehachse (14) des Rades angeordnet ist.3. Wegemeßvorrichtung according to claim 2, characterized in that the axis ( 18 ) of the gyroscope ( 16 ) extends in the direction of gravity and the gyroscope ( 16 ) is arranged below the axis of rotation ( 14 ) of the wheel.
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