DE19649277A1

DE19649277A1 - Fahrzeuginterne Vorrichtung zur Luftdrucküberwachung eines Reifens eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE19649277A1
Application number: DE19649277A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr Schramm; Dieter Woerner; Dagobert Dr Masur
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-11-28
Filing date: 1996-11-28
Publication date: 1998-06-04
Also published as: SE9704372D0; US6053038A; SE517470C2; JPH10157418A; SE9704372L

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine fahrzeuginterne Vor richtung zur Luftdrucküberwachung eines Reifens eines Fahrzeugs nach der Gattung des Haupt anspruchs.

Es ist bekannt, fahrzeuginterne Vorrichtungen zur Überwachung des Luftdrucks der Reifen eines Fahr zeugs einzusetzen. Diese Vorrichtungen weisen eine feststehende Einrichtung auf, die mit einer sich mit dem jeweiligen Rad des Fahrzeugs mitbewegenden Einrichtung zusammenwirkt, so daß während des Fahr zeugbetriebs eine Überwachung des Luftdrucks erfol gen kann. Die sich mitbewegende Einrichtung sen siert mit geeigneten Mitteln den Luftdruck und übermittelt ein leitungsungebundenes Signal an die feststehende Einrichtung, wenn der Luftdruck einen bestimmten Wert unterschreitet. Voraussetzung für die Funktion dieser Anlagen ist es, daß die sich mitbewegende Einrichtung eine Energieversorgung aufweist, beispielsweise eine mit dem zu überwa chenden Rad umlaufende kleine Batterie. Diese Aus gestaltung ist daher in ständige Wartungszyklen mit einzubinden, um einen Batterietausch rechtzeitig zu veranlassen. Der Batterietausch führt zu zusätz lichen Kosten. Überdies wird die Masse des umlau fenden Rades aufgrund der erforderlichen Batterie einrichtung beeinflußt, insbesondere ergibt sich eine unsymmetrische Massenverteilung, die zusätz liche Gegengewichte erfordert. Insgesamt wird der Radlauf daher verschlechtert.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße fahrzeuginterne Vorrichtung zeichnet sich durch einen den Reifendruck erfassen den Sensor aus, der zusammen mit einer elektrotech nischen, ersten Einrichtung synchron mit dem Reifen umläuft und der in Abhängigkeit des ermittelten Reifenluftdrucks Parameter der ersten Einrichtung, nämlich die Energieaufnahme der ersten Einrichtung, verändert, wobei eine elektrotechnische, zweite, feststehende Einrichtung vorgesehen ist, die ein elektrisches und/oder magnetisches, insbesondere elektromagnetisches Feld ausstrahlt, das von der ersten Einrichtung bei vorzugsweise jedem Radumlauf mit einer Energieaufnahme aus dem Feld passiert wird und wobei eine die Energieaufnahme und/oder Energieabgabe der zweiten Einrichtung erfassende Überwachungseinrichtung vorgesehen ist. Diese er findungsgemäße Ausgestaltung erfordert auf der sich bewegenden, also mit dem Reifen umlaufenden Seite keine separate, sich mitbewegende Energiequelle, da die Energieversorgung der ersten Einrichtung über das elektrische und/oder magnetische, insbesondere elektromagnetische Feld vorgenommen wird. Die Ener gieaufnahme der ersten Einrichtung ist abhängig von dem vom Sensor ermittelten Reifenluftdruck, das heißt, ändert sich der Reifenluftdruck über einen bestimmten Wert hinaus und/oder fällt er unter einen vorgegebenen Wert, so greift der Sensor in bestimmte Parameter der ersten Einrichtung derart ein, daß sich die Energieaufnahme dieser Einrich tung verändert. Demzufolge wird dem versorgenden Feld entsprechend mehr oder weniger Energie entzo gen, das heißt, auf der feststehenden Seite der Ge samtanordnung ist eine Auswirkung spürbar, da die für den Aufbau des versorgenden Feldes aufzubrin gende Energie in Abhängigkeit der Energieentnahme der ersten Einrichtung größer oder kleiner wird. Mithin stellt das Niveau der abgegebenen Feldener gie beziehungsweise die Energieaufnahme der zweiten Einrichtung, die abhängig ist von der entnommenen Feldenergie ein Maß dar, für die von der ersten Einrichtung benötigte Energie, die - wie gezeigt - ab hängig ist vom Reifenluftdruck. Erfindungsgemäß läßt sich somit von der sich nicht mitdrehenden Seite der Gesamtanordnung eine Aussage über den Zu stand des Luftdrucks im Reifen machen, wobei diese Aussage von einer elektronischen Überwachungsein richtung getroffen wird, die zum Beispiel beim Un terschreiten eines Reifenluftdruck-Minimalwerts eine Warnung an den Fahrzeugführer abgibt, bei spielsweise ein optisches und/oder akustisches Si gnal. Es ist möglich, sämtliche Reifen eines Fahr zeugs jeweils separat für sich zu überwachen und eine individuelle Anzeige für jeden Reifen vorzuse hen, oder aber auch eine zwar individuelle an jedem Reifen erfolgende Luftdrucküberwachung vorzunehmen, die jedoch insgesamt nur zu einem einheitlichen Meldesignal führt, das heißt, der Fahrzeugführer muß nach Wahrnehmung des Warnsignals prüfen, wel cher der Reifen zu der Alarmauslösung geführt hat. Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, daß dem Fahrzeugführer eine Meldung alternativ oder zu sätzlich dann abgegeben wird, wenn eine bestimmte Luftdruckänderung, insbesondere innerhalb einer be stimmten Zeitspanne, auftritt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese hen, daß der Sensor als temperaturkompensierter Sensor ausgebildet ist. Diese Ausbildung verhin dert, daß Witterungs- und Jahreszeit bedingte Tem peraturänderungen, die sich auf den Luftdruck aus wirken, zu einem Fehlalarm im Hinblick auf den Rei fendruck führen.

Ferner ist vorgesehen, daß der Sensor einen Reifen luftdruck abhängig schaltenden Schwellwertschalter aufweist. Der Schwellwertschalter ändert seinen Schaltzustand, sobald von einem vorgegebenen Soll wert eine Luftdruckabweichung auftritt. Durch das Schalten werden die bereits erwähnten Energieauf nahme abhängigen Parameter der ersten elektrischen Einrichtung verändert, was von dem feststehenden Teil der Gesamtelektronik erfaßt und entsprechend ausgewertet wird.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die erste Einrich tung einen elektrischen, mit dem Feld zusammenwir kenden Schwingkreis aufweist. Der Schwingkreis schwingt im Normalfall, das heißt, wenn der zuge ordnete Reifen seinen Norm-Luftdruck aufweist, mit einer bestimmten Frequenz. Die für den Schwingvor gang erforderliche Energie wird dem von der zweiten Einrichtung gelieferten Feld entnommen. Nimmt der Reifenluftdruck einen unzulässigen Wert an, so wird dies vom Sensor erfaßt, der die elektrischen Para meter des Schwingkreises und damit seine Ener gieaufnahme verändert. Beispielsweise schaltet der Schwellwertschalter, und ändert die Resonanzfre quenz des Schwingkreises oder schaltet diesen bei spielsweise aus. Die Folge ist stets eine Änderung der Energieaufnahme, die von der zweiten, festste henden Einrichtung sensiert wird. Der Schwingkreis kann als hochfrequenter oder aber auch als nieder frequenter Schwingkreis ausgebildet sein.

Vorzugsweise ist der Sensor und/oder die erste Ein richtung an einer den Reifen tragenden Felge, bei spielsweise am inneren Felgenrand, befestigt. Dem zufolge bewegen sich Sensor und erste Einrichtung mit dem zu überwachenden Reifen mit. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß der Sensor und/oder die erste Einrichtung an einem synchron mit dem Reifen umlaufenden Impulsrad/Impulsring einer Anti-Bloc kiersystem-Einrichtung (ABS-Einrichtung) angeordnet sind. Das Impulsrad beziehungsweise der Impulsring übernimmt daher eine Doppelfunktion, indem er einerseits der Anti-Blockiersystem-Einrichtung eine Information über die Reifendrehzahl/Raddrehzahl übermittelt und andererseits dient das Impulsrad beziehungsweise der Impulsring als Befestigungs stelle für Sensor und/oder erste Einrichtung.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die zweite Ein richtung als Drehzahlfühler der ABS-Einrichtung ausgebildet ist oder den Drehzahlfühler aufweist. Hierdurch kann die ABS-Einrichtung in Doppelfunk tion verwendet werden, indem sie einerseits ihre normale Überwachungstätigkeit im Hinblick auf einen Schlupf- usw. durchführt und auf diese Art und Weise einen sicheren und kurzen Bremsweg garan tiert, andererseits jedoch auch für die Zwecke der Erfindung Verwendung findet, indem der für die ABS-Einrichtung wirkende Drehzahlfühler gleichzeitig das Element bildet, das das elektrische oder magne tische beziehungsweise elektromagnetische Feld aus sendet, das die Energie für die Versorgung der ersten Einrichtung bereitstellt. Die Anordnung ist vorzugsweise derart getroffen, daß der Drehzahlfüh ler eine Schwingkreisanordnung ist, die mittels me tallischer Zähne des Impulsrades beeinflußt wird, so daß der Drehzahlfühler über die Zählung der Zähne und über die Kenntnis der Zahnzahl auf dem Impulsrad eine Information über die Raddrehzahl er hält. Betrachtet man das elektrische Signal an dem Drehzahlfühler, so ändert es sich also im Rhythmus der Zähne beziehungsweise Zahnlücken des Impuls rads. Da der Drehzahlfühler - wie erwähnt - einen Schwingkreis darstellt, ist er gleichzeitig in der Lage, das Feld aufzubauen, um der ersten, sich mit drehenden Einrichtung die Energie zur Verfügung zu stellen, die für den dort wirkenden Schwingkreis gebraucht wird. Werden die elektrischen Parameter des Schwingkreises der ersten Einrichtung verän dert, weil der Reifenluftdruck einen unzulässigen Wert annimmt, so wird dem Drehzahlfühler der fest stehenden Einrichtung entsprechend mehr beziehungs weise weniger Energie für den Feldaufbau abver langt, so daß das vom Drehzahlfühler abgegebene ABS-Signal zwar grundsätzlich gleich bleibt, jedoch ein anderes Niveau erhält, beispielsweise auf höhe rem Spannungsniveau vorliegt, oder aber auf niedri gerem Spannungsniveau, je nachdem, ob die Paramen ter Veränderungen der ersten Einrichtung zu einer höheren oder aber zu einer niedrigeren Energieauf nahme führen. Es ist selbstverständlich auch mög lich, daß die Paramenterveränderungen überhaupt erst zu einer Energieaufnahme der ersten Einrich tung führen oder die Energieaufnahme abschalten. Demzufolge ist für die Realisierung der erfindungs gemäßen Reifenluftdrucküberwachung kein zusätzli ches Bauteil zur Erzeugung des Feldes notwendig, da die bereits für die ABS-Einrichtung verwendeten Bauteile mitgenutzt werden können.

Sofern größere Feldstärken für das erfindungsgemäße Übertragungsprinzip mit hochfrequentem Schwingkreis erforderlich sind, wird neben dem Drehzahlfühler ein zusätzlicher Hochfrequenzoszillator (HF-Oszil lator) notwendig, wobei sich der HF-Oszillator und der Drehzahlfühler in einem gemeinsamen Gehäuse be finden können. Dies führt zu einer integrierten Baueinheit. Wenn eine Niederfrequenzvariante reali siert wird (NF-Variante), so läßt sich der für die ABS-Einrichtung vorhandene Drehzahlfühler in der vorstehend erläuterten Doppelfunktion einsetzen, so daß eine besonders einfache und kostengünstige Lö sung vorliegt.

Zeichnung

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen fahrzeuginternen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Schnittansicht im Bereich des Rei fens und

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Impulsring, der einen Teil der erfindungsgemäßen Vorrich tung aufnimmt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Fig. 1 zeigt einen Sensor 1, der über eine ge strichelt dargestellte Wirkverbindung 2 den Reifen luftdruck p eines nicht näher dargestellten Reifens eines Fahrzeugs überwacht. Verändert sich der Luft druck derart, daß der Sensor 1 anspricht, so über mittelt er dies einer elektrotechnischen, ersten Einrichtung 3. Die erste Einrichtung 3 ist als Schwingkreis ausgebildet oder weist einen Schwing kreis auf, der eine bestimmte Eigenfrequenz be sitzt. Da die genaue Konstruktion des Schwingkrei ses jedem Fachmann bekannt ist und entsprechend auch variiert werden kann, soll im Zuge der weite ren Erläuterungen nicht konkret auf die Schaltung eingegangen werden. Durch die Ansprache des Sensors 1 wird die Schwingungsfrequenz des Schwingkreises der ersten Einrichtung 3 verändert oder es wird der Schwingkreis durch die Sensoransprache ein- oder ausgeschaltet. Jedenfalls wird durch die Sensoran sprache eine Zustandsänderung des Schwingkreises herbeigeführt, die sich dadurch ausdrückt, daß sich die Aufnahme von elektrischer Energie der ersten Einrichtung 3 verändert. Die vorstehend erwähnte Energie, die zum Betrieb des Schwingkreises der er sten Einrichtung 3 bereitgestellt werden muß, wird einem elektrischen und/oder magnetischen bezie hungsweise elektromagnetischen Feld 4 entnommen, daß von einer elektrotechnischen, zweiten, festste henden Einrichtung 5 ausgestrahlt wird. Mithin be findet sich die Einrichtung 5 am Chassis oder der gleichen des Fahrzeugs; bewegt sich also nicht mit dem Reifen mit. Vielmehr ist die Anordnung derart getroffen, daß sich die erste Einrichtung während eines Radumlaufs stets einmal durch das Feld 4 be wegt, so daß bei jeder Radumdrehung ein Zusammen wirken möglich ist. Da eine Veränderung der elek trischen Parameter der ersten Einrichtung 3 zu ei ner Veränderung der Energieaufnahme führt, also dem Feld 4 mehr oder weniger Energie entnommen wird, ruft dies eine entsprechende Zustandsänderung der zweiten Einrichtung hervor, das heißt, dies muß entsprechend mehr oder weniger Energie für den Feldaufbau zur Verfügung stellen. Diese Veränderung wird von einer Überwachungseinrichtung 6 erfaßt, die aufgrund der erläuterten Zustandsänderung in der Lage ist, eine Aussage über den Reifenluftdruck zu treffen, da die Zustandsänderung ausgelöst wor den ist durch eine Ansprache des Sensors 1, also durch eine Reifenluftdruckveränderung oder durch das Sensieren eines bestimmten Reifenluftdrucks. Da die erste Einrichtung 3 und der Sensor 1 die für den Betrieb notwendige Energie dem elektrischen Feld 4 entnimmt, wird keine zusätzliche Energie quelle benötigt, also keine besondere Energie quelle, die sich mit dem zu überwachenden Reifen mitdreht. Mithin entfallen Wartungsarbeiten, die bei den Vorrichtungen des Standes der Technik er forderlich sind, um einen Batteriewechsel vorzuneh men. Überdies liegt eine besonders umweltfreundli che Lösung vor, da keine verbrauchten Batterien an fallen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn es sich bei der zweiten Einrichtung um einen Drehzahlfühler einer ABS-Einrichtung handelt, der mit einem Impulsring 7 zusammenwirkt, der synchron mit dem zu überwachen den Rad des Fahrzeugs umläuft.

Die Fig. 2 zeigt einen derartigen mit ABS-Einrich tung versehenen Aufbau. Die Felge 8 eines nicht dargestellten Reifens 9 des nicht dargestellten Fahrzeugs ist von einer Bohrung 10 durchsetzt, die in das Innere des Reifens führt. Die Bohrung steht mit dem Sensor 1 in kommunikativer Verbindung, das heißt, der Sensor 1 sensiert den Reifenluftdruck. Der Sensor 1, der insbesondere als temperaturkom pensierter Sensor ausgebildet ist, kann als Schwellwertschalter 11 arbeiten, der beim Absinken des Reifenluftdruckes unter einen vorgegebenen Wert und/oder beim Überschreiten eines vorgegebenen Wert schaltet. Aufgrund des Schaltens ändern sich elek trische Parameter, die über eine elektrische Lei tung 12 der ersten elektrotechnischen Einrichtung 3 zugeführt werden. Die erste Einrichtung befindet sich an dem Impulsring 7, der auf der Nabe der Felge 8 drehfest befestigt ist. Die Drehachse des Rades 9 ist in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 13 versehen. Der Aufbau des Impulsrings 7 geht einer seits aus der Fig. 2 und auch andererseits aus der Fig. 3 hervor. Es ist erkennbar, daß er eine Viel zahl von metallischen Zähnen 14 aufweist, zwischen denen Zahnlücken 15 ausgebildet sind. Eine der Zahnlücken 15 nimmt - wie aus der Fig. 3 ersicht lich - die erste Einrichtung 3 auf, indem sie dort beispielsweise eingeklebt oder mit entsprechenden Befestigungsmitteln gehalten ist.

Wie die Fig. 2 zeigt, steht den Zähnen 14 bezie hungsweise Zahnlücken 15 des Impulsrings 7 die zweite Einrichtung 5 gegenüber, die feststehend von einem Halter 16 des Chassis des Fahrzeugs getragen wird. Demzufolge kann das von der zweiten Einrich tung 5 abgegebene elektrische Feld bei einem Radum lauf stets mit der ersten Einrichtung 3 in der vor stehend bereits beschriebenen Art zusammenwirken.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, daß die Über wachungseinrichtung 6 keine eigene Überwachungsein richtung für die Überwachung des Reifenluftdrucks ist, sondern daß es sich dabei um das ABS-Steuer gerät handelt, das lediglich eine Zusatzfunktion ausführt, nämlich die bereits erläuterte Überwa chung des Reifenluftdrucks, die dadurch möglich ist, daß eine Niveauänderung der übermittelten Si gnale erfolgt, sobald der Sensor 1 anspricht.

Claims

1. Fahrzeuginterne Vorrichtung zur Luftdrucküber wachung eines Reifens eines Fahrzeugs, gekennzeich net durch ein den Reifenluftdruck (p) erfassenden Sensor (1) der gemeinsam mit einer elektrotechni schen, ersten Einrichtung (3) synchron mit dem Rei fen umläuft und der in Abhängigkeit des ermittelten Reifenluftdrucks Parameter der ersten Einrichtung (3), nämlich die Energieaufnahme der ersten Ein richtung (3) verändert, sowie mit einer elektro technischen, zweiten, feststehenden Einrichtung (5), die ein elektrisches und/oder magnetisches, insbesondere elektromagnetisches Feld (4) aus strahlt, das von der ersten Einrichtung (3) bei vorzugsweise jedem Radumlauf mit einer Energieauf nahme aus dem Feld (4) passiert wird, und mit einer, die Energieaufnahme und/oder Energieabgabe der zweiten Einrichtung (5) erfassenden Über wachungseinrichtung (6).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Sensor (1) als temperaturkompen sierter Sensor ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1) einen Reifenluftdruck abhängig schaltenden Schwell wertschalter (11) aufweist.

4. Vorrichtung nach einer der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ein richtung (3) einen elektrischen, mit dem Feld (4) zusammenwirkenden Schwingkreis aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwing kreis als hochfrequenter oder niederfrequenter Schwingkreis ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1) und/oder die erste Einrichtung (3) an einer den Reifen tragenden Felge (8) befestigt ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1) und/oder die erste Einrichtung (3) an einem synchron mit dem Reifen umlaufenden Impulsrad/Impulsring (7) einer Anti-Blockiersystem-Einrichtung (ABS-Einrich tung) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (5) als Drehzahlfühler der ABS-Einrich tung ausgebildet ist oder den Drehzahlfühler auf weist.