DE10243127A1

DE10243127A1 - Verwendung eines zur Erfassung der Position, des Weges, der Winkellage oder der Drehzahl eines bewegten Elements vorgesehenen induktiven Signalgebers

Info

Publication number: DE10243127A1
Application number: DE10243127A
Authority: DE
Inventors: Hermann Portage Goebels; Norbert Leibbrand
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-09-18
Also published as: WO2004027433A1; AU2003266315A1; WO2004027433A8; DE10243127B4

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines zur Erfassung der Position, des Weges, der Winkellage oder der Drehzahl eines bewegten Elements vorgesehenen induktiven Signalgebers (1) zur Erzeugung eines Signals für die Temperatur eines oder mehrerer in der Umgebung des Signalgebers angeordneter Bauteile (16, 26). Hierdurch ergibt sich eine kostengünstige Funktionsvereinigung in einer einzigen Baugruppe.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines zur Erfassung der Position, des Weges, der Winkellage oder der Drehzahl eines bewegten Elements vorgesehenen induktiven Signalgebers gemäß Patentanspruch 1.
Aus Kostengründen gewinnt die präventive Überwachung von Bauteilen eine immer größere Bedeutung. Eine Baueinheit oder ein Bauteil zu überprüfen oder auszutauschen bevor es ausfällt ist jedoch nicht nur aus Kostengründen von Vorteil, sondern betrifft vor allem die Betriebssicherheit, da es bei Ausfall von Bauteilen zu Unfällen kommen kann. Beispielsweise kann eine überhitzte Radbremse eines Nutzfahrzeugs nicht nur zu einer kostenintensiven Ausfallzeit sondern auch zu einer drastischen Reduzierung der Bremsleistung führen. Darüber hinaus können auch heißgelaufene Radlager ähnliche Probleme hervorrufen.
Aus den genannten Gründen ist es wünschenswert, die Temperatur sicherheitsrelevanter Bauteile zu überwachen, um durch Überhitzungen hervorgerufene Schädigungen zu vermeiden. Der hierfür betriebene Aufwand ist jedoch im Hinblick auf die Kosten in der Regel hoch.
Der vorliegenden Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Möglichkeit zur Temperaturüberwachung von Bauteilen zur Verfügung zu stellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 4 gelöst.
Vorteile der Erfindung
Da der ursprünglich für die Erfassung der Position, des Weges, der Winkellage oder der Drehzahl eines Bauteils vorgesehene induktive Signalgeber gemäß Anspruch 1 zugleich auch zur Erzeugung eines Signals für die Temperatur eines oder mehrerer in der Umgebung des Signalgebers angeordneter Bauteile verwendet wird, erfüllt ein und derselbe Signalgeber in vorteilhafter Weise eine Doppelfunktion. Folglich sind zur Temperaturbestimmung der zu überwachenden Bauteile keine weiteren Sensoren und zusätzliche Verbindungen notwendig, was sich positiv auf die Kosten auswirkt. Das bedeutet, daß überall dort, wo der induktive Signalgeber zur Erfassung von Positionen, Wegen etc. eingesetzt wird gleichzeitig auch eine Temperaturüberwachung angrenzender oder benachbarter Bauteile erfolgen kann, welche die in ihnen erzeugte Wärme durch Wärmeleitung, durch Strahlung und/oder durch Konvektion an den induktiven Signalgeber übertragen.
Das Signal für die Temperatur des Bauteils wird abhängig von einer temperaturbedingten Änderung des Widerstands der elektrischen Spule des induktiven Signalgebers erzeugt, welche hierbei als elektrischer Widerstandsthermometers wirkt. In bekannter Weise ändert sich der elektrische Widerstand von Metallen mit der Temperatur, so daß die temperaturbedingte Widerstandsänderung des metallischen Spulendrahtes der Spule ein Maß für eine erfolgte Temperaturänderung bildet. Weil der bereits vorhandene metallische Spulendraht, in welchem von der Position, vom Weg, der Winkellage oder der Drehzahl des bewegten Elements abhängige Spannungssignale induziert werden, zugleich das Meßelement zur Temperaturbestimmung angrenzender Bauteile bildet, braucht der Signalgeber nicht modifiziert werden. Da die Spule hierbei nur von einem sehr geringem Strom durchflossen ist, wird keine Eigenwärme erzeugt, welche die Messung verfälschen könnte.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung möglich.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der ursprünglich zum Erfassen der Drehzahl eines Fahrzeugrades eines Nutzfahrzeugs im Rahmen eines Antiblockiersystems (ABS) und/oder Anti-Schlupf-Systems (ASR) vorgesehene induktive Signalgeber zusätzlich zur Erzeugung eines Signals für die Temperatur von Radlagern und/oder der Radbremse des Fahrzeugrades verwendet. Bei den Radbremsen und Radlagern handelt es sich um besonders sicherheitsrelevante Bauteile, bei denen eine Temperaturüberwachung notwendig erscheint. Um für die erforderliche Meßgenauigkeit einen möglichst gute Wärmeübertragung zu erhalten, wird der Signalgeber vorzugsweise in unmittelbarer Nachbarschaft zu den zu überwachenden Radlagern bzw. zu der zu überwachenden Radbremse angeordnet.
Gemäß dem nebengeordneten Anspruch 4 ist eine Auswerteeinrichtung zur Erzeugung eines Signals für die Temperatur eines in der Umgebung des Signalgebers angeordneten Bauteils, insbesondere für die Temperatur des Radlagers und/oder von Teilen der Radbremse abhängig von dem vom induktiven Signalgeber gelieferten Ausgangssignal vorgesehen.
In besonders bevorzugter Anwendung ist die Auswerteeinrichtung derart ausgebildet, daß sie sowohl ein von der Position, vom Weg, von der Winkellage oder von der Drehzahl des bewegten Elements abhängendes Signal als auch das temperaturabhängige Signal des Signalgebers auswertet. Durch Funktionsvereinigung beider Signalauswertungen in einer einzigen Auswerteeinrichtung ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise.
Vorzugsweise ist der induktive Signalgeber als Impulsgeber ausgebildet, in dessen Spule ein im wesentlichen sinusförmiges Wechselspannungssignal als Ausgangssignal induziert wird. Mittels eines Tiefpaß der Auswerteeinrichtung kann dann aus dem vom induktiven Signalgeber gelieferten Ausgangssignal ein von der Temperatur des Bauteils abhängiger Gleichspannungsanteil ausgefiltert und an eine Mikrorechnereinheit geliefert werden. Der Mikrorechner beinhaltet eine Entscheidungsinstanz, welche anhand des aus dem Gleichspannungssignal errechneten elektrischen Widerstandswertes entscheidet, ob eine überhöhte Temperatur vorliegt oder nicht.
Wenigstens einigen und vorzugsweise allen Fahrzeugrädern des Nutzfahrzeugs ist ein induktiver Signalgeber zugeordnet und je ein Signalgeber benachbart zu einem Radlager eines Fahrzeugrades sowie benachbart zu einer Bremstrommel des jeweiligen Fahrzeugrades angeordnet. Die Entscheidungsinstanz des Mikrorechners ist dann zur Entscheidung ausgebildet, ob eine festgestellte Temperaturerhöhung oder Temperaturüberschreitung dem Radlager oder der Bremstrommel des Fahrzeugrades zuzuordnen ist.
Weiterhin ist eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen, welche das Vorliegen einer überhöhten Temperatur des Radlagers und/oder der Radbremse sowie das hiervon betroffene Fahrzeugrad anzeigt.
Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
1 eine schematische Darstellung eines induktiven, im Bereich eines Fahrzeugrades eines Nutzfahrzeuganhängers angeordneten Signalgebers;
2 eine schematische Funktionsdarstellung des Signalgebers von 1;
3 eine Schaltungsanordnung einer Auswerteeinrichtung für Signale des Signalgebers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 ist mit 1 ein induktiver Signalgeber zur Erfassung der Drehzahl eines Fahrzeugrades eines Anhängerfahrzeugs eines Nutzfahrzeugzuges bezeichnet. Der Signalgeber 1 ist Bestandteil eines elektronischen Bremssystems (EBS) oder eines Antiblockiersystem (ABS) zur Schlupfregelung beim Bremsen oder auch einer Antriebsschlupfregelung (ASR) zur Schlupfregelung beim Anfahren oder Beschleunigen. In gleicher Weise wie hier beispielhaft an einem Fahrzeugrad eines Anhängerfahrzeugs aufgezeigt, kann der Signalgeber 1 auch bei motorgetriebenen Fahrzeugen sowohl an angetriebenen wie auch an nicht angetriebenen Fahrzeugrädern verwendet werden. Demzufolge ist auch dort eine Temperaturüberwachung möglich. Der induktive Signalgeber 1 ist vorzugsweise als Impulsgeber ausgebildet, welcher ein im wesentlichen sinusförmiges Wechselspannungssignal als Ausgangssignal für ein aus Maßstabsgründen nicht dargestelltes ABS/ASR-Steuergerät erzeugt.
Der Signalgeber 1 ist als feststehendes Teil mit einem Halter 4 auf einem drehfesten Achsrohr 6 des Anhängerfahrzeugs befestigt und liegt unmittelbar einem Impulsring 8 gegenüber, der stirnseitig auf eine mit dem Fahrzeugrad mitdrehenden Radnabe 10 aufgepreßt ist. Der Signalgeber 1 ist vorzugsweise gegenüber einer von einer Radkappe 12 abgewandten Stirnseite der Radnabe 10 mit radialem Abstand von einer Mittelachse 14 des Achsrohres 6 angeordnet. Eine Bremstrommel 16 einer dem Fahrzeugrad zugeordneten Trommelbremse ist radial außen an die Radnabe 10 angeschlossen.
Wie insbesondere aus 2 hervorgeht, besteht der Signalgeber aus einem Stabmagneten 2 mit weichmagnetischem Polkern 2', der mit einem metallischen Spulendraht 18 einer Spule 20 umwickelt ist, der vorzugsweise aus Kupfer besteht. Der Impulsring 8 ist als Zahnkranz ausgebildet und weist eine gleichmäßige Zahnteilung auf, die sich mit der drehenden Radnabe 10 an dem umwickelten Polkern 2' vorbeibewegt und durch die Übergänge von Zahn 22 zu Lücke 24 Abstandsänderungen zum Polkern 2' erzeugt. Das bekannte physikalische Meßprinzip des induktiven Signalgebers beruht darauf, daß sich aufgrund des Wechsels von Zahn 22 zu Lücke 24 bei sich drehendem Impulsring 8 der Magnetfluß ändert und dadurch in der Spule 20 eine Spannung induziert wird. Durch die gleichmäßige Zahnteilung des Impulsrings 8 ist der erzeugte Spannungsverlauf sinusförmig. Aus der zeitlichen Folge der Null-Durchgänge dieser wechselförmigen Spannung wird die momentane Raddrehzahl berechnet und an ein elektronisches Steuergerät übermittelt. Die eigentliche Zweckbestimmung des induktiven Signalgebers 1 besteht daher in der Erfassung der Raddrehzahl.
Erfindungsgemäß wird der induktive Signalgebers 1 zusätzlich zur Erzeugung eines Signals für die Temperatur eines oder mehrerer in der Umgebung des Signalgebers 1 angeordneter Bauteile verwendet, wobei das Signal abhängig von einer temperaturbedingten Änderung des elektrischen Widerstands des metallischen Spulendrahts 18 der Spule 20 erzeugt wird. Denn bekanntermaßen ändert sich der elektrische Widerstand eines Metalls abhängig von dessen Temperatur nach folgendem mathematischen Zusammenhang: ΔR = Rk * α * Δϑ (1) mit
ΔR Widerstandsänderung des Spulendrahts,
R_k Widerstand des Spulendrahts bei einer Referenztemperatur,
Δϑ Temperaturänderung bezogen auf die Referenztemperatur,
α Temperaturbeiwert des Metalls des Spulendrahts (für Kupfer α = 0,0039).
Die Widerstandsänderung des Spulendrahts 18 resultiert wiederum in einer Änderung des Ausgangsspannungssignals ΔU des induktiven Signalgebers 1 gemäß dem Ohmschen Gesetz: ΔU = ΔR * I (2) mit
ΔU Ausgangsspannung des induktiven Signalgebers,
ΔR temperaturbedingte Widerstandsänderung des Spulendrahtes,
I Strom durch den Spulendraht.
Aus dem Ausgangsspannungssignal ΔU des Signalgebers 1 kann daher auf die Temperaturänderung Δϑ des Spulendrahts 18 durch Einsetzen der gemäß Gleichung (1) berechneten Widerstandsänderung ΔR in Gleichung (2) geschlossen werden. Wie aus 1 hervorgeht, ist der induktive Signalgeber 1 in unmittelbarer Nachbarschaft zu zwei vorzugsweise als Kegelrollenlager ausgebildeten, der Radnabe 10 und dem Achsrohr 6 zwischengeordneten Radlagern 26 angeordnet. Da der Signalgeber 1 durch das Achsrohr 6 mit den Radlagern 26 in wärmeleitender Verbindung steht, ist die Temperatur des Spulendrahtes 18 annähernd gleich der Temperatur der in unmittelbarer Nachbarschaft angeordneten Radlager 26.
Darüber hinaus steht der Signalgeber 1 mit der Bremstrommel 16 in wärmeleitender Verbindung und ist deren Wärmeabstrahlung ausgesetzt, wobei wegen der größeren Entfernung die Wärmeübertragung durch Wärmeabstrahlung überwiegt. Die Bremstrommel 16 befindet sich in geringem radialen Abstand zum Signalgeber 1 und umschließt ihn im wesentlichen, wie l zeigt. Im Gegensatz zur direkten Wärmeleitung ist die durch Strahlung übertragene Wärme um ungefähr den Faktor 3 geringer. Das bedeutet, daß eine kritische Höchsttemperatur der Bremstrommel 16 von ca. 420 °C einer Temperatur von etwa 140 °C am Signalgeber 1 entspricht.
Wie oben erwähnt, kann vom Ausgangsspannungssignal U des Signalgebers 1 auf die Temperatur des Spulendrahtes 18 und von dieser auf die Temperatur der Radlager 26 und/oder der Bremstrommel 16 geschlossen werden. Da das Ausgangsspannungssignal U jedoch eine in Frequenz und Amplitude drehzahlabhängige Wechselspannung ist, kann sie nicht ohne zusätzliche Maßnahmen zur Bestimmung der Temperatur verwendet werden.
3 zeigt eine Auswerteeinrichtung 28 zur Auswertung der vom Signalgeber 1 ausgesteuerten Spannungssignale, an welche dieser über elektrische Leitungen 30 angeschlossen ist. Die Auswerteeinrichtung 28 ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß sie sowohl die drehzahlabhängigen Signale als auch die temperaturabhängigen Signale des Signalgebers 1 auswertet. Hierzu ist ein Tiefpaß 32 vorgesehen, welcher aus dem vom induktiven Signalgeber 1 gelieferten Wechselspannungssignal einen von der Temperatur der Bremstrommel 16 abhängigen Gleichspannungsanteil ausfiltert und über einen analogen Anschluß A an einen Mikrorechner 34 liefert. Dieser ordnet dem Gleichspannungsanteil eine Temperatur der Bremstrommel 16 zu, wozu die Auswerteeinrichtung 28 zuvor kalibriert wurde. Andererseits bildet ein Impulsformer 36 aus dem vom induktiven Signalgeber 1 gelieferten Wechselspannungssignal ein von der Drehzahl des Fahrzeugrades abhängiges Rechteckspannungssignal zur Weiterleitung an einen digitalen, flankensensitiven Anschluß B des Mikrorechners.
Über die Widerstände R4, R4', deren Widerstandswerte sich entsprechen, wird dem Signalgeber 1 ein Meßstrom von beispielsweise ca. 0.8 mA aufgeprägt und gleichzeitig sein Arbeitspunkt zu 2,5 V festgelegt. Dieser Strom bedingt eine erhebliche Gleichspannung am Signalgeber 1, vorzugsweise ca. 1 Volt. Da der Impulsformer 36 schon bei deutlich kleineren Wechselspannungen arbeiten soll, wird er über einen Kondensator C1, dessen Kapazität derjenigen des Kondensators C1' entspricht und über die Widerstände R1, R1', deren Widerstandswerte sich entsprechen, an den Signalgeber 1 angekoppelt.
Die beiden gleich großen Widerstände R3 und R3' fixieren den Arbeitspunkt am Impulsformer 36 auf ebenfalls 2,5 V. Der Wechselstrom des Signalgebers 1 erzeugt an den beiden Widerständen R1 und R1' die Eingangsspannung für den Impulsformer 36, der dem Mikrorechner 34 über den Anschluß B ein 5Volt-Rechtecksignal in der Frequenz der sinusförmigen Wechselspannung des Signalgebers 1 für die Geschwindigkeitsberechnung zur Verfügung stellt. Der Mikrorechner 34 liefert dann basierend auf der Frequenz des Rechteckspannungssignals einen Wert für die Drehzahl des Fahrzeugrades an das Steuergerät des ABS/ASR-Systems.
Wie bereits oben erwähnt, leitet der aus dem Widerstand R2 und dem Kondensator C2 bestehende Tiefpaß 32 nur den Gleichspannungsanteil der Wechselspannung des Signalgebers 1 zum Anschluß A des Mikrorechners 34 weiter. Eine kleine, langsame Änderung dieses Gleichspannungsanteils wird vom Mikrorechner 34 als temperaturbedingte Änderung des Widerstands des Spulendrahtes 18 der Spule 20 des Signalgebers 1 interpretiert. Eine große, schnelle Änderung hingegen weist auf einen Kurzschluß hin.
Der Mikrorechner 34 beinhaltet eine Entscheidungsinstanz, welche anhand des Gleichspannungssignals entscheidet, ob eine überhöhte Temperatur vorliegt. Die Entscheidungsinstanz kann beispielsweise aus einem Vergleich des Gleichspannungssignals mit einem Spannungsgrenzwert bestehen, der einer zulässigen Höchsttemperatur entspricht. Der Mikrorechner 34 entscheidet außerdem durch eine logische Bewertung, ob für die erhöhte Temperatur ein heißgelaufenes Radlager 26 oder eine überhitzte Bremstrommel 16 ursächlich ist. Diese logische Bewertung kann beispielsweise wie folgt vorgenommen werden:
Falls die erhöhte Temperatur gleichzeitig an mehreren, mit einem Signalgeber 1 versehenen Fahrzeugrädern festgestellt wird, so ist mit hoher Wahrscheinlichkeit davon auszugehen, daß die Bremstrommeln 16 sämtlicher Radbremsen des Fahrzeugs überhitzt sind. Ein solcher Fall kann beispielsweise bei einer langen Bergabfahrt eintreten. Hingegen zeigt die Erfahrung, daß die Radlager 26 sämtlicher Fahrzeugräder äußerst selten gleichzeitig einen Lagerschaden aufweisen und deshalb auch gleichzeitig heißlaufen. Falls hingegen nur an einem Fahrzeugrad eine erhöhte Temperatur detektiert wird, kann dies auf ein heißgelaufenes Radlager 26 und/oder auf eine ungenügend lösende Radbremse hinweisen.
Da die Temperaturerhöhung in kritischen Fahrzuständen resultieren kann, ist durch eine Bewertung der Temperaturbereiches zu entscheiden, ob dem Fahrer des Nutzfahrzeugs lediglich eine Information oder eine Warnung über eine mit dem Mikrorechner 34 in Signalverbindung stehende, beispielsweise in einer Lampe oder einem Monitor bestehenden Anzeigeeinrichtung angezeigt wird. Vorzugsweise werden hierzu drei Temperaturbereiche herangezogen:

(1) Keine Anzeige erfolgt, falls die ermittelte Temperatur innerhalb zulässiger Temperaturbereiche liegt, beispielsweise unterhalb von 100 °C,
(2) Es erfolgt eine Information des Fahrers bei Vorliegen von erhöhten Temperaturen, die aber noch keine sofortige Fahrtunterbrechung erforderlich machen, beispielsweise bei einer Temperatur zwischen 100 °C und 140 °C,
(3) Es erfolgt eine Warnung des Fahrers bei unzulässig hohen Temperaturen, die eine sofortige Fahrtunterbrechung erforderlich machen, beispielsweise bei Temperaturen größer oder gleich 140 °C.

Die Information bzw. Warnung des Fahrers kann durch eine bereits vorhandene oder nachträglich installierte Warnlampe und/oder durch einen auf einem Monitor angezeigten Text erfolgen, wobei Warnlampe und Monitor jeweils im Blickfeld des Fahrers angeordnet sind. Im Falle der Verwendung einer Warnlampe kann die Information „erhöhte Temperatur" beispielsweise über eine intermittierende Ansteuerung mit relativ langsamer Blinkfrequenz erfolgen. Die Warnung „unzulässige Temperatur" als Empfehlung zur Fahrtunterbrechung kann eine erhöhte Blinkfrequenz zur Folge haben. Auch der Hinweis für den Fahrer, welche Radbremse oder welche Radbremsen von einer Temperaturerhöhung betroffen sind, kann über entsprechende, radweise zugeordnete und sich wiederholende Blinksequenzen erfolgen. Ist beispielsweise das Fahrzeugrad hinten rechts betroffen, so kann dies durch eine Blinksequenz mit 4-maligem Aufleuchten angezeigt werden, während mit einer Sequenz aus 3-maligen Aufleuchten auf das linke hintere Rad hingewiesen werden könnte. Eine Temperaturerhöhung an mehreren Rädern, wie sie beispielsweise durch überhitzte Bremsen entsteht, könnte durch permanentes Blinken mit der entsprechenden Blinkfrequenz für Information oder Warnung dem Fahrer angezeigt werden. Selbstverständlich sind auch andere Blinkfolgen und andere Temperaturbereiche denkbar.
Wenn, wie im vorliegenden Fall ein EBS-, ABS- und/oder ein ASR-System installiert ist, sind bereits Anzeigelampen im Zugfahrzeug vorhanden, die dem Fahrer über die Funktionsbereitschaft dieser Systeme informieren. Eine bei Fahrt permanent aufleuchtende oder auch bei Fahrtantritt bereits leuchtende Anzeigelampe signalisiert dem Fahrer den Ausfall des EBS-, ABS- bzw. des ASR-Systems oder einzelner Systemanteile. Über diese bereits vorhandene Anzeigelampe kann dann, wie zuvor beschrieben, dem Fahrer mittels entsprechender Blinkfrequenz und Blinksequenz der Temperaturzustand und das betroffene Fahrzeugrad angezeigt werden. Im Falle einer bereits vorhandenen Schnittstelle, wie beispielsweise SAE J1587 oder SAE J1939 besteht auch die Möglichkeit, die Temperatur und die Information über das von der Temperaturerhöhung betroffene Fahrzeugrad auf dem Monitor der Anzeigeeinrichtung alphanumerisch anzuzeigen. Hierzu ist jedoch eine Datenübertragung vom Anhängerfahrzeug in das Zugfahrzeug notwendig. Dies kann ebenfalls durch bereits vorhandene Schnittstellen erfolgen. Beispielsweise wird die Funktionsbereitschaft des ABS des Anhängerfahrzeugs über eine nach SAE J 2497 definierte „Power-Line-Communication" (PLC) zum Zugfahrzeug übertragen. Dies geschieht durch eine Frequenz/Amplituden-Modulation über die positive Stromversorgung des ABS vom Zugfahrzeug zum Anhängerfahrzeug und umgekehrt. Da bei der „Power-line-Communication" das ABS-Steuergerät des Zugfahrzeugs und mit dem des Anhängerfahrzeugs in direkter Kommunikationsverbindung steht, können auch die im Anhänger ermittelten Temperaturwerte dem Fahrer im Zugfahrzeug angezeigt werden. Dies betrifft sowohl die Anzeige mittels einer beispielsweise in der Instrumententafel des Zugfahrzeuges aufgenommenen ABS-Anhängerfahrzeug-Anzeigeleuchte wie auch die Anzeige mittels eines dort angeordneten Monitors. Bei dem elektronischen Bremssystem (EBS) ist durch die SAE J1939 ebenfalls bereits eine Schnittstelle zum Anhänger vorhanden, durch welche die erfaßten Temperaturwerte in die Fahrerkabine übertragen werden können.
Die erfindungsgemäße Verwendung eines induktiven Signalgebers zur Drehzahl- und Temperaturmessung ist nicht auf induktive Signalgeber 1 in elektronischen Bremssystemen von Fahrzeugen beschränkt. Induktive Sensoren mit metallischer Spule werden beispielsweise auch bei der Bestimmung einer für die Zündung erforderlichen Bezugsmarke auf dem Kurbelwellen-Schwungrad einer Brennkraftmaschine oder auch bei Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen eingesetzt. Dann kann der Signalgeber 1 über seine ursprüngliche Funktion als Aufnehmer für Positionen, Wege, Winkellagen oder Drehzahlen hinaus in der zuvor beschriebenen Weise zusätzlich zur Bestimmung der Temperatur angrenzender oder benachbarter Bauteile verwendet werden.

1: Signalgeber
2: Stabmagnet
2': Polkern
4: Halter
6: Achsrohr
8: Impulsring
10: Radnabe
12: Radkappe
14: Mittelachse
16: Bremstrommel
18: Spulendraht
20: Spule
22: Zahn
24: Lücke
26: Radlager
28: Auswerteeinrichtung
30: Leitungen
32: Tiefpaß
34: Mikrorechner
36: Impulsformer

Claims

Verwendung eines zur Erfassung der Position, des Weges, der Winkellage oder der Drehzahl eines bewegten Elements vorgesehenen induktiven Signalgebers (1) zur Erzeugung eines Signals für die Temperatur eines oder mehrerer in der Umgebung des Signalgebers angeordneter Bauteile (16, 26).
Verwendung eines induktiven Signalgebers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal für die Temperatur mit einem Grenzwert für eine zulässige Höchsttemperatur des Bauteils (16, 26) verglichen und bei Überschreiten ein Warnsignal angezeigt wird.
Verwendung eines induktiven Signalgebers nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er als Bestandteil eines elektronisch überwachten Bremssystems (EBS) und/oder eines Systems zum schlupfgeregelten Bremsen (ABS) und/oder eines System zum schlupfgeregelten Anfahren oder Beschleunigen (ASR) zum Erfassen der Drehzahl eines Fahrzeugrades eines Fahrzeugs vorgesehen ist und zusätzlich ein Signal für die Temperatur von Radlagern (26) und einer Radbremse (16) des Fahrzeugrades erzeugt.
Sensorvorrichtung beinhaltend einen induktiven Signalgeber zur Erfassung einer Position, eines Weges, einer Winkellage oder einer Drehzahl eines bewegten Elements, insbesondere zur Erfassung der Drehzahl eines Fahrzeugrades, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswerteeinrichtung (28) zur Erzeugung eines Signals für die Temperatur wenigstens eines in der Umgebung des Signalgebers (1) angeordneten Bauteils (16, 26) abhängig von dem vom Signalgeber (1) gelieferten Ausgangssignal vorgesehen ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (28) derart ausgebildet ist, daß sie das Signal für die Temperatur des Bauteils (16, 26) abhängig von einer temperaturbedingten Änderung des elektrischen Widerstands einer metallischen Spule (20) des Signalgebers (1) erzeugt.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (28) derart ausgebildet ist, daß sie sowohl ein von der Position, vom Weg, von der Winkellage oder von der Drehzahl des bewegten Elements abhängendes Signal als auch das temperaturabhängige Signal des Signalgebers (1) auswertet.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der induktive Signalgeber als Impulsgeber (1) ausgebildet ist, in welcher ein im wesentlichen sinusförmiges Wechselspannungssignal als Ausgangssignal induziert wird.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tiefpaß (R2, C2) vorgesehen ist, welcher aus dem vom induktiven Signalgeber (1) gelieferten Ausgangssignal ein von der Temperatur des Bauteils (16, 26) abhängiges Gleichspannungssignal ausfiltert und an einen Mikrorechner (34) liefert.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulsformer (36) vorgesehen ist, welcher aus dem vom induktiven Signalgeber (1) gelieferten Ausgangssignal ein von der Position, dem Weg, der Winkellage oder der Drehzahl des bewegten Elements abhängiges Rechteckspannungssignal an den Mikrorechner (34) liefert.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrorechner (34) eine Entscheidungsinstanz beinhaltet, welche anhand des Gleichspannungssignals entscheidet, ob eine überhöhte Temperatur des Bauteils (16, 26) vorliegt oder nicht.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der induktive Signalgeber (1) Bestandteil eines elektronisch überwachten Bremssystems (EBS) und/oder eines Systems zum schlupfgeregelten Bremsen (ABS) und/oder eines System zum schlupfgeregelten Anfahren oder Beschleunigen (ASR) eines Fahrzeugs ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einigen der Fahrzeugräder des Fahrzeugs ein induktiver Signalgeber (1) zugeordnet ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Signalgeber (1) benachbart zu einem Radlager (26) eines Fahrzeugrades angeordnet ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Signalgeber (1) benachbart zu Bestandteilen einer dem Fahrzeugrad zugeordneten Radbremse wie Bremstrommel (16), Bremsscheibe oder Bremsbeläge angeordnet ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidungsinstanz des Mikrorechners (34) zur Entscheidung ausgebildet ist, ob eine festgestellte Temperaturerhöhung oder Temperaturüberschreitung dem Radlager (26) oder der Radbremse (16) des Fahrzeugrades zuzuordnen ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine derart ausgebildete Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist, daß sie das Vorliegen einer überhöhten Temperatur des Radlagers (26) und/oder der Radbremse (16) sowie das hiervon betroffene Fahrzeugrad anzeigt.