DE19854176A1 - Vorrichtung zur laufenden Kontrolle des Betriebszustands der Reifen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die Vorrichtung zur laufenden Kontrolle des Betriebszustands der Reifen (1) von Fahrzeugen (2) umfaßt mindestens eine jedem Reifen zugeordnete Transpondereinheit mit mindestens einem Sensor (4). Der festgestellte Wert dieses Sensors wird zu einer vorzugsweise im Bereich der Armaturentafel des Fahrzeugs vorgesehen, den Betriebszustand anzeigenden Anzeigevorrichtung geleitet und ggf. bei Über- bzw. Unterschreiten eines bestimmten Toleranzwertes zur Auslösung eines optischen und/oder akustischen Warnsignals und/oder zum selbsttätigen Eingriff in den Fahrbetrieb herangezogen. Eine laufende Kontrolle des Reifenzustands, ohne daß es der Zuordnung von Batterien zu den einzelnen Felgen bedarf, ist durchführbar, wenn die Transpondereinheit einen im kontrollierten Reifen (1) gelagerten, eine Antenne (4) umfassenden Transponderchip (5) umfaßt und wenn die für ihre Energieversorgung erforderliche Energie von einer in der Nähe des kontrollierten Reifens (1) gelagerten Transponder-Basisstation (7) (Terminal) über die Trägerfrequenz zur Übertragung des Kontrollsignale drahtlos übermittelbar ist, (Fig. 1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur lau­ fenden Kontrolle des Betriebszustands der Reifen von Fahrzeugen mit Hilfe mindestens einer jedem Reifen zugeordneten Transpon­ dereinheit mit mindestens einem Sensor, dessen festgestellter Wert zu einer vorzugsweise im Bereich der Armaturentafel des Fahrzeugs vorgesehenen, den Betriebszustand anzeigenden Anzeige­ vorrichtung geleitet und ggf. bei Über- bzw. Unterschreiten ei­ nes bestimmten Toleranzwertes zur Auflösung eines optischen und/oder akustischen Warnsignals und/oder zum selbsttätigen Ein­ griff in den Fahrbetrieb herangezogen wird.

Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung handelt es sich um eine Abwandlung einer ebenfalls in der Praxis verwen­ deten Vorrichtung, die sich in den Reifen angeordneter Sensoren­ gendeeinheiten bedient, über welche Reifendaten, wie Luftdruck und Temperatur auf einen in einem Fahrzeugdepot fest angeord­ neten bzw. von einer Prüfperson gehaltenen Empfangsgeräte über­ tragbar sind, um in zeitlichen Abständen die Qualität der Reifen der im Depot befindlichen Fahrzeuge abzufragen. Bei der Vor­ richtung der eingangs genannten Art, mit der der Betriebszustand der Fahrzeugreifen mit Hilfe mindestens eines Sensors laufend, d. h. ununterbrochen kontrollierbar ist, wirkt letzterer mit kontaktlosen Transpondereinheiten zusammen, die den Reifen je­ weils zugeordnet sind. Deren erfaßte Daten werden zu dem Ter­ minal weitergeleitet, der einen Mikroprozessor umfaßt und diese Daten verarbeitet, um dem Fahrer mit Hilfe einer im Bereich der Armaturentafel des Fahrzeugs vorgesehenen, den Betriebszustand anzeigenden Anzeigevorrichtung die ausgewerteten Daten in Form von Informationen anzuzeigen.

Zu diesem Zweck finden bei den bekannten Vorrichtungen in den Radfelgen gelagerte Langzeit-Lithiumbatterien Anwendung, von denen aus den Reifen zugeordnete, mit Druck- und/oder Tem­ peratursensor ausgerüstete Sendeeinheiten gespeist werden, die ihre Signale auf den Empfänger im Radkasten des Fahrzeugs über­ tragen. Von diesem gelangen dem vom Sensor festgestellten Wert entsprechende Signale zur Anzeigevorrichtung. Der Fahrer kann gleichzeitig bei Erreichen bzw. Überschreiten des Toleranzwertes evtl. durch Auslösen eines optischen und/oder akustischen Warn­ signals aufmerksam gemacht werden.

Dieses Kontrollsystem ist mit dem Nachteil der Abhängig­ keit von unzugänglich untergebrachten Batterien verbunden, die auch über Jahre exakt funktionieren müssen. Von Nachteil ist ferner eine begrenzte Überwachungsfunktion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung unter Beseitigung der genannten Nachteile so weiter auszubilden, daß die laufende Kontrolle des Reifenzustands durchführbar und bei Bedarf auch auf weitere Funktionen erwei­ terbar ist, ohne daß es der Zuordnung von Batterien zu den ein­ zelnen Felgen eines Kraftfahrzeugs bedarf.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der diese Aufgabe gelöst ist, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Transpondereinheit einen im kontrollierten Reifen gelagerten Transponderchip mit zugeordneter Antenne umfaßt und daß die für ihre Energieversorgung erforderliche Energie von einer in der Nähe des kontrollierten Reifens gelagerten Transponder-Basissta­ tion (Terminal) über die Trägerfrequenz zur Übertragung der Kon­ trollsignale drahtlos übermittelbar ist. Erfindungsgemäß ent­ fällt bei dieser Vorrichtung somit in vorteilhafter Weise die Notwendigkeit, in allen Felgen der Fahrzeugreifen, deren Be­ triebszustand laufend kontrolliert werden soll, jeweils eine Langzeit-Lithiumbatterie anzuordnen.

Außerdem hat es sich bei der erfindungsgemäßen Vor­ richtung insofern als sehr vorteilhaft erwiesen, daß die er­ mittelten Daten, z. B. die Luftdruck- und/oder Temperatur-Daten auf elegante Weise abrufbar und zur Armaturentafel usw. über­ tragbar sind. Bei Absenkung oder Erhöhung des Luftdrucks unter oder über einen vorgegebenen Toleranzwert bzw. der Lufttem­ peratur des Reifens über einen analog vorgegebenen Grenzwert lassen sich die Signale ferner zur Beeinflussung des Fahrbe­ triebs im Sinne einer Stillsetzung nach einer gewissen Zeit­ spannen bzw. Fahrstrecke auswerten.

In der Praxis wird in der Nähe jedes zu kontrollierenden Reifens jeweils eine Transponder-Basisstation angeordnet. Eine bauliche Vereinfachung ergibt sich, wenn in weiterer erfindungs­ gemäßer Ausbildung der Kontrollvorrichtung die Transponder-Ba­ sisstation zentral angeordnet ist und die Transponderchips in den Reifen über separate Antennen in der unmittelbaren Nähe der Laufflächen der Reifen im Multiplexverfahren abfragbar sind.

Für Fahrzeuge mit in Radkästen laufenden Reifen hat es sich als besonders günstig im Hinblick auf eine einwandfreie Be­ triebsweise herausgestellt, wenn die für diese Fahrzeuge vor­ gesehene Transponder-Basisstation bzw. deren Antenne etwa in Höhe der Drehachse des zu überprüfenden Fahrzeugreifens im Rad­ kasten angeordnet ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß Durchfederungen der Fahrzeugräder nicht zu Abstandsänderungen und somit ungenauen Ergebnissen führen.

Es ist auch auf sehr elegante Weise möglich, den Reifen­ zustand, genauer gesagt das Maß der Abnutzung des Reifens analog zu überwachen, wenn die die Reifenzustandsinformation feststel­ lende und übermittelnde Transpondereinheit eine zu dem Trans­ ponderchip führende Antennenschleife umfaßt, die mitsamt dem Transponderchip in den Laufflächenbereich unter dem Reifenprofil derart eingelagert ist, daß bei Erreichen der maximal zulässigen Profilabnutzung die Antennenschleife durch Abfahren unterbro­ chen und damit das Überschreiten des bestimmten Toleranzwerts anzeigbar ist.

Durch Einbringen mehrerer Transpondereinheiten in die Lauffläche des Reifens bzw. durch Ausrüsten der im Reifen an­ geordneten Transpondereinheit mit diagonal zur Lauffläche ange­ ordneten zusätzlichen Schleifen (Sensoren) können auch andere Fehler an Rad und Reifen bzw. deren Felgen erkannt werden, wie z. B. Spurfehler, Unwuchten, falsche Radeinstellungen, zu gerin­ ger Luftdruck usw.

Die Antennen bzw. Schleifen (Sensoren) der Transponder­ einheiten bestehen zweckmäßigerweise jeweils aus Kohlenstoff-Fa­ sern, da sich diese aufgrund ihrer Flexibilität und Leitfähig­ keit als besonders geeignet zur Einvulkanisation in das Material der Reifen herausgestellt haben.

In weiterer vorteilhafter Weise läßt sich sicherstellen, daß die Fahrzeuge nur die vom Fahrzeughersteller akzeptierten Reifen benutzen können. Zu diesem Zweck ist der Chip der Trans­ pondereinheit des Reifens mit einer Kennung versehen. Diese Ken­ nung wird an die entsprechende Transponder-Basiseinheit (Termi­ nal) gesendet. Wenn diese Kennung mit der Kennung für das Fahr­ zeug übereinstimmt, kann das Fahrzeug z. B. uneingeschränkt ge­ fahren werden. Mit Hilfe der Reifenkennung kann ferner die für den Reifen zugelassene Höchstgeschwindigkeit an das Terminal übermittelt werden, so daß das Fahrzeug nicht schneller als die für den Reifen zugelassene Höchstgeschwindigkeit fahrbar ist.

Selbstverständlich können in dem Reifenchip auch alle anderen Informationen, die den Reifen betreffen, nämlich die Reifendaten gespeichert werden, so ist z. B. die Seriennummer des Reifens, der Produktionszeitpunkt des Reifens, die vorgeschrie­ bene maximale Geschwindigkeit, mit der der Reifen fahrbar ist, der Belastungsindex und alle anderen Basis- und Servicedaten in den Reifenchip einschreibbar und im Bedarfsfall auch auslesbar.

Dabei sind auch weitere interessante Informationen, die sich bisher nicht erfassen ließen, in den Chip einschreibbar, z. B. der Zeitpunkt der ersten Montage des Reifens, die Wuchtda­ ten, der Zeitpunkt der letzten Kontrolle und Auswuchtung des Reifens und die Daten der Werkstatt usw.

Als sehr zweckmäßig hat es sich dabei erwiesen, wenn der Vorrichtung ein spezielles Softwareprogramm zur Steuerung der durch die Transponder-Basisstation und/oder eine Trans­ ponder-Servicestation erfolgenden Erfassung und Verarbeitung der Basis- und Servicedaten zugeordnet ist.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeuges, dessen linkes Vorderrad einen Reifen mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kontrollvorrichtung aufweist und

Fig. 2 eine Einzelheit zur Veranschaulichung des Reifens und der mit diesem zusammenwirkenden, der Kontrolle dienen­ den Transponder-Basisstation.

Wie der schematischen Zeichnung entnehmbar ist, umfaßt die Vorrichtung zur laufenden, d. h. ununterbrochenen Kontrolle des Betriebszustandes der Reifen 1 von Fahrzeugen 2 mindestens eine im veranschaulichten Beispiel 4 dem Reifen 1 zugeordnete Transpondereinheiten. Diese weisen jeweils mindestens einen Sen­ sor, bei dem es sich um einen Druckmesser, ein Thermometer o. dgl. handeln kann, auf. Im gezeigten Beispiel ist jeder Sensor durch eine Antennenschleife 4 gebildet, die mitsamt einem Trans­ ponderchip 5 in den Laufflächenbereich unter dem Reifenprofil 6 eingelagert ist. Diese Schleife wird bei Erreichen der maximal zulässigen Profilabnutzung durch Abfahren unterbrochen. Dadurch wird das Überschreiten eines bestimmten Toleranzwerts angezeigt. Der so festgestellte Wert wird zu einer vorzugsweise im Bereich der Armaturentafel des Fahrzeugs 2 vorgesehenen, den Betriebs­ zustand anzeigenden Anzeigevorrichtung geleitet. Zusätzlich kann bei Über- bzw. Unterschreiten eines bestimmten Toleranzwertes ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgelöst werden. Es ist auch möglich, diese letztgenannte Tatsache zum selbsttä­ tigen Eingriff in den Fahrbetrieb heranzuziehen.

Zur Energieversorgung der Transpondereinheit mit dem im kontrollierten Reifen 1 gelagerten Transponderchip 5 über dessen Antennenschleife 4 ist in der Nähe des kontrollierten Reifens eine Transponder-Basisstation 7 (Terminal) gelagert, die die En­ ergie über die Trägerfrequenz zur Übertragung der Kontrollsigna­ le drahtlos übermittelt.

Natürlich kann jedem Reifen mit seiner Transponderein­ heit 3, 4, 5 jeweils eine Transponder-Basisstation 7 zugeordnet sein. Der hierfür erforderliche Aufwand läßt sich verringern, wenn die Transponderbasisstation 7 auf nicht näher veranschau­ lichte Weise zentral angeordnet ist und die Transponderchips 5 in den Reifen 1 über ebenfalls nicht näher gezeigte separate Antennen in der unmittelbaren Nähe der Laufflächen der Reifen 1 im Multiplexverfahren abfragbar sind.

Die Kontrollvorrichtung kann bei Fahrzeugen aller Art, also auch Luftfahrzeugen vorgesehen sein, bei denen die zu kon­ trollierenden Reifen in der Regel an aus dem Fahrzeugrumpf herausschwenkbaren Fahrgestellen sitzen. Bei üblichen Land­ fahrzeugen, d. h. Fahrzeugen 2 mit in Radkästen 8 laufenden Rei­ fen 1 ist die Transponder-Basisstation 7 bzw. deren Antenne 9 etwa in Höhe der Drehachse 10 des zu überprüfenden Fahrzeug­ reifens 1 im Radkasten 8 angeordnet. Wie sich besonders deutlich der Fig. 2 entnehmen läßt, ist auf diese Weise gewährleistet, daß sich der Abstand zwischen Reifen 1 und Transponder-Basis­ station 7 auch beim Durchfedern praktisch nicht ändert.

Die erfindungsgemäße Kontroll-Vorrichtung ist auch ein­ setzbar, um Unregelmäßigkeiten der Reifenabnutzung festzustel­ len, wie z. B. in der Nähe der Reifenflanken erhöhte Abnutzungen aufgrund zu geringen Luftdrucks oder aber eine ungleichmäßige Abnutzung verteilt am Umfang. Deshalb kann die Transponderein­ heit im Reifen mit diagonal zur Laufrichtung angeordneten, zu­ sätzlichen Schleifen (Sensoren) ausgerüstet sein, die auf der­ artige Reifenmängel ansprechen. Wie bereits angedeutet kann die Transpondereinheit des Reifens auch mit den Luftdruck und/oder die Temperatur feststellenden Sensoren im Reifen verbunden sein. Um die Reifen zu identifizieren, ist es von Vorteil, wenn der Chip der Transpondereinheit des Reifens eine Reifenkennung ent­ hält. Neben dieser Kennung können im Chip der Transpondereinheit des Reifens auch sonstige Reifendaten enthalten sein, bei­ spielsweise eine Kennung für die einzuhaltende Höchstgeschwin­ digkeit, bei deren Überschreiten dem Fahrer eine akustische und/oder eine optische Warnung gegeben wird. Ebenso ist es mög­ lich, den Zeitpunkt für den Übergang von Sommerreifen auf Win­ terreifen - und umgekehrt - vorzugeben, zu dem die Reifenüber­ prüfung eine Warnung gibt, falls der Wechsel noch nicht statt­ gefunden hat.

Aufgrund der vorstehenden Hinweise versteht es sich, daß in den Chip der Transpondereinheit des Reifens sowohl Basis- als auch Servicedaten, wie z. B. Laufkilometer wie z. B. Laufkilometer einschreibbar und auslesbar sind, d. h. den Reifen von Beginn an kennzeichnende Daten als auch sich in Abhängigkeit von der Einsatzzeit ändernde Daten. Zu diesem Zweck ist der Vorrichtung vorteilhafterweise ein spezielles Softwareprogramm zur Steuerung der durch die Transponder-Basisstation und/oder eine Transpon­ der-Servicestation erfolgenden Erfassung und Verarbeitung der Basis- und Servicedaten zugeordnet.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur laufenden Kontrolle des Betriebszu­ stands der Reifen (1) von Fahrzeugen (2) mit Hilfe mindestens einer jedem Reifen zugeordneten Transpondereinheit mit min­ destens einem Sensor (4), dessen festgestellter Wert zu einer vorzugsweise im Bereich der Armaturentafel des Fahrzeugs vorge­ sehenen, den Betriebszustand anzeigenden Anzeigevorrichtung ge­ leitet und ggf. bei Über- bzw. Unterschreiten eines bestimmten Toleranzwertes zur Auslösung eines optischen und/oder akusti­ schen Warnsignals und/oder zum- selbsttätigen Eingriff in den Fahrbetrieb herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Transpondereinheit einen im kontrollierten Reifen (1) gelager­ ten, eine Antenne (4) umfassenden Transponderchip (5) umfaßt und daß die für ihre Energieversorgung erforderliche Energie von einer in der Nähe des kontrollierten Reifens (1) gelagerten Transponder-Basisstation (7) (Terminal) über die Trägerfrequenz zur Übertragung der Kontrollsignale drahtlos übermittelbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transponder-Basisstation (7) zentral angeordnet ist und die Transponderchips (5) in den Reifen (1) über separate Anten­ nen in der unmittelbaren Nähe der Laufflächen der Reifen im Mul­ tiplexverfahren abfragbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für Fahrzeuge mit in Radkästen (8) laufenden Rei­ fen (1) die Transponder-Basisstation (7) bzw. deren Antenne (9) etwa in Höhe der Drehachse (10) des zu überprüfenden Fahrzeug­ reifens (1) im Radkasten angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Reifenzustandsinformation feststel­ lende und übermittelnde Transpondereinheit eine zu dem Transpon­ derchip (5) führende Antennenschleife (4) umfaßt, die mitsamt dem Transponderchip in den Laufflächenbereich unter dem Reifen­ profil (6) derart eingelagert ist, daß bei Erreichen der maximal zulässigen Profilabnutzung die Antennenschleife (4) durch Abfah­ ren unterbrochen wird und damit das Überschreiten des bestimmten Toleranzwerts anzeigbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transpondereinheit im Reifen (1) mit diagonal zur Laufrichtung angeordneten, zusätzlichen Schleifen (Sensoren) ausgerüstet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Transpondereinheit des Reifens (1) mit den Luftdruck und/oder die Temperatur feststellenden Sen­ soren im Reifen verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Chip (5) der Transpondereinheit des Rei­ fens (1) eine Reifenkennung enthält.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Chip (5) der Transpondereinheit des Rei­ fens (1) eine Höchstgeschwindigkeitskennung enthält.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Chip (5) der Transpondereinheit des Rei­ fens (1) Reifendaten enthält.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß in den Chip (5) der Transpondereinheit des Reifens (1) Basis- und Servicedaten, wie z. B. Laufkilometer einschreibbar und auslesbar sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ge­ kennzeichnet durch ein spezielles Softwareprogramm zur Steuerung der durch die Transponder-Basisstation und/oder eine Transpon­ der-Servicestation erfolgenden Erfassung und Verarbeitung der Basis- und Servicedaten.