DE2630511A1 - TIRE PRESSURE REGULATION SYSTEM - Google Patents
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Description
WABCO WESIINGHOUSE GmbH, HANNOVERWABCO WESIINGHOUSE GmbH, HANNOVER
Hannover, den 1.7.1976Hanover, July 1st, 1976
ReifendruckregelanlageTire pressure control system
Die Erfindung betrifft eine Regelanlage zur Änderung des Druckes in den Reifen von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen während der Fahrt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a control system for changing the Pressure in the tires of vehicles, in particular of motor vehicles while driving according to the preamble of claim 1.
Derartige Regelanlagen sind vornehmlich für Lastkraftwagen vorgesehen, bei welchen aufgrund ihrer Einsatzbedingungen der Druck in den Reifen während der Fahrt, d. h. ohne Fahrtunterbrechung, den jeweiligen Gelände- bzw. Straßenverhältnissen angepaßt werden muß.Such control systems are primarily for trucks provided in which, due to their operating conditions, the pressure in the tires while driving, d. H. must be adapted to the respective terrain or road conditions without interrupting the journey.
Die deutsche Offenlegungsschrift 2 141 553 macht mit einer Reifendruckregelanlage bekannt, bei welcher der Fahrer nach Einstellung des gewünschten Reifendruckes ohne auf besondere Instrumente achten zu müssen - durch eine Signalhupe oder durch eine Kontrolleuchte vom Ende des Reifendruck-Änderungsvorganges in Kenntnis gesetzt wird.The German Offenlegungsschrift 2 141 553 participates a tire pressure control system known in which the driver after setting the desired tire pressure without To have to pay attention to special instruments - by a signal horn or by a control lamp at the end the tire pressure change process is informed.
Ein Nachteil dieser Anlage besteht jedoch darin, daß diese zeitgesteuert ist, d. h. das Ende des Reifendruck-Änderungsvorganges wird nach einer gewissen Zeitspanne, welche unter normalen Bedingungen für die Reifen-A disadvantage of this system, however, is that it is time-controlled; H. the end of the tire pressure change process is after a certain period of time, which under normal conditions for the tire
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druckänderung ausreicht, automatisch akustisch oder optisch angezeigt. Diese automatische Anzeige tritt jedoch auch dann in Funktion, wenn aus irgendwelchen Gründen beispielsweise durch ein Leck in der Druckluftanlage des Fahrzeugs - eine Reifendruckerhöhung noch nicht abgeschlossen ist.change in pressure is sufficient, automatically indicated acoustically or visually. However, this automatic display occurs also functions if for any reason, for example, due to a leak in the compressed air system of the Vehicle - a tire pressure increase has not yet been completed is.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelmöglichkeit zu schaffen, welche druckgesteuert ist, d. h. welche zeitunabhängig den vorgewählten Reifendruck einsteuert. The invention is based on the object of creating a control option which is pressure-controlled, d. H. which controls the preselected tire pressure independently of time.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind den Uhteransprüchen zu entnehmen. The object is achieved according to the invention by the features listed in the characterizing part of claim 1. Appropriate configurations can be found in the subordinate claims.
Bei dieser erfindungsgemäßen vollautomatisierten Reifendruckregelanlage wird die meßtechnische Erfassung eines adäquaten Reifendruckes in der Arbeitsleitung während des Be- und Entlüftungsvorganges ermöglicht. Durch die druckgesteuerte Messung ergeben sich gegenüber der zeitgesteuerten Messung kleinere Hysteresen und somit schnelleres Be- und Entlüften der Reifen. Nach dem Erreichen des gewünschten Reifendruckes wird die Anlage bis zum Steuerventil drucklos gefahren, was eine Entlastung des Rotorsystems bedeutet, sowie eine Sicherung des Reifendruckes bei evtl. Beschädigungen der Leitungen gewährleistet. Das jedem Reifen zugeordnete Steuerventil sichert diesen gegen vollkommene Pannen ab, da dieses Ventil einen bestimmten Restdruck imIn this fully automated tire pressure control system according to the invention the metrological acquisition of an adequate tire pressure in the working line during the Enables ventilation process. The pressure-controlled measurement results in comparison to the time-controlled Measurement of smaller hystereses and thus faster inflation and deflation of the tires. After achieving the desired Tire pressure, the system is run without pressure up to the control valve, which means a relief of the rotor system, as well a backup of the tire pressure is guaranteed in the event of damage to the lines. The one assigned to each tire Control valve secures this against complete breakdowns, as this valve has a certain residual pressure in the
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Reifen sicherstellt.Tire ensures.
Durch die kurzfristige Be- und Entlüftung der Reifen wird erreicht, daß sich Fahrzeuge in einem Gelände mit unterschiedlichen Boden-bzw. Fahrbahnverhältnissen, verhältnismäßig schnell vorwärts bewegen können. So können Fahrzeuge, welche sich beispielsweise auf sandigem Gelände bewegen, ohne Aufenthalt - zwecks Belüftung der Reifen - auf festen Pisten oder ausgebauten Straßen weiterfahren.The short-term ventilation of the tires ensures that vehicles are in a terrain with different Ground or Road conditions, can move forward relatively quickly. Vehicles, which move, for example, on sandy terrain without stopping - for the purpose of ventilating the tires Continue driving on solid slopes or roads.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Darstellung der gesamten Anlage sowie anhand der Darstellung eines infolge der Erfindung entstandenen Ventils näher erläutert.The invention is explained below with the aid of a schematic representation of the entire system and with the aid of the representation a valve created as a result of the invention explained in more detail.
Fig. 1 zeigt das Schema der erfindungsgemäßen Reifendruckregelanlage ,Fig. 1 shows the scheme of the tire pressure control system according to the invention ,
Fig. 2 zeigt den Schnitt des zwischen Rotor und Reifenfüllanschluß angeordneten Steuerventils.Fig. 2 shows the section between the rotor and tire inflation connection arranged control valve.
Die in der Abbildung Fig. 1 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Reifendruckregelanlage besteht aus einem Druckluftteil und einem elektronischen Steuerteil.The invention shown schematically in Fig. 1 The tire pressure regulation system consists of a compressed air part and an electronic control part.
Ein dem Druckluftteil zugeordneter Behälter 1, dessen Befüllung mit Druckluft über eine Leitung 2 von dem Luftpresser 3 der Druckluftbremsanlage direkt erfolgt oder dessen Befüllung über eine Leitung 4 und ein Rückschlagventil 5 aus der Bremsanlage des Fahrzeugs erfolgen kann,A container 1 assigned to the compressed air part, its filling takes place directly with compressed air via a line 2 from the air compressor 3 of the compressed air brake system or which can be filled via a line 4 and a check valve 5 from the vehicle's brake system,
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steht über eine Leitung 6, ein 5/3 Wege-Doppelmagnetventil 7, über dessen Einlaßanschluß 8 und dessen Auslaßanschluß 9 und eine Leitung 10 mit je einem, an den Rädern angeordneten Rotor 11 in Verbindung, von welchem über die Anschlüsse 12a und 12b eines Steuerventils 12 und eine Blende 13 eine "Verbindung zu den Reifen besteht.is available via a line 6, a 5/3 way double solenoid valve 7, via its inlet connection 8 and its outlet connection 9 and a line 10, each with a rotor 11 arranged on the wheels in connection, from which via the Connections 12a and 12b of a control valve 12 and a diaphragm 13 "connects to the tire.
Mit der die Verbindung zwischen dem 5/3 Wege-Doppelmagnetventil 7 und den Rotoren 11 herstellenden Leitung 10 ist eine Druckmeßdose 14 sowie ein 2/2 Wege-Magnetventil 15 verbunden. Außerdem steht das 5/3 Wege-Doppelmagnetventil 7 mit seinem Entlüftungsanschluß 16 über eine Leitung 17 mit einem Druckbegrenzungsventil 18 in Verbindung.With the line 10 producing the connection between the 5/3 way double solenoid valve 7 and the rotors 11 a pressure cell 14 and a 2/2 way solenoid valve 15 are connected. The 5/3 way double solenoid valve is also available 7 with its vent connection 16 via a line 17 with a pressure relief valve 18 in connection.
Der elektronische Steuerteil der Regelanlage besteht aus einer Steuerelektronik 19 und einem Pulsgenerator 20, wobei die Steuerelektronik 19 mit einer Schalttastatur 21 im Fahrerhaus verbunden ist. Leitungen 22 und 23 stellen eine Pulsverbindung zwischen dem Pulsgenerator 20 und dem 5/3 Wege-Doppelmagnetventil 7 her. Zwischen der Steuerelektronik 19 und der Druckmeßdose H besteht eine Steuerverbindung über eine Leitung 24- und eine Steuerleitung 25 verbindet die Steuerelektronik 19 mit dem 2/2 Wege-Magnetventil 15.The electronic control part of the control system consists of control electronics 19 and a pulse generator 20, wherein the control electronics 19 with a keyboard 21 in the Cab is connected. Lines 22 and 23 provide a pulse connection between the pulse generator 20 and the 5/3 way double solenoid valve 7. There is a control connection between the control electronics 19 and the pressure cell H Via a line 24 and a control line 25, the control electronics 19 connect to the 2/2-way solenoid valve 15th
Das zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe entwickelte Steuerventil 12 besteht aus einem Gehäuse 26, in welchem ein aus einem Kolben 27 und aus einem Kolbenrohr 28 bestehender Schaltkolben angeordnet ist, wobei das obere undThe control valve 12 developed to achieve the object of the invention consists of a housing 26 in which a switching piston consisting of a piston 27 and a piston tube 28 is arranged, the upper and
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untere Ende des Kolbenrohres 28 in Dichtringen 29 und 30 geführt wird.The lower end of the piston tube 28 is guided in sealing rings 29 and 30.
Anschlüsse 12a und 12b stehen über eine Verjüngung 31 des Kolbenrohres 28 in der in Pig. 2 dargestellten Lage des . Schaltkolbens 27/28 untereinander in Verbindung. Ein Dichtelement 32 unterbricht diese Verbindung bei einer unter der Spannung einer im Kolbenrohrinnenraum 33 angeordneten Feder in Spannungsrichtung erzwungenen Bewegung des Schaltkolbens 27/28 in die durch gehäusefesten Anschlag 35 und Kolbenanschlag 36 begrenzte Lage. Kanäle 37 und 38 verbinden den Anschluß 12a mit einer über dem Kolben 27 angeordneten Druckkammer 39. Eine Atmungsbohrung 40 stellt über den Kolbenrohrinnenraum 33 eine Verbindung des unter dem Kolben bei oberer Kolbenlage entstehenden Paumes 41 mit der Atmosphäre über eine Bohrung 42 her.Connections 12a and 12b are on a taper 31 of the Piston tube 28 in the Pig. 2 position of the. Switching piston 27/28 in connection with one another. A sealing element 32 interrupts this connection when a spring arranged in the piston tube interior 33 is under tension In the direction of tension, forced movement of the switching piston 27/28 into the stop 35 fixed to the housing and the piston stop 36 limited location. Channels 37 and 38 connect the connection 12 a with one arranged above the piston 27 Pressure chamber 39. A breathing bore 40 provides a connection to the piston tube interior 33 under the piston when the piston is in the upper position, the space 41 with the atmosphere via a bore 42.
Bevor nun die Funktionsbeschreibung der erfindungsgemäßen Anlage folgt, wird zum besseren Verständnis der dem Steuerventil 12 in der Anlage zufallenden Aufgabe, zunächst die Funktionsbeschreibung dieses Steuerventils 12 vorangestellt.Before the functional description of the system according to the invention follows, for a better understanding of the control valve 12 in the system to be assigned the task, initially the functional description of this control valve 12 preceded.
Bei Pulsdruckbeaufschlagung der mit dem Anschluß 12a des Steuerventils 12 verbundenen Leitung 10, fließt Druckluft durch die Kanäle 37 und 38 in die Kammer 39 und der dort sich aufbauende Druck schiebt den Schaltkolben 27/28 gegen die Kraft der Feder 34 nach unten, in die gezeichnete Stellung, wodurch das Dichtelement 32 in den Bereich der Verjüngung 31 kommt und Druckluft vom Anschluß 12a über den Anschluß 12b in die Reifen fließen kann.When pulse pressure is applied to the terminal 12a of the Control valve 12 connected line 10, compressed air flows through the channels 37 and 38 into the chamber 39 and the pressure that builds up there pushes the switching piston 27/28 against the force of the spring 34 down, into the position shown, whereby the sealing element 32 in the area of Taper 31 comes and compressed air can flow from connection 12a via connection 12b into the tires.
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Bei Entlüftung der mit dem Anschluß 12a verbundenen Leitung 10 entlüftet sich gleichzeitig die Kammer 39 über die Kanäle 38 und 37 und die Kraft der Jeder 34 schiebt den Schaltkolben 27/28 mit seinem Anschlag 36 gegen den gehäusefesten Anschlag 35. Dabei gelangt das Dichtelement in abdichtenden Eingriff mit der Oberfläche 28a des Kolbenrohres 28, so daß die Verbindung zwischen den Anschlüssen 12a und 12b unterbrochen ist und der in dem Reifen sich aufgebaute Druck erhalten bleibt bzw. nicht zurückfließen kann.When the line 10 connected to the connection 12a is vented, the chamber 39 is over-vented at the same time the channels 38 and 37 and the force of each 34 pushes the switching piston 27/28 with its stop 36 against the stop 35 fixed to the housing. The sealing element comes into sealing engagement with the surface 28a of the piston tube 28, so that the connection between the connections 12a and 12b is interrupted and that in the tire itself The built-up pressure is retained or cannot flow back.
Bei der nachfolgenden Funktionsbeschreibung einer entsprechend der Erfindung geschalteten Reifendruckregelanlage gehen wir von einer Anlage mit drei Regelstufen aus, deren Druckhöhe für Regelstufe I = 0,7 bar, für Regelstufe II = 1,2 bar und für Regelstufe III =2,3 bar eingestellt ist.In the following functional description of a tire pressure control system connected according to the invention Let us assume a system with three control levels, the pressure level for control level I = 0.7 bar, for control level II = 1.2 bar and for control stage III = 2.3 bar.
Bei unbetätigter Anlage steht der volle VorraLsdruck am Eingangsanschluß 8 des 5/3 Wege-Doppelmagnetventils 7 an.When the system is not activated, the full supply pressure is on Inlet connection 8 of the 5/3 way double solenoid valve 7.
Fährt das Fahrzeug mit einem Reifendruck von 1,2 bar und aufgrund der Gelände- oder Straßenverhältnisse ist ein höherer Reifendruck erforderlich, so drückt der Fahrer die Taste III = 2,3 bar und löst damit ein.n BelüftungsVorgang in der Reifendruckregelanlage aus.If the vehicle drives with a tire pressure of 1.2 bar and due to the terrain or road conditions is a If higher tire pressure is required, the driver presses button III = 2.3 bar and thus initiates the ventilation process in the tire pressure control system.
Mit dem Druck auf die Taste III wird durch Einschaltung der Steuerelektronik 19 der Pulsgenerator 20 in Funktion gesetzt und ein von diesem angehender Belüftungeimpuls öffnetWhen the button III is pressed, the pulse generator 20 is activated by switching on the control electronics 19 and a ventilation impulse initiated by this opens
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den Durchgang 8/9 des 5/3 Wege-Doppelmagnetventils 7» und die Reifen werden über die Leitung 10, den Rotor 11 und das sich öffnende Steuerventil 12 pulsierend belüftet. Nach einer vorgegebenen Zeitspanne unterbricht ein von der Steuerelektronik 19 gesteuerter über den Pulsgenerator 20 dem 5/3 Wege-Doppelmagnetventil 7 zugeleiteter Halte-Impuls den Belüftungsvorgang, indem der Durchgang 8/9 des Ventils 7 unterbrochen wird. Der Druck in der vom Ventil 7 zu den Reifen führenden Leitung 10 gleicht sich mit dem Druck in den Reifen über das offene Steuerventil 12 aus, die an die Leitung 10 angeschlossene Druckmeßdose 14 mißt ihrer Aufgabe entsprechend diesen Druck und gibt das Meßergebnis über die Leitung 24 an die Steuerelektronik 19 weiter, welche ihrerseits einen "Soll/Ist"-Vergleich des Druckes vornimmt. Ist die vorgewählte Druckhöhe in den Reifen noch nicht erreicht, wiederholt sich der elektronisch gesteuerte Pulsvorgang automatisch so oft, bis der "Soll/Ist"-Vergleich positiv ausfällt und das 5/3 Wege-Doppelmagnetventil 7 einen Halte-Impuls erhält. Gleichzeitig erhält das 2/2 Wege-Magnetventil 15 von der Steuerelektronik 19 über die Leitung 25 einen Öffnungsimpuls, so daß die Leitung 10 und der Rotor 11 schlagartig entlüftet werden, das Steuerventil 12 sich schließt und den in die Reifen eingesteuerten Druck absperrt. Die Leitung 10 zwischen dem 5/3 Wege Doppelmagnetventil und dem Steuerventil 12 und somit auch der Rotor 11 sind bei unbetätigter Reifendruckregelanlage drucklos.the passage 8/9 of the 5/3 way double solenoid valve 7 »and the tires are on the line 10, the rotor 11 and the opening control valve 12 is ventilated in a pulsating manner. To a predetermined period of time interrupts a controlled by the control electronics 19 via the pulse generator 20 dem 5/3 way double solenoid valve 7 supplied holding impulse den Ventilation process by interrupting passage 8/9 of valve 7. The pressure in the from valve 7 to the Tire leading line 10 equalizes with the pressure in the tire via the open control valve 12, which is connected to the Line 10 connected pressure cell 14 measures this pressure according to its task and transmits the measurement result the line 24 to the control electronics 19, which in turn makes a "target / actual" comparison of the pressure. If the preselected pressure level in the tires has not yet been reached, the electronically controlled pulse process is repeated automatically until the "target / actual" comparison is positive and the 5/3 way double solenoid valve 7 receives a hold pulse. At the same time, the 2/2 way solenoid valve 15 receives from the control electronics 19 over the line 25 an opening pulse, so that the line 10 and the rotor 11 is suddenly deflated, the control valve 12 closes and the control valve which is fed into the tires Pressure shut off. The line 10 between the 5/3 way double solenoid valve and the control valve 12 and thus also the rotor 11 are when the tire pressure control system is not actuated pressureless.
Ist nun umgekehrt eine Senkung des Reifendruckes erforderlich - beispielsweise von Stufe HI auf Stufe II - so löstConversely, if the tire pressure needs to be reduced - for example from level HI to level II - then it triggers
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der Fahrer durch den Druck auf die Taste II einen Entlüftungsvorgang in der Reifendruekregelanlage aus.the driver starts a bleeding process by pressing button II in the tire pressure control system.
Mit dem Druck auf die Taste II erhält das 5/3 Wege-Doppelmagnetventil 7 vom durch die Steuerelektronik "beeinflußten Pulsgenerator 20 zunächst einen Belüftungsimpuls, so daß sich ein bestimmter, zur Öffnung des Steuerventils 12 notwendiger Druck in der Leitung 10 aufbaut. Danach erhält das 5/3 Wege-Doppelmagnetventil 7 einen Entlüftungsimpuls, und die Reifen werden über den Rotor 11 die Leitung 10, den Entlüftungsanschluß 16 des Ventils 7, die Leitung 17 und das Druckbegrenzungsventil 18 entlüftet. Nach einer vorgegebenen Zeitspanne unterbricht ein von der Steuerelektronik 19 ausgehender, über den Pulsgenerator 20 dem Ventil 7 zugeleiteter Halte-Impuls den Entlüftungsvorgang, die Druckmeßdose 14 gibt den ermittelten Meßwert des zwischen Leitung 10 und Reifen ausgeglichenen Druckes in die Steuerelektronik 19, diese stellt ihrerseits den "Soll/ Ist"-Vergleich an, und der Pulsvorgang wiederholt sich in der beschriebenen Weise so oft, bis die niedrigere Druckhöhe der Stufe II erreicht ist. Danach bekommt das Ventil 7 wieder einen Halte-Impuls, und das 2/2 Wege-Magnetventil entlüftet - wie vorher beschrieben - die Leitung 10 und der Rotor 11, wodurch das Steuerventil 12 in bekannter Weise umschaltet und den Durchgang sperrt, um die Druckhöhe in den Reifen zu sichern.When you press button II, the 5/3 way double solenoid valve is activated 7 initially a ventilation pulse from the pulse generator 20 influenced by the control electronics, see above that a certain pressure necessary for opening the control valve 12 builds up in the line 10. After that receives the 5/3 way double solenoid valve 7 a deflation pulse, and the tires are via the rotor 11 the line 10, the vent connection 16 of the valve 7, the line 17 and the pressure relief valve 18 is vented. After a specified period of time, an interrupt from the control electronics 19 outgoing hold pulse fed to valve 7 via pulse generator 20, the venting process, the pressure cell 14 gives the determined measured value of the pressure balanced between the line 10 and the tire in the control electronics 19, this in turn makes the "target / actual" comparison, and the pulse process is repeated in as often as described until the lower pressure level of stage II is reached. Then the valve gets 7 again a hold pulse, and the 2/2 way solenoid valve vents - as previously described - the line 10 and the rotor 11, whereby the control valve 12 in known Way switches over and blocks the passage in order to secure the pressure level in the tires.
Erwähnenswert ist noch, daß das Druckbegrenzungsventil 18 immer einen Restdruck von 0,6 bar hält, damit das Steuer-It is also worth mentioning that the pressure relief valve 18 always maintains a residual pressure of 0.6 bar so that the control
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ventil 12 bei einem gewollten Entlüftungsvorgang nicht schließt, d. h. dieser Druck von 0,6 bar wird benötigt, um die Kraft der Feder 34 zu überwinden.valve 12 not during a deliberate venting process closes, d. H. this pressure of 0.6 bar is required to overcome the force of the spring 34.
Dies bedeutet jedoch andererseits, wenn aus irgendeinem Grund - beispielsweise durch Fehler in der Anlage - der Entlüftungsvorgang beim Erreichen des untersten Druckes von 0,7 bar der untersten Schaltstufe I noch nicht beendet wird, das Steuerventil 12 automatisch beim Erreichen eines Druckes von 0,5 bar durch die Kraft der Feder 34 schließt, um einen Restdruck in den Reifen zu halten.On the other hand, however, this means if for any reason - for example due to a fault in the system - the The venting process has not yet ended when the lowest pressure of 0.7 bar of the lowest switching stage I is reached the control valve 12 closes automatically when a pressure of 0.5 bar is reached by the force of the spring 34, to keep a residual pressure in the tire.
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