DE19520674A1

DE19520674A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Kontrolle des Reifendruckes von Fahrzeugreifen während der Fahrt

Info

Publication number: DE19520674A1
Application number: DE1995120674
Authority: DE
Inventors: Burkhard Weis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1995-06-07
Publication date: 1996-12-12

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Kontrolle des Reifendrucks von Fahrzeugreifen während der Fahrt des Fahrzeugs mit einer drahtlosen Übertragung des Meßsignals vom Fahrzeugreifen zum Fährzeugchassis.

Eine Vielzahl aus der Literatur bekannter Systeme weisen Druckmeßwertgeber auf, die mit dem Reifeninnenraum verbunden sind und über aufwendige Konstruktionen die Druckinfor mation vom rotierenden Rad auf das Fährzeugchassis leiten. Allen diesen Systemen ist ein hoher konstruktiver Aufwand und damit hohe Kosten, geringe Zuverlässigkeit und großer Re paratur- und Wartungsaufwand gemeinsam. Darin liegt auch der Grund, daß diese Systeme keine große Verbreitung gefunden haben.

So beschreibt beispielsweise EP 0520271 eine an der Radfelge befestigte Sensor-Sende-Ein heit, die ständig den Luftdruck des Fahrzeugreifens direkt mißt. Eine mechanische Sensor steuerung ermöglicht es, daß bei Grenzwertüberschreitungen des Reifendrucks der Sensor ein Ventil öffnet, durch das aus dem Reifeninnenraum eine kleine Menge Luft strömt, die zum Be treiben einer Turbine eines Minigenerators verwendet wird. Dieser Minigenerator versorgt einen Hochfrequenzsender mit Energie, der entsprechend der Druckveränderung codierte Sig nale auf das Fährzeugchassis sendet. Diese werden dann elektronisch weiterverarbeitet und zur Anzeige gebracht. Der feinmechanische Aufbau dieses Systems wird die Funktion und Zuver lässigkeit für schnell drehende Räder einschränken. Der erhöhte Aufwand bei Radwechsel sowie die großen Kosten pro Radeinheit sind weitere Nachteile. Dazu kommt, daß bei Unter druck über die Turbine solange Luft aus dem Fahrzeugreifen abgelassen wird, bis der Fahr zeugreifen leer ist. Damit ist ein Fahren bei Unterdruck nur kurzzeitig möglich, so daß mit diesem Fahrzeugreifen keine Werkstatt mehr erreicht werden kann und sofort ein Radwechsel notwendig ist.

Weiterhin ist aus der europäischen Patentanmeldung 503 296 eine Vorrichtung zum Über wachen des Luftdrucks im Reifeninnenraum eines von der Felge eines Fahrzeugrades getra genen Luftreifens mit einem vom Reifendruck beaufschlagten Druck- oder Meßwertgeber bekannt. Hier ist der Druckgeber nahe der Radachse angeordnet und mit dem Reifeninnenraum über einen in der Felge geführten Kanal verbunden. Das vom Druckgeber abgegebene Signal wird in ein magnetisches Signal umgeformt und drahtlos auf einen am Fahrzeug befestigten Sensor übertragen. Auch hier ist zur Realisierung der Erfindung ein komplizierter Aufbau notwendig.

Zur Umwandlung von Druck und Druckdifferenzen in elektrische Signale ist die Anwendung von piezoelektrischen Wandlern bekannt. Dabei entsteht beispielsweise auf den nicht druck belasteten Seitenflächen eines Piezokristalls eine elektrische Ladung, wenn zwei gegenüber stehende Kristallflächen druckbelastet werden. Diese Ladung kann als Signal weitergeleitet und zur Anzeige bzw. zur Auswertung gebracht werden. Zur drahtlosen Übertragung wird das Signal auf eine hochfrequente Trägerwelle aufmoduliert.

Zweck und Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges und zuverlässig arbeitendes Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Kontrolle des Reifendrucks von Fahr zeugreifen während der Fahrt des Fahrzeugs mit Hilfe von piezoelektrischen Druckmeß wertgebern zu finden, bei dem der Reifendruck indirekt gemessen und das Meßwertsignal drahtlos vom Fahrzeugreifen zum Fahrzeugchassis übertragen wird, ohne daß der Reifendruck verändert oder Luft aus dem Fahrzeugreifen abgelassen wird.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren und einer zur Realisierung des Verfahrens aufge bauten Vorrichtung zur kontinuierlichen Kontrolle des Reifendrucks von Fahrzeugreifen während der Fahrt des Fahrzeugs mit einer drahtlosen Übertragung des Meßsignals vom Fahrzeugreifen zum Fahrzeugchassis erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein von einem in der Karkasse des Fahrzeugreifens befindlichen piezoelektrischen Wandler beim Durchlaufen der Aufstandfläche des Fahrzeugreifens während der Fahrt ein durch die Druckänderung und Verformung des Fahrzeugreifens erzeugtes Signal, das der Zeitdauer des Durchlaufs entspricht, drahtlos zu einer Auswertevorrichtung am Fährzeugchassis übertragen und dort im Vergleich mit den Parametern Sollwert, Geschwindigkeit und Ladegewicht des Fahrzeugs ausgewertet und zur Anzeige gebracht wird.

Dazu wird an die Flächen des piezoelektrischen Wandlers, an denen die elektrischen Ladungen entstehen, ein Draht angebracht, der in die Karkasse eingelegt ist und als Sendeantenne arbeitet. Bei Durchlaufen der Aufstandfläche gibt der piezoelektrische Wandler durch die Verformung und die Druckbeanspruchung eine einfache, der Druckdifferenz entsprechende Spannung ab, der ein schwaches Hochfrequenzsignal überlagert ist, das von dem als Sende antenne wirkenden Draht abgestrahlt in einem nahe dem Fahrzeugreifen angebrachten Em pfänger aufgenommen und einer Auswerteschaltung zugeführt wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Die zugehörige Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Fahrzeugreifen mit Sensor in schematischer Darstellung

Fig. 2 eine Auswerteschaltung für das Signal.

In die Karkasse 1 eines Fahrzeugreifens 2, der auf einer Felge 3 eines Rades 4 aufgezogen ist, ist ein piezoelektrischer Wandler 5 eingelassen. Am piezoelektrischen Wandler 5 ist eine Sendeantenne 6 in Form eines sich in der Karkasse 1 des Fahrzeugreifens 2 erstreckenden Drahtes angeschlossen. Der Fahrzeugreifen 2 steht mit seiner Aufstandsfläche 7 auf dem Fahr bahn 8 auf. Im Chassis 9 des Fahrzeugs befindet sich in Nähe des Fahrzeugreifens 1 ein Em pfänger 10, der mit seiner Empfangsantenne 11 die von piezoelektrischen Wandler 5 über die Sendeantenne 6 abgegebenen Hochfrequenzsignale empfängt, digitalisiert und an die in Fig. 2 dargestellte Auswerteschaltung weiterleitet.

Eine solche Vorrichtung ist an jedem Fahrzeugreifen 2 vorgesehen. Die Ausgangssignale der Empfänger 10 werden einer zentralen Meßwertauswertung 12 (EPROM) zugeführt und dort mit den Sollwerten Normaldruck, Beladezustand und Geschwindigkeit verglichen. Die Ausgangssignale werden auf einer optischen Anzeige 13 als Farbsignale angezeigt. Sobald kritische Werte erreicht werden, gibt eine akustische Warneinrichtung 14 ein Signal ab. Die Eingabe des Drucksollwertes in die Meßwertauswertung 12 erfolgt nach Befüllen des Fahrzeugreifens 2 mit Solldruck durch Betätigen eines Tasters 15 bei Fahrtbeginn.

Bezugszeichenliste

1 Karkasse
2 Fahrzeugreifen
3 Felge
4 Rad
5 Wandler
6 Sendeantenne
7 Aufstandsfläche
8 Fahrbahn
9 Chassis
10 Empfänger
11 Empfangsantenne
12 Meßwertauswertung
13 Anzeige
14 akustische Warneinrichtung
15 Taster

Claims

1. Verfahren zur kontinuierlichen Kontrolle des Reifendrucks von Fahrzeugreifen (2) während der Fahrt eines Fahrzeugs mit einer drahtlosen Übertragung des Meßsignals vom Fahrzeug reifen (2) zum Fährzeugchassis (9), dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem in der Kar kasse (1) des Fahrzeugreifens (2) befindlichen piezoelektrischen Wandler (5) beim Durchlaufen der Aufstandfläche (7) des Fahrzeugreifens (2) während der Fahrt durch die Druckänderung und Verformung des Fahrzeugreifens (2) erzeugtes hochfrequentes Signal, das der Zeitdauer des Durchlaufs entspricht, drahtlos zu einer Auswertevorrichtung (10, 11, 12) am Chassis (9) übertragen und dort mit Parametern verglichen, ausgewertet und zur Anzeige (13) gebracht wird.

2. Verfahren zur kontinuierlichen Kontrolle des Reifendrucks von Fahrzeugreifen (2) nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung des hochfrequenten Signals als Durch schnittswert über eine Anzahl von Radumdrehungen unter Beachtung des Raddurchmessers und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfolgt, der Durchschnittswert mit einem Sollwert verglichen und der Vergleichswert mindestens dann zur Anzeige gebracht wird, wenn er von einem kritischen Wert abweicht.

3. Verfahren zur kontinuierlichen Kontrolle des Reifendrucks von Fahrzeugreifen (2) nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteeinheit innerhalb einer fest zulegenden Anzahl von Radumdrehungen die Zeitanteile für diese gebildet und diese mit den Zeitanteilen für die Durchläufe des piezoelektrischen Wandler (4) durch die Radaufstands fläche (7) ins Verhältnis gesetzt werden.

4. Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens zur kontinuierlichen Kontrolle des Reifen drucks von Fahrzeugreifen (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Karkasse (1) ein piezoelektrischen Wandler (5) kleinster Abmessungen einvulkanisiert ist, daß der piezo elektrischen Wandler (5) mit einer Sendeantenne (6) verbunden ist, die ebenfalls mit in der Karkasse (1) einvulkanisiert ist, und daß dicht am Fahrzeugreifen (2) am Chassis (9) ein Em pfänger (10) angebracht ist, der mit einer Meßwertauswertung (12) elektrisch verbunden ist, wobei im Bereich des Fahrzeugführers eine Anzeige (13) angeordnet ist.

5. Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens zur kontinuierlichen Kontrolle des Reifen drucks von Fahrzeugreifen (2) nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (10) einen Verstärker, einen Filter und einen A/D-Wandler und die Meßwertauswertung (12) einen entsprechend der gewünschten Funktion programmierten EPROM besitzt.

6. Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens zur kontinuierlichen Kontrolle des Reifen drucks von Fahrzeugreifen (2) nach den Ansprüchen 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungszustand des Fahrzeugs an den Radfedern elektrisch erfaßt wird und diese elek trischen Signale in der Meßwertauswertung (12) mit verrechnet werden.

7. Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens zur kontinuierlichen Kontrolle des Reifen drucks von Fahrzeugreifen (2) nach den Ansprüchen 1, 4, 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, daß neben einer optischen Anzeige (13) beim Überschreiten kritischer Werte eine akustische Warneinrichtung (14) anspricht.