DE19853696A1

DE19853696A1 - Vorrichtung zur Überwachung von Fahrzeugfelgen

Info

Publication number: DE19853696A1
Application number: DE1998153696
Authority: DE
Inventors: Hans Joachim Otto; Christian Otto
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-11-20
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 2000-05-25

Abstract

Eine Vorrichtung zur Überwachung von Fahrzeugfelgen (1) mit einer Auswerteeinheit (14) hat einen Näherungssensor (2) neben der Fahrzeugfelge (1), der mit der Auswerteeinheit (14) gekoppelt ist. Der Näherungssensor (2) ist vorzugsweise ein induktiver Sensor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung von Fahrzeugfelgen mit einer Auswerteeinheit.

Zur Diebstahlsicherung von hochwertigen Fahrzeugfelgen werden herkömmlicherweise mechanische Felgenschlösser verwendet. Die se können von einschlägigen Fachleuten jedoch leicht geknackt werden.

In der US 5,541,574 ist ein Transpondersystem zur Überwachung von Fahrzeugreifen beschrieben, wobei eine Transponderspule zum Übermitteln von Reifenidentifikationen und Reifenbedingun gen, wie z. B. Luftdruck, auf einem Schlauch um den Fahrzeu greifen angeordnet ist. Die Transponderspule wird von einer auf dem stationären Teil des Fahrzeugs befindlichen Erreger spule zu Schwingungen angeregt. An der Erregerspule ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, welche das von der Transponderspu le zurückgesendete Signal auswertet. Hierbei kann z. B. ein Druckabfall im Reifen durch eine Frequenzänderung erkannt und an den Fahrzeugführer gemeldet werden. Das Transpondermeßsy stem ist jedoch relativ aufwendig.

Aufgabe der Erfindung war es daher, eine verbesserte, einfa cherere Vorrichtung zur Überwachung von Fahrzeugfelgen mit ei ner Auswerteeinheit zu schaffen.

Die Aufgabe wird durch die Erfindung mit den Merkmalen des Pa tentanspruch 1 dadurch gelöst, daß ein Näherungssensor neben der Fahrzeugfelge vorgesehen und mit der Auswerteeinheit ge koppelt ist.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen be schrieben.

Durch die Näherungsmessung kann vorteilhaft eine berührungslo se Felgenerkennung durchgeführt werden. Der Näherungssensor kann in bekannter Weise nach dem optischen, z. B. laseroptisch oder mit Lumineszenz oder Infrarot, kapazitiven oder vorzugs weise nach dem induktiven Meßprinzip arbeiten. Es kann auch ein Ultraschall-Sensor verwendet werden. Bei allen Meßsystemen wird der absolute oder relative Abstand der Felge zu dem Nähe rungssensor ermittelt. Bei einem induktiven Näherungssensor beeinflußt die Felge das elektromagnetische Feld des Sensors.

Der induktive Sensor hat vorteilhafterweise einen Schwingkreis mit einer Meßspule und ggf. einer weiteren Spule und einem Trimmkondensator, der in bekannter Weise mit einem Wechsel strom- bzw. Wechselspannungssignal über einen Transistor ange regt wird. Der Schwingkreis ist hierbei so ausgelegt, daß er abgestimmt ist, wenn sich eine Felge neben der Meßspule befin det. Sobald die Felge entfernt wird, wird der Schwingkreis entstimmt und es wird eine an den Schwingkreis gekoppelte Alarmanlage ausgelöst.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn ein kreisbogenförmiger Ma gnetstreifen auf der Felge neben dem induktiven Näherungssen sor angeordnet ist. Der induktive Näherungssensor befindet sich hierbei auf dem stationären Teil der Antriebseinheit. Der Magnetstreifen beschreibt einen Kreisbogen auf der Innenseite der Felge. Bei Tiefbettfelgen befindet sich der Magnetstreifen vorteilhafterweise an dem zum Fahrzeug gerichteten Flansch auf dem äußeren Umfang der Fahrzeugfelge oder auf der Innenseite des zylinderförmigen Felgenbetts. Sie kann aber auch auf dem über die Radnabe hinausragenden Teil der Frontfläche der Fahr zeugfelge vorgesehen sein.

Der Magnetstreifen sollte maximal die Breite des auf die Fahr zeugfelge gerichteten Kopfes des Näherungssensors haben.

An Stelle des Magnetstreifens kann für optische Näherungssen soren auch ein geeigneter Reflektorstreifen verwendet werden. Für andere Meßverfahren können gleichermaßen entsprechende Streifen vorgesehen sein, die auf die jeweiligen Felder wir ken.

Es ist für weitere Anwendungen, wie z. B. für die Ermittlung und Aufzeichnung des Bremswegs, der Geschwindigkeit oder der Prosition vorteilhaft, wenn der Streifen (Magnetstreifen, Re flektorstreifen etc.) mindestens eine Einkerbung auf seinem Umfang hat. Die Auswerteeinheit kann dann die bei einer Dre hung der Fahrzeugfelge durch die Kerbung verursachten Signalt akte in bekannter Weise auswerten. Hierzu können z. B. die Si gnaltakte der verschiedenen Reifen bzw. die Zeitdifferenzen zwischen den einzelnen Takten miteinander verglichen und be wertet werden. Hierzu können bekannte Signalverarbeitungsver fahren verwendet werden. Das Ergebnis kann z. B. zur Positions bestimmung an ein Navigationssystem übermittelt werden. Es kann aber auch als Fehlersignal, z. B. wenn die Takte bzw. die Taktdifferenzen aus dem Gleichgewichht kommen, an eine Alar meinheit gesendet werden.

Es ist vorteilhaft, den Schwingkreis mit einer Frequenz von 1 bis 10 kHz anzuregen. Bei einer kleineren Frequenz wäre die erforderliche Leistung zu hoch. Bei größeren Frequenzen können Probleme mit der elektromagnetischen Verträglichkeit auftre ten.

Es ist weiterhin empfehlenswert, wenn die Meßspule einen Fer ritkern hat, der auf die kreisbogenförmige Magnetschicht ge richtet ist.

Die Auswerteeinheit hat vorteilhafterweise einen Speicher zur Pufferung der Signaldaten. Die Vorrichtung kann dann mit einem Datenrekorder z. B. zur Unfallanalyse verwendet werden. Weiter hin ist es möglich, die Signaldaten statistisch auszuwerten, um Fehlermeldungen durch unsystematische Signalabweichungen zu vermeiden. Hierzu wird vorzugsweise die Summe der quadrierten Abweichung des Signals kontinuierlich ermittelt und mit einem Vergleichswert verglichen.

Die Vorrichtung kann zur Diebstahlssicherung mit einer Alarm anlage des Fahrzeugs verbunden sein. Sie ist aber auch zur Fehlerüberwachung der Fahrzeugfelge geeignet, indem Spurfeh ler, Neigungsfehler und Felgenschlag erkannt werden können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeich nung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Felgensicherung;

Fig. 2 Schaltdiagramm der Vorrichtung mit einem induktiven Näherungssensor und einem Schwingkreis.

In der Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Vorrich tung zur Sicherung einer Fahrzeugfelge 1 dargestellt. Ein Nä herungssensor 2 ist neben der Fahrzeugfelge 1 auf dem statio nären Teil der Antriebseinheit 3 angeordnet und auf die Fahr zeugfelge 1 ausgerichtet.

Nachfolgend wird die Erfindung am Beispiel einer induktiven Abstandsmessung beschrieben. Gleichermaßen können aber auch optische Abstandssensoren, wie z. B. laseroptische und Infra rot-Sensoren, Ultraschallsensoren oder kapazitive Sensoren verwendet werden.

Auf der Fahrzeugfelge 1 ist ein kreisbogenförmiger Magnet streifen 4 vorgesehen, so daß das Magnetfeld des Magnetstrei fens 4 auf eine Meßspule des induktiven Näherungssensors 2 wirkt. Der Magnetstreifen 4 ist vorzugsweise auf dem zum Fahr zeug gerichteten Flansch 5 auf dem äußeren Umfang der Fahr zeugfelge 1 angeordnet. Er kann aber auch auf der Innenseite des Felgenbettes 6 oder auf der Innenseite der Frontfläche 7 der Fahrzeugfelge 1 angeordnet sein. Der Näherungssensor 2 ist entsprechend auf den Magnetstreifen 4 ausgerichtet und vor zugsweise an das obere, starre Ende des Federbeins 8 montiert, auf das ggf. auch eine Lenkstange wirkt. Dieser Punkt ist der höchste Befestigungspunkt, der immer ein gleichbleibendes Ab standsverhältnis zu der Fahrzeugfelge 1 hat.

Der Magnetstreifen 4 sollte die Breite des Kopfes des Nähe rungssensors 2 nicht überschreiten, damit auch Fehler der Spur, Neigung oder ein Felgenschlag erkannt werden können. Dann entfernt sich bei einer Felgendrehung der Magnetstreifen 4 temporär von dem Näherungssensor 2, so daß Signalschwankun gen auftreten, die entsprechend ausgewertet werden können.

Der Magnetstreifen 4 kann auch mindestens eine Einkerbung auf seinem Umfang haben. Dies ist insbesondere zur Ermittlung des Bremsweges, der Geschwindigkeit oder der Fahrzeugposition hilfreich. Bei der Drehung der Fahrzeugfelge wird aufgrund der Einkerbung eine kurzzeitige Unterbrechung der Schwebung des Schwingkreises verursacht. Die daraus resultierenden Signal takte können mit bekannten Signalverarbeitungsverfahren her ausgefiltert und ausgewertet werden. Hierzu können z. B. die Zeitdifferenzen zwischen den Signaltakten pro Fahrzeugfelge 1 ermittelt und bewertet werden. Die Signaltakte bzw. die Zeit differenzen können auch zwischen den einzelnen Fahrzeugfelgen 1 verglichen werden. Damit ist die Vorrichtung auch vorteil haft zur Steuerung oder zusätzlichen Kontrolle von Antibloc kiersystemen oder Antischlupfregelungen geeignet.

In der Fig. 2 ist ein Schaltdiagramm für einen induktiven Nä herungssensor 2 gezeigt. Der induktive Näherungssensor 2 be steht aus einem Schwingkreis mit einer Meßspule 10, einer Spu le 11 und einem Trimmkondensator 12, der mit einem Wechsel strom- bzw. Wechselspannungssignal angeregt wird. Die Meßspu le hat einen Ferritkern 13, der auf die Fahrzeugfelge 1 ge richtet ist. Der Schwingkreis ist so bemessen, daß er auf eine Resonanzfrequenz abgestimmt ist, wenn sich die Fahrzeugfelge 1 mit dem Magnetstreifen 4 neben der Meßspule 10 befindet. Der induktive Näherungssensor 2 ist mit einer Auswerteeinheit 14 gekoppelt und wird in hinreichend bekannter Weise ausgewertet. Hierzu wird der Schwingkreis vorzugsweise mit einer Frequenz von 1 bis 10 KH beaufschlagt. Die Auswerteeinheit 14 wird aus gelöst, sobald der Schwingkreis durch das Entfernen der Fahr zeugfelge 1 mit dem Magnetstreifen 4 entstimmt wird.

Die Auswerteeinheit 14 sollte eine Speichereinheit zur Zwi schenspeicherung und Pufferung der Signaldaten haben. Damit kann die Vorrichtung auch als Datenrekorder für eine Un fallauswertung dienen. Durch die Pufferung der Daten ist es aber auch möglich, das Signal statistisch auszuwerten. Damit wird vermieden, daß bei der Betrachtung der absoluten Signal werte Fehlalarme ausgelöst werden. Vielmehr sollte die Summe der quadrierten Abweichung einer Zeitreihe des Signal kontinu ierlich berechnet und mit einem Sollwert verglichen werden. Bei einem Abweichen des Resultats von dem Sollwert wird dann ein Diebstahlsignal oder ein Fehlersignal für die Spur, Nei gung und/oder einen Schlag der Fahrzeugfelge 1 ausgelöst. Es kann aber auch eine Interpolation der Signalreihe oder eine sonstige geeignete statistische Signalauswertung erfolgen.

Weiterhin ist ein Regelkreis 15 vorgesehen, um den Schwing kreis abzustimmen. Der Regelkreis 15 justiert hierzu den Trimmkondensator 12, z. B. in hinreichend bekannter Weise mit einer Regelspannung. Die Abstimmung erfolgt vorzugsweise je desmal bei dem Einschalten der Auswerteeinheit 14.

Die Auswerteeinheit 14 kann z. B. mit einem nicht dargestellten Bordcomputer verbunden sein. Dann kann z. B. bei Einsatz eines Notrades die Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch gedrosselt werden, indem der Schwingkreis durch die reduzierte Breite ei nes Notrades oder einen fehlenden Magnetstreifen auf dem Notrad entstimmt wird.

Claims

1. Vorrichtung zur Überwachung von Fahrzeugfelgen (1) mit ei ner Auswerteeinheit (14), dadurch gekennzeichnet, daß ein Näherungssensor (2) neben der Fahrzeugfelge (1) angeordnet und mit der Auswerteeinheit (14) gekoppelt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Näherungssensor (2) ein induktiver Sensor ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der induktive Näherungssensor (2) einen elektrischen Schwingkreis mit einer Meßspule (10) umfaßt, wobei der Schwingkreis angeregt wird und so ausgelegt ist, daß die ser gestimmt ist, wenn eine Fahrzeugfelge (1) neben der Meßspule (10) ist, und der Schwingkreis entstimmt wird, wenn die Fahrzeugfelge (1) entfernt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspule (10) einen Ferritkern (13) hat, wobei der Ferritkern (13) auf die Fahrzeugfelge (1) gerichtet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich net, daß die Auswerteeinheit (14) einen Regelkreis (15) zum Abstimmen des Schwingkreises hat, wobei der Regelkreis (15) einen Trimmkondensator (12) des Schwingkreises steu ert und die Abstimmung bei jedem Einschalten der Auswerte einheit (14) durchgeführt wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß ein kreisbogenförmiger Magnet streifen (4) auf der Fahrzeugfelge (1) neben dem indukti ven Näherungssensor (2) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetstreifen (4) an dem zum Fahrzeug gerichteten Flansch (5) auf dem äußeren Umfang der Fahrzeugfelge (1) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetstreifen (4) auf der Innenseite des Felgenbettes (6) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetstreifen (4) auf der Innenseite der Frontfläche (7) der Fahrzeugfelge (1) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der Magnetstreifen (4) maximal die Brei te des auf die Fahrzeugfelge (1) gerichteten Kopfes des Näherungssensors (2) hat.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der Magnetstreifen (4) eine Kerbung hat und die Auswerteeinheit (14) zur Auswertung der bei einer Drehung der Fahrzeugfelge (1) durch die Kerbung verursach ten Signaltakte ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem optischen Sensor, dadurch gekennzeichnet, daß ein kreisbogenförmiger Reflek torstreifen auf der Fahrzeugfelge (1) neben dem optischen Näherungssensor (2) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektorstreifen eine Kerbung hat und die Auswerte einheit (14) zur Auswertung der bei einer Drehung der Fahrzeugfelge (1) durch die Kerbung verursachten Signal takte ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (14) zur Ermitt lung des Bremsweges, der Geschwindigkeit und/oder der Po sitionsänderung aus den Signaltakten ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (14) eine Speichereinheit für das Signal hat.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheit ein "First In - First Out" (FIFO) Speicher ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeich net, daß die Auswerteeinheit (14) mit einem Datenrekorder des Fahrzeugs verbunden ist.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (14) zur Er kennung eines Diebstahls der Fahrzeugfelge (1) ausgebildet ist.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (14) zur Er kennung von Fehlern der Spur, der Neigung und/oder des Schlags der Fahrzeugfelge (1) ausgebildet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Auswerteeinheit (14) die Positionsänderung ermittelt, dadurch gekennzeich net, daß die Auswerteeinheit (14) mit einem Navigationssy stem gekoppelt ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (14) zur kontinuierlichen Berechnung der Summe der quadrierten Abweichung des zwischengespei cherten Signals ausgebildet ist und einen Vergleicher hat, wobei die Auswerteeinheit (14) ein Felgendiebstahl-Signal und/oder ein Felgenfehler-Signal abgibt, wenn die Summe der quadrierten Abweichung einen definierten Vergleichs wert überschreitet.

22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (14) mit ei nem Bordcomputer gekoppelt ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Bordcomputer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs dros selt, wenn ein Fehler erkannt ist.

24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (14) eine Diagnoseschnittstelle hat.

25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß ein Antiblockiersystem an die Auswerteeinheit (14) geschaltet ist.

26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß ein Antischlupfregelungssystem an die Auswerteeinheit (14) geschaltet ist.