DE3104013C2 - Verfahren zur Überwachung des Innendrucks eines an einem Rad angeordneten Reifens und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Ein Detektorsystem zum Feststellen eines anomalen Innenluftdruckes eines Reifens eines Kraftfahrzeuges erzeugt beim Feststellen einer anomalen Änderung im Luftdruck des Reifens einen Alarm. Das System umfaßt eine erste Vorrichtung, die an einem Rad (oder einem sich drehenden Teil) des Motor- bzw. Kraftfahrzeuges angeordnet ist und eine Einrichtung zum Detektieren eines anomalen Druckes unter Verwendung eines Kristallresonators und eine Antenne zum Aussenden der Detektionsinformation in die Luft aufweist; und eine zweite Vorrichtung, die beispielsweise in der Nachbarschaft eines Fahrersitzes (oder an einem sich nicht drehenden Teil) angeordnet ist und eine Sender/Empfänger-Anordnung aufweist, die mit einer Antenne versehen ist. Der Kristallresonator wird durch eine Anregungsenergie getrieben, die vom Sendeteil des Sender/Empfängers ausgesendet wird. Unmittelbar nach Beendigung des Aussendens der Anregungsenergie wird vom Kristallresonator ein Signal entladen, und zwar aufgrund einer in dem Resonator angesammelten Schwin gungsenergie, und wird vom Empfangsteil des Sender/Empfängers empfangen, um eine Anomalität im Innendruck des Reifens anzuzeigen, wenn eine solche vorhanden ist. Der Kristallresonator wird entweder lediglich als Sendeeinrichtung für eine Information (anomale Abnahme des Luftdrucks im Reifen) in Kombination mit einem Anomalitätsdetektorschalter (einem auf Druck ansprechenden Element) verwendet oder sowohl zur Feststellung eines anomalen Druckes als auch zur ....

Description

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Die Erfind-ng betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Innendrucks eines an einem Rad angeordneten Reifens, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 28 24 992 bekannt. Dabei ist an der Felge des sich drehenden Rades eine Resonanzschaltung mit einet Serienschaltung aus einer Induktivität, einem Kondensator und einem Druckfühlschalter angeordnet. An einer Stelle des Fahrzeugrahmens, an der sich die Resonanzschaltung bei jeder Radumdrehung dichi. vorbeibewegt, ist ein Oszillator angeordnet, der eine Induktivität aufweist, mit welcher die Induktivität der Resonanzschaltung jedesmal dann in magnetische Wechselwirkung gerät, wenn sich die Resonanzschaltung am Oszillator vorbeibewegt. Aufgrund dieser magnetischen Kopplung absorbiert die Resonanzschaltung Schwingungsenergie, was sich in einer Schwächung der Oszillatorenergie bemerkbar macht. Diese Schwächung der Oszillatorenergie wird bei jeder Vorbeibewegung der Resonanzschaltung am Oszillator festgestellt. Tritt nun ein anomaler Reifendruck auf, öffnet der Druckfühlschalter und kann die Resonanzschaltung keine Schwingungsenergie mehr absorbieren. Dadurch kommt es auch nicht mehr zu vorübergehenden Schwächungen der Oszillatorenergie und dies wird als Alarmauslösekriterium verwendet. Um festzustellen, ob es zu den periodischen Schwingungsenergieschwächungen koA.-mt oder nicht, wird ein Detektor verwendet, dem ein Komparator nachgeschaltet ist, der bei jeder Schwingungsenergieschwächung einen Ausgangsimpuls an eine ^/.egratorschaltung gibt, die wiederum ein Warnungsauslösesignal an eine Alarmeinrichtung gibt, wenn das Ausgangssignal der Integrationsschaltung unter einen bestimmten Schwellenwert fällt. Bei dieser bekannten Methode muß man nicht nur den Oszillator in dichter Nähe des Rades mit dem zu überwachenden Reifen anordnen, sondern es ist auch eine relativ aufwendige Verarbeitungsschaltung erforderlich, und zwar für jedes zu überwachende Rad.

In der DE-OS 26 15 985 wird von einer Warnvorrichtung zum Überwachen des Innendrucks eines Reifens berichtet, bei der an dem Rad des zu überwachenden Reifens eine Oszillatorschaltung angebracht ist, die bei einem Reifendruckabfall mittels eines Druckerfassungsschalters mit einer elektrischen Speisespannungsquelle verbunden und dadurch in Betrieb gesetzt wird. In der Nähe des überwachten Rades befindet sich eine Empfangsantenne, mittels welcher die bei anomalem Reifendruck ausgesendeten elektromagnetischen Wellen empfangen werden können. Dabei weist ö** am Rad angeordnete Sender einen Kristallresonator auf. Die Energiezufuhr zu dem sich mit dem Rad mitdrehenden Sender bringt Schwierigkeiten mit sich. Verwendet ma;: eine im Sender angeordnete Batterie, ergeben sich Schwierigkeiten beim Auswechseln der Batterie und treten aufgrund des Gewichtes einer solchen Batterie Unwuchtprobleme für das überwachte Rad auf. Eine Energiezufuhr zu dem sich mitdrehenden Sender über Schleifkontakte ist aufwendig und bringt aufgrund der Verschmutzungsgefahr Sicherheitsprobleme mit sich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art verfügbar zu machen, das sich mit geringem Geräteaufwand und ohne die Notwendigkeit einer Energiezufuhr zu einer sich mit dem überwachten Rad mitdrehenden Vorrichtung verwirklichen läßt.

Ein diese Aufgabe lösendes Verfahren ist im Anspruch 1 angegeben und kann entsprechend den Ansprüchen 1 bis 8 vorteilhaft weitergebildet werden. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist im Anspruch 9 angegeben und kann gemäß den Ansprüchen 10 bis 17 vorteilhaft weitergebildet werden.

Dadurch, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren die Schwingungsanregung der sich mit dem Rad mitdrehenden Resonatorschaltung und die Beobachtung der Rückwirkung von der Resonatorschaltung auf den Sender nicht gleichzeitig durchgeführt wird, sondern nacheinander, kann man mit geringem Schaltungsaufwand auskommen. Denn man braucht nun das Sendersignal nicht mehr laufend zu überwachen, sondern man braucht während der Empfangsphase eines Sende/Empfangs-Zvklus nur zu beobachten, ob bzw. welche RückwirKung von der Resonanzschaltung auf die stationäre Vorrichtung auftritt. Benutzt man in der besonders bevorzugten Ausführungsform in der Resonanzschaltung einen Kristallresonator, der von außen durch ein Schwingungssignal angeregt werden kann und dabei Schwingungsenergit speichert, die er nach Beendigung der Anregung in Form einer gedämpften Schwingung wieder abgeben kann, benötigt man in der stationären Vorrichtung lediglich einen schwingenden Oszillator, einen Empfänger, der nichts weiter können muß als festzustellen, ob über die Antenne vom Kristallresona'or Entladungsschwingungrenergie abgegeben worden ist oder nicht, und eine Umschaltvorrichtung, mit der Sender und Empfänger der stationären Vorrichtung wechselweise an die sendeseitige Antenne angeschaltet werden.

Da man ein solches Überwachungsverfahren mit ei-

ner intermittierend arbeitenden Vorrichtung durchführen kann, bereitet es keinerlei Probleme, sozusagen im Multiplexbetrieb mit ein und derselben stationären Vorrichtung mehrere Resonanzschaltungen an verschiedenen zu überwachenden Rändern anzubringen und zu überwachen. Das heißt, das erfindungsgemäße Verfahren schafft die Möglichkeit, mit einer einzigen stationären Vorrichtung die Reifendrücke mehrerer Räder zu überwachen. Dies führt insbesondere bei Fahrzeugen mit einer relativ großen Anzahl von Reifen, wie einem Lastkraftwagen mit Anhänger oder Sattelschlepper mit Zwillingsreifen zu einer beträchtlichen apparativen Einsparung.

Im folgenden werden die Erfindung und deren vorteilhafte Weiterbildungen anhand von Ausführungsformen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. i ein Biockdiagramm einer Ausfuhrungsform, teilweise in Form eines Schaltungsdiagramms;

Fig. 2 eine Signalformdarstellung zur Erläuterung der Betriebsweise der in F i g. I gezeigten Ausführungsform;

Fig. 3 und 5 Schaltungsdiagramme anderer Ausführungsfoimen bezüglich einer im erfindungsgemäßen System enthaltenen ersten Vorrichtung;

F i g. 4 eine Erläuterung einer weiteren Ausführungsform bezüglich einer im erfindungsgemäßen System enthaltenen zweiten Vorrichtung;

Fig.6 ein Bloi. iiagramm einer weiteren Ausführungsform, teilweise in Form eines Schaltungsdiagramms, zum Feststellen eines anomalen Innendrucks individuell für mehrere Räder; Fig. 7(A) und 7(B) Zeitpläne zur Erläuterung der Arbeitsweise in der in F i g. 6 gezeigten Ausführungsform;

Fig. 8(A) und 9(A) Darstellungen, teilweise in Schnittansicht, zur Darstellung der strukturellen Ancrdnung für das Montieren der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems in einem Einzelreifenrad bzw. einem Doppelreifenrad; und

Fig. 8(B) und 9(B) schematische Erläuterungen zum Darstellen der Anordnung der Antennen der Ausführungsformen des Systems, und zwar bei einem Einzelreifenrad bzw. einem Zwillingsreifenrad.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform, die durch das Blockdiagramm der F i g. 1 und durch das Signalformdiagramm der F i g. 2 dargestellt ist, wird ein Kristallresonator in Kombination mit einem druckempfindlichen Element verwendet. In Fig. 1 sind vorgesehen: eine erste Vorrichtung EQ 1; eine zweite Vorrichtung EQ 2; ein Sender 1; ein Empfänger 2; ein Lautsprecher 3 (oder eine Alarmvorrichtung); eine Antenne 4; eine Sende/Empfangs-Umschaltung 5; eine weitere Antenne 6; das druckempfindliche Element 7; der Kristallresonator 8; und das Innere 9 eines Reifens. In Fig. 2, die die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform zeigt, sind die Wellenform eines Signals vom Sender 1, die Wellenform des Kristallresonators 8, die einer empfangenen Welle am Empfänger 2 und die des Alarmtons durch deren Umhüllende gezeigt

Der Sender 1 ist durch ein Anweisungssignal von der Sende/Empfangs-Umschaltschahung 5 in Gang setzbar und sendet ein Signal mit einem Frequenzwert aus, der der natürlichen Frequenz bzw. Eigenfrequenz des Kristaürescnators S gleich ist. Der Empfänger 2 ist durch ein Anweisungssignal von der Sende/Empfangs-Umschaltung 5 in Gang setzbar, um ein Signal vom Kristallresonator 8 zu empfangen, und führt die Funktion eines F.rkennens einer Anomalität im Innendruck des Reifens 9 auf der Grundlage, ob das Signal empfangen worden ist oder nicht, durch. Der Lautsprecher wirkt als eine Alarmvorrichtung und kann einen Warnton erzeugen, wenn der Empfänger eine Anomalität im Innendruck des Reifens 9 erkennt: Die Antenne 4 ist in einer schleifenartigen Form angeordnet und empfängt das vom Sender 1 ausgesendete Signal und sendet das Signal durch elektromagnetische Induktion zu einer anderen Antenne 6. Die Antenne 4 empfängt auch ein Signal, das vom Kristallresonator 8 über die Antenne 6 mittels elektromagnetischer Induktion erzeugt worden ist.

Die Sende/Empfangs-Umschaltung 5 gibt Betriebsanweisungssignale abwechselnd auf den Sender t und auf den Empfänger 2 und aktiviert somit abwechselnd den Sender 1 und den Empfänger 2. Die Antenne 6 empfängt das Signal, das vom Sender 1 erzeugt und über die Antenne 4 mittels elektromagnetischer Induktion ausgesendet worden ist, und sie weist eine schleifenförmige Form auf. Die Antenne 6 sendet auch das Signal vom Kristallresonator 8 mittels elektromagnetischer Induktion zur Antenne 4.

Das auf Druck ansprechende Element 7 ist durch einen Schalter gebildet und kann einen anomalen Innendruck des Reifens 9 feststellen. Dabei ist der Schalter so angeordnet, daß er offen ist, wenn der Druck niedriger wird als ein vorbestimmter Bezugswert. Der Kristallresonator V weist eine gegebene Eigenfrequenz auf und ist so angeordnet, daß er durch ein Signal (oder eine Anregungsenergie) vom Sender I angeregt wird und ein Signal erzeugt, mit dem die Information zum Empfänger 2 übertragen wird, ob die Schaltung des auf Druck ansprechenden Elementes 7 offen ist oder nicht.

Die erste Vorrichtung EQ1 umfaßt die oben erwähnte Antenne 6, das auf Druck ansprechende Element 7 und den Kristallresonator 8 und ist an einem Rad ange-

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l/IUIILl. UO3 ClII 3ILII UICIICI1UC3 ICH CHICS Γ\.Ι Ql Il Ol Il Z.CU" ges ist. Die zweite Vorrichtung EQ 2 umfaßt den obenerwähnten Sender 1, den Empfänger 2, den Lautsprecher 3, die Antenne 4 und die Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 5 und ist an einem nicht rotierenden Teil des Kraftfahrzeuges angeordnet, wie an einem Teil in der Nachbarschaft des Fahrersitzes des Fahrzeuges, mit folgender Ausnahme: Die Antenne 4 der zweiten Vorrichtung EQ 2 ist an einem anderen nicht rotierenden Teil in der Nachbarschaft des Rades angeordnet und zwar so, daß es der Antenne 6 der ersten Vorrichtung EQ1 gegenüberzuliegen kommt.

Wie F i g. 2 zeigt, gibt die Sende/Empfangs-Umschaltung 5 der zweiten Vorrichtung EQ2 alternativ ei^ Betriebsanweisungssignal S1 an den Sender 1 und ein anderes Betriebsanweisungssignal 52 an den Empfänger 2.

Bei dieser in Fig.2 gezeigten besonderen Ausführungsform werden die genannten Betriebsanweisungssignale 51 und 52 abwechselnd in einer kontinuierlich wiederholten Weise abgegeben. In diesem Fall führt das System eine konstante Überwachung des Innendruckes des Reifens durch, selbst wenn das Fahrzeug fährt. In Fällen, in denen der Innendruck des Reifens nur beispielsweise zur Zeit des Startens des Fahrzeuges überprüft wird, reicht es aus, wenn diese Betriebsanweisungssignale 51 und 52 je nur einmal abgegeben werden.

Wenn ferner mehrere erste Vorrichtungen EQ1 je an einem von mehreren Rädern anzuordnen sind, ist die zweite Vorrichtung EQ 2 so vorgesehen, daß alle schleifenförmigen Antennen der ersten Vorrichtungen EQ1 in Reihe mit der Antenne 4 verbunden sind.

Wenn das Betriebsanweisungssignal 51 an den Sen-

der 1 gegeben wird, sendet der Sender 1 fortwährend ein Signal (oder eine Anregungsenergie) einer Frequenz gleich der Eigenfrequenz (die f_o sei) des Kristaliresonators der ersten Vorrichtung EQ 1 über die Antenne 4, während das genannte Betriebsanweisungssignal 51 abgegeben wird.

Wenn der Innendruck des Reifens 9 normal ist, ist das auf Druck ansprechende Element 7 geschlossen und verbindet die Antenne 6 mit dem Kristall.esonator 8, und somit bildet die erste Vorrichtung EQ 1 einen geschlossenen Schaltungskreis. Wenn das Signal der erwähnten Frequenz f_o von der zweiten Vorrichtung EQ 2 ausgesendet wird, weist die erste Vorrichtung EQ1 eine induzierte elektromotorische Kraft auf, die an ihrer Antenne 6 durch elektromagnetische induktion erzeugt wird. Diese induzierte elektromotorische Kraft bewirkt darm einen Aiircguiigbsuomiiuß Zum KüMäiueSüriäiOi 8. Der Kristallresonator 8 beginnt dann bei seiner Eigenfrequenz fo zu schwingen und speichert seine Schwingungsenergie. Wenn daraufhin die Abgabe des Betriebsanweisungssignals 51 aufhört, wird unmittelbar das Betriebsanweisungssignal 52 abgegeben. Der Betrieb des Senders 1 hört dann auf, und der Empfänger 2 kommt in Betrieb. Beim Anhalten des Betriebes des Senders 1, d. h., wenn die Anregungsenergie vom Sender 1 abgeschaltet wird, bewirkt die im Kristallresonator 8 gespeicherte Schwingungsenergie, daß der Kristallresonator 8 für eine Weile in einer gedämpften oder abklingenden Weise eine Schwingung ausführt, wie es in F i g. 2 gezeigt ist. Diese abklingende Schwingung des Kristallresonators 8 bewirkt, daß die erste Vorrichtung EQ 1 ein Signal mit der Eigenfrequenz /„ des Kristallresonators 8 auf die Antenne 6 gibt. Dann wird das gleiche Signal elektromagnetisch in der Antenne 4 der zweiten Vorrichtung E^ 2 induziert. Das erwähnte Senden uud Empfangen der Signale wird nachfolgend als »Energieaustausch« bezeichnet. Mit anderen Worten, die im Kristallresonator 8 gespeicherte Schwingungsenergie wird zum Empfänger 2 der zweiten Vorrichtung EQ 2 übertragen, wenn die Zufuhr der Anregungsenergie beendet wird. Da der Empfänger 2 zu diesem Zeitpunkt im Ansprechen auf das Betriebsanweisungssignal 52 in Betrieb ist, stellt er iiie Schwingungsenergie fest, die vom Krisiaiiresonator 8 für eine Weile in der in F i g. 2 gezeigten abklingenden Weise abgegeben wird. Die Feststellung dieser Schwingungsenergie durch den Empfänger 2 führt dann dazu, daß der Lautsprecher 3 keinen Alarmton erzeugt.

Wenn der Druck im Inneren des Reifens 9 anomal abnimmt, wird das auf Druck ansprechende Element 7 der ersten Vorrichtung EQ1 wirksam und öffnet seinen Schallungskreis, um die Antenne und den Kristallresonator 8 in deren Offenzuständen zu bringen. Dann fließt anders als bei der erwähnten Bedingung mit einem Normaldruck innerhalb des Reifens kein Anregungsstrom zum Kristallresonator 8, wie es in F i g. 2 gezeigt ist, und im Kristallresonator 8 wird keine Schwingungsenergie gespeichert

Wenn das Aussenden der Anregungsenergie vom Sender 1 in der zweiten Vorrichtung EQ beendet wird, tritt an der Antenne 6 der ersten Vorrichtung EQ1 nicht das Signal der abklingenden Schwingungswellenform mit der Eigenfrequenz des Kristallresonators 8 auf. Selbst wenn der Empfänger 2 durch das Betriebsanweisungssignal 52 in Betrieb genommen worden ist, kann der Empfänger 2 irgendeine Schwingungsenergie vom Kristallresonator 8 weder empfangen noch detektieren.

Wenn vom Empfänger 2, der in der zweiten Vorrichtung EQ 2 in den Betriebszustand versetzt worden ist, keine Schwingungsenergie vom Kristallresonator 8 der ersten Vorrichtung EQ1 delektiert wird, gibt der Lautsprecher 3 einen Alarmton ab, um beispielsweise einen Fahrer des Kraftfahrzeuges vom anomalen Abfall des Druckes innerhalb des Reifens 9 zu informieren.

Bezugnehmend auf Fig.2 sind die Zeitperiode 7"I, für welche das Betriebsanweisungssignal 51 von der Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 5 für den Betrieb des Senders 1 abgegeben wird, und die Zeitperiode T2 für welche das Betriebsanweisungssignal 52 von der Schaltung 5 für den Betrieb des Empfängers 2 abgegeben wird, beispielsweise auf 100 ms eingestellt. Mit dieser Einstellung wird der Kristallresonator 8 für eine Zeitdauer von 100 ms getrieben oder angeregt. Nach Beendigung der Anregung fährt der Kristallresonator 8 für etwa 10 ms zu schwingen fort. Das heißt, die Zeitdauer t der abklingenden Schwingungswelle (der am Empfänger 2 empfangenen Welle) ist etwa 10 ms. Nach dem Anhalten des Betriebes des Senders 1 dadurch, daß die Abgabe des Betriebsanweisungssignals 51 beendet wird, ist eine Zeitdauer von etwa 2 ms erforderlich, bevor der Empfänger 2 vollständig betriebsbereit ist. Demgemäß beträgt die Zeitdauer, für welche der Empfänger 2 die abklingende Schwingung vom Kristallresonator 8 empfängt, etwa 8 ms. Durch Experimente ist festgestellt worden, daß diese Empfangszeitdauer von etwa 8 ms ausreicht, um eine Anomalität im Innendruck des Reifens zu detektieren.

In der zweiten Vorrichtung EQ2 ist die Antenne 4 in Doppelverbindung mit dem Ausgangsanschluß des Senders 1 und dem Eingangsanschluß des Empfängers 2 verbunden. Diese einfache Doppelverbindungsanordnung ist möglich, indem man die Ausgangsimpedanz des Senders und die Eingangsimnedanz des Empfängers 2 in Betracht zieht. Es ist aber auch möglich, die Antenne 4 mittels Signaie von der Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 5 durch einen Umschaltvorgang abwechselnd mit dem Sender 1 und mit dem Empfänger 2 zu verbinden.

Bei einer anderen Ausführungsform, die hinsichtlich der ersten Vorrichtung EQ 1 eine zweite Ausführungsform darstellt, ist die erste Vorrichtung mit einem Kristallresonator und einem auf Druck ansprechenden EIement in der in F i g. 3 dargestellten Kombination angeordnet. In F i g. 3 werden die gleichen Bezugsziffern wie in der vorausgehend beschriebenen ersten Ausführungsform verwendet.
Während im Fall der ersten Ausführungsform der Kristailresonator 8 und das auf Druck ansprechende Element 7 bezüglich der Antenne 6 in Reihe geschaltet sind, sind der Kristallresonator 8 und das auf Druck ansprechende Element 7 bei der zweiten Ausführungsform parallelgeschaltet. In diesem Fall befindet sich das auf Druck ansprechende Element 7 in einem Offenzustand, wenn der Druck innerhalb des Reifens 9 normal ist, und es wird zwischen dem Kristallresonator 3 und der Antenne 6 ein geschlossener Schaltungskreis gebildet Wenn der Druck im Reifen 9 anomal ist, wird das auf Druck ansprechende Element 7 in einen geschlossenen Zustand gebracht, in dem es die beiden Enden des Kristallresonators 8 kurzschließt, und es wird kein geschlossener Schaltungskreis zwischen dem Kristailresonator 8 und der Antenne 6 gebildet

Ist die erste Vorrichtung EQ1 in dieser Weise angeordnet, wird dann, wenn sich das auf Druck ansprechende Element 7 im Offenzustand befindet, ein Energieaustausch zwischen der ersten Vorrichtung EQ 1 und der

gemäß F i g. 1 angeordneten zweiten Vorrichtung EQ 2 ausgeführt, um wahrnehmen zu können, daß der Druck im Reifen 9 normal ist. Diese Energieübertragung bzw. dieser Energieaüstausch findet nicht statt, wenn sich das auf Druck ansprechende Element 7 im geschlossenen Zustand befindst, und dadurch wird eine Anomalität im Druck innerhalb des Reifens 9 festgestellt.

Der Energieaustausch zwischen der zweiten Vorrichtung EQ2 und der ersten Vorrichtung EQi, die der zweiten Ausführungsform entsprechend angeordnet ist, wird in der gleichen Weise ausgeführt wie bei der ersten Ausführungsform und ist leicht verständlich.

Bei dieser besonderen Ausführungsform wird die Schwingungsenergie mit der Eigenfrequenz des Kristallresonators 8 der ersten Vorrichtung EQ 1 ausgesendet, wenn der Druck innerhalb des Reifens 9 normal ist. Anstelle dieser Anordnung kann die Schwingungsenergie auch ausgesendet werden, wenn der Druck innerhalb des Reifens 9 anomal ist. Hierfür kann im Fall der ersten Vorrichtung EQ1 gemäß F i g. 1 das auf Druck ansprechende Element 7 durch einen druckempfindlichen Schalter ersetzt werden, der normalerweise offen ist (wenn der Druck normal ist) und geschlossen ist, wenn der Druck anomal ist. Bei der in F i g. 3 gezeigten ersten Vorrichtung EQ1 kann das auf Druck ansprechende Element 7 durch einen druckempfindlichen Schalter ersetzt werden, der normalerweise geschlossen ist und offen ist, wenn der Druck anomal ist.

Betrachtet man jedoch die Möglichkeit, daß das einen anomalen Druck feststellende System gestört oder außer Betrieb ist, sind die in den F i g. 1 und 3 gezeigten Anordnungen im Hinblick auf die technologische Ideologie der »Ausfallsicherheit« vorzuziehen, und insbesondere dann, wenn es erwünscht ist, den Innendruck des Reifens durch Wic-dcrho'sn des Umscha'ivorgangs der Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 5 konstant zu überwachen, selbst während das Kraftfahrzeug fährt.

Im allgemeinen ändert sich die Eigenfrequenz f_o *'·.ζ.ζ Kristallresonators mit der Umgebungstemperaf ..·. Zudem bewirkt auch eine "Ungleichheit zwischen ...en Produkten eine Schwankung der Eigenfrequenz des Kristallresonators aufgrund von Änderungen der 'Jmgebungstemperatur und/oder einer Ungleichheit der Erzeugnisse beträgt beispielsweise bei t „'.':' - -twa + 80Hz.

Wenn die Sendefrequenz der von der zweiten Vorrichtung EQ 2 auszusendenden Anregungsenergie. 'if f_o festgelegt ist nimmt dann, wenn eine im Bereich ve ±^//'liegende Abweichung der Eigenfrequenz des Ki i stallresonators 8 auftritt, der Betrag der Schwingungsenergie, die im Kristallresonator 8 durch die Anregungsenergie mit der genannten Frequenz /_o gespeichert werden soll, ab. Dies würde den Detektionspegel der Schwingungsenergie, die vom Kristallresonator 8 kommt und vom Empfänger 2 empfangen werden soll, verringern, und dies könnte zu einer fehlerhaften Wirkung führen.

Daher wird die genannte Variation der Eigenfrequenz des Kristallresonators 8 bei einer weiteren, in F i g. 4 gezeigten Ausführungsform in Betracht gezogen, bei der die zweite Vorrichtung EQ 2 bezüglich dieser als eine zweite Ausführungsform angeordnet ist Fig.4 zeigt die Form und die Frequenz des vom Sender 1 zur zweiten Vorrichtung EQ 2 auszusendenden Signals (oder der Anregungsenergie).

Im Fall der zweiten Ausführungsform bezüglich der zweiten Vorrichtung EQ2 wird die Frequenz des vom Sender 1 ausgesendeten Signals innerhalb des Bereichs der Abweichung der Eigenfrequenz des Kristallresonators 8 der ersten Vorrichtung EQ 1 gewobbelt, bevor sie stufenweise ausgesendet wird.

Wenn die Eigenfrequenz des Kristallresonators 8 beispielsweise 4 MHz beträgt und deren Abweichung, wie zuvor erwähnt, ±80 Hz ist, ist die Frequenz des Sendesignals vom Sender 1 in siebzehn Schritten von f„ - 80 χ 10-" MHz bis f_o + 10-" MHz, wobei alle 10 Hz eine Stufe vorgesehen ist. Die so eingestellten Signale werden eines nach dem anderen ausgesendet. Der Empfänger 2 ist so angeordnet, daß er die Abgabe oder Nicht-Abgabe der gespeicherten Schwingungsenergie von der ersten Vorrichtung EQ1 jedesmal, wenn ein Signal ausgesendet worden ist, feststellt. Dtr Druck innerhalb des Reifens 9 wird als normal beurteil:, wenn in dem Fall, daß der Kristallresonator 8 der ersten Vorrichtung EQ1 angeregt wird, wenn der Druck normal ist, die Schwingungsenergie wenigstens einmal festgestellt bzw. detektiert wird.

Zur Verwirklichung der zweiten Ausführungsform bezüglich der zweiten Vorrichtung EQ 2 wird der in Fig. 1 gezeigte Sender 2 beispielsweise folgendermaßenmodifiziert:
Die frequenzbestimmenden Faktoren für die Sendesignale des Senders 1 sind so angeordnet, daß sie siebzehn verschiedenen Frequenzwerten entsprechen, wobei acht Werte vor f₀ und weitere acht Werte nach f_o auftreten, mit fo in der Mitte. Innerhalb des Senders 1 ist beispielsweise ein Zähler vorgesehen, der jedesmal, wenn das Betriebsanweisungssignal 51 von der Sende/Empfangs-Umschaltung 5 empfangen wird, um einen Schritt weitergestellt wird, um das umschalten von einem zu einem anderen der genann'T frequenzbestimmenden Faktoren zu bewirken.

In diesem FaH mag es erforderlich erscheinen, die Empfangsfrequenz des Empfängers 2 synchron mit der im Sender 1 bewirkten Frequenzänderung des Sendesi- £■·-!- -' — "' ^''<~ Rpi <■!· —»■■ An~^fi:"..uiigbiurm anaert sich die Frequenz des Sendesignals vom Sender 1 jedoch lediglich innerhalb eines kleinen Bereichs und kann in ausreichender Weise innerhalb des mit dem Empfänger 2 empfangbaren Frequenzbereichs liegen. Daher reicht es auch, die Empfangsfrequenz des Emp- ?ä -ers 2 auf f_o einzustellen, die in der Mitte des Frequenzbereichs des Sendesignals des Senders 1 liegt, und es besteht keine besondere Notwendigkeit für eine Umschaltsteuerung der Empfangsfrequenz.

Die Sendezeit 7"1 des Sendesignals vom Sender 1 und die Empfangszeit T2 für den Signalempfang im Emptänger 2 sind bei dieser Ausführungsform beispielsweise auf 125 ms für jeden Schritt eingestellt Da bei dieser Ausführungsform siebzehn Schritte vorhanden sind, beträgt die Zeitdauer, die für einen Zyklus der Drucküberwachung benötigt wird, 4,25 s.

Bei jedem der vorausgehend beschriebenen Ausführungsformen wird als das auf Druck ansprechende Element 7 der ersten Vorrichtung EQ1 ein Schalter verwendet, der wirksam wird, wenn ein anomaler Druckabfall auftritt Es ist jedoch möglich, auch einen anomalen Druckanstieg innerhalb des Reifens 9 festzustellen, wenn man als das auf Druck ansprechende Element 7 einen Schalter verwendet der wirksam wird, wenn der Druck anomal ansteigt Es passiert oftmals tatsächlich, daß ein anomaler Anstieg des Innendrucks eines Reifens aus einem Anstieg der Reifentemperatur resultiert während ein Kraftfahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, so daß ein gefährlicher Zustand auftritt Die Verwendung des auf Druck ansprechenden Elements 7 in

der erwähnte'.. Weise ist in einem solchen Fall vorteili.Al.

Bei den vorausgehenden Ausführungsformen isV das auf Druck ansprechende Element als ein unabhängig vom Kristallresonator verwendetes Element beschrieben worden. Es ist jedoch eine auf Druck ansprechende Vorrichtung (nachfolgend druckempfindliches Kristallelement genannt) bekannt, bei der ein Kristallresonator als druckempfindliches Element verwendet wird, wobei dessen zuvor erwähnte Eigenschaft ausgenutzt wird, daß sich seine Eigenfrequenz bei einer Druckänderung merklich ändert, Dieses druckempfindliche Kristallelement ist auch für aas erfindungsgemäße Anomalität-Detektorsystem zur Feststellung eines anomalen Innendrueks eines Reifens verwendbar.

F i g. 5 zeigt eine Schaltungsanordnung einer Ausfüh- !'ungsfcrrn, bei der für die erste Vorrichtung EQ i das druckempfindliche Kristailelement benutzt wird. Dieses druckempfindliche Kristallelement ist mit der Bezugsziffer 10 gekennzeichnet. Mit Ausnahme dieses Elementes sind die anderen Teile identisch zu denen in Fig. 1. Bei dieser Ausführungsform kann die zweite Vorrichtung EQ 2 grundsätzlich in der in F i g. 1 gezeigten Weise angeordnet sein.

!m Fall der in Fig.5 gezeigten Ausführungsform hat das druckempfindliche Kristailelement 10 die folgende Eigenschaft:

Unter der Annahme, daß die Abweichung von der Eigenfrequenz des Kristallresonators im Normalbereich des Innendrucks des Reifens beispielsweise ±2 kHz beträgt, kann das druckempfindliche Kristallelement 10 etwa mehr als ±2 kHz Abweichung von der Eigenfrequenz hervorbringen.

Die Frequenz des vom Sender 1 der zweiten Vorrichtung EO 2 ausgesendeten Signals (oder der Anregungsenergie) v.ird über einen Bereich f_o ±2 kHz gewobbelt. Unter normaler Druckbedingung weist das gewobbelte Sendesignal dann eine Frequenz auf, die dicht bei der zu diesem Moment vorliegenden Eigenfrequenz des druckempfindlichen Kristallelementes 10 liegt, und im Kristallresonator des druckempfindlichen Kristallelementes 10 wird eine Schwingungsenergie gespeichert. Unter einem anomalen Druckzustand weicht die Eigenfrequenz des Kristallresonators des druckempfindlichen Kristallelementes 10 jedoch übermäßig von dem Frequenzbereich f_o ±2 kHz ab, und daher wird keine Schwingungsenergie gespeichert.

Im Hinblick auf das Vorausgehende ist der Empfänger 2 so ausgelegt, daß er bei jeder Stufe während des zuvor erwähnten Wobbeins des Sendesignals des Senders 1 durch das Betriebsanweisungssignal 52 in Betrieb gesetzt wird. Wenn der Innendruck des Reifens normal ist, kann dann die Entladung bzw. Abgabe der Schwingungsenergie von» druckempfindlichen Kristallelement 10 der ersten Vorrichtung EQ 1 vom Empfänger 2 bei wenigstens einem der Schritte des Wobbeins in derselben Weise wie bei dem vorausgehenden Ausführungsbeispiel empfangen werden. Wenn der Innendruck des Reifens anomal ist, kann die Entladung bzw. Abgabe der Schwingungsenergie bei keinem der Wobbeischritte vom Empfänger 2 empfangen werden. Nachdem der Vorgang des Wobbeins bei allen Schritten der Frequenz des Sendesignals des Senders 1 durchgeführt worden ist, kann daher der Innendruck des Reifens als normal oder anomal beurteilt werden, und zwar durch die Feststellung, oder das Signal (oder die Schwingungsenergie) vom druckempfindlichen Kristallelement 10 während eines Zyklus des beschriebenen Wobbeins vom Empfänger 2 empfangen worden ist.

Bei dieser Ausführungsform kann der Sender 1 der zweiten Vorrichtung EQ 2 in der gleichen Wehe angeordnet sein wie bei der in F i g. 4 gezeigten zweiten Ausführungsform bezüglich der /weiten Vorrichtung EQ2 Da die Breite der Frequenzabweichung des zu wobbelnden Scndcsignals in diesem Fall weiter als im Fall der F i g. 4 ist, ist jeder Wobbeischritt größer gewählt und äst beispielsweise auf 200 Hz eingestellt, und die Anzahl der Schritte ist ebenfalls auf elf eingestellt.

V/as die Ausbildung des Empfängers 2 betrifft, überschreitet auch bei dieser Ausführungsform die Weite der Frequenzabweichung bezüglich der Mittenempfangsfrequenz nicht 10-³. Daher besteht auch kein besonderes Bedürfnis für eine Umschaltsteuerung der Empfangsfrequenz.

Ferner ist bei dieser Ausiuhrungsioi ni die Eigenfrequenz des druckempfindlichen Kristallelementes 10 proportional zum Druck innerhalb des Reifens 9. Deshalb kann man den Druck innerhalb des Reifens 9 dadurch finden, daß man die Frequenz des Sendesignals bei jeder Wobbeistufe mit dem zu dieser Zeit existierenden Druck vergleicht und diese Wobbeistufe ausliest, wenn die von der ersten Vorrichtung EQ 1 abgegebene Schwingungsenergie vom Empfänger der zweiten Vorrichtung EQ 2 empfangen wird.

Bei Einstellung der Wobbeistufen des Sendesignals vom Sender 2 in geeigneter Weise erübrigt sich bei dieser Ausführungsform, anders als bei der vorausgehenden Ausführungsform, die Notwendigkeit, das Sendesignal zu wobbeln, um die Eigenschaftsänderung des Kristallresonators des druckempfindlichen Kristallelementes 10 zu kompensieren, die durch Temperaturänderung usw. verursacht wird.

Da der Druck überwacht wird, indem sich dicht an die Eigenfrequenz des Kristallresonators gehalten wird, vermag diese AusführungsfortP sowohl für einen anomalen Abfall als auch einen anomalen Anstieg des Innendrucks des Reifens Alarm zu geben.

Bei jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird das Signal, das von der ersten Vorricht :ng EQi kommt, von der sich an jedem der Räder eine befindet, über eine einzige Antenne 4 der zweiten Vorrichtung EQ 2 empfangen, und daher besteht keine Möglichkeit zu unterschieden, in welchem der Reifen ein anomaler Innendruck aufgetreten ist.

Zur Überwindung dieser Unzulänglichkeit dient eine weitere Ausführungsform, mit der man ein Rad identifizieren kann, bei dem sich ein anomaler Innendruck des Reifens 9 eingestellt hat. Diese Ausführungsform zeigt Fig. 6.

In F i g. 6 sind vorgesehen: Antennen 41 —45, die der in der ersten Ausführungsform gemäß F i g. 1 verwendeten Antenne 4 entsprechen; eine Antennenumschaltschaltung 11, weiche die Antennen 41 —45 eine nach der anderen anschließt; eine weitere Gruppe von Antennen 61—65; auf Druck ansprechende Elemente 71—75; Kristallresonatoren 81—85; und die Innenräume der Reifen 91—95. Diese Teile entsprechen bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Antenne 6, dem auf Druck ansprechenden Element 7, dem Kristallresonator 8 bzw. dem Inneren 9 des Reifens. Andere Teile der Ausführungsform sind durch dieselben Bezugsziffern. wie in F i g. 1 gekennzeichnet

Bei dieser Ausführungsform ist die Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 5 so ausgebildet, daß sie zusätzlich zu den Betriebsanweisungssignalen Sl und 52 ein Antennenumschaltanweisunessienal S3 an die Antennen-

umschaltschaltung 11 liefert.

Unter der Annahme, daß die Erfindung für ein vierrädriges Automobil angewendet wird, das einschließlich eines Reserverades fünf Räder aufweist, ist die Anzahl der auf ihren Innendruck zu überwachenden Reifen fünf. In diesem Fall sind daher fünf erste Vorrichtungen EQl für diese Reifen vorgesehen, wie es in Fig. 6 gezeigt ist Die zweite Vorrichtung EQI ist mit fünf Antennen 41 —45 versehen, die so angeordnet sind, daß sie diesen ersten Vorrichtungen EQ1 entsprechen. In der zweiten Vorrichtung EQ 2 werden der Sender 1 und der Empfänger 2 jeweils mit diesen Antennen 41—45 zusammengeschaltet.

Die Antenne 41 ist der Antenne 61 benachbart angeordnet die Antenne 42 der Antenne 62 benachbart, die Antenne 43 der Antenne 63 benachbart, die Antenne 44 der Antenne 64 benachbart, und die Antenne 45 der Antenne 65 benachbart und zwar je so, daß ein Energieaustausch zwischen jedem Paar dieser Antennen durch elektromagnetische Induktion möglich ist.

Wie in Fig.7(A) gezeigt ist wird die Ante.inenumschaltschaltung 11 durch das Antenneriumschaltanweisungssignal S3 betätigt das in Zeitabständen TA von der Sende/Empfangs-Umschaltung 5 abgegeben wird, um die Antennen 41 —45 eine nach der anderen durch Umschaltung an den Sender 1 anzuschließen. Dann findet zwischen jeder der an den Empfänger 1 angeschlossenen Antennen 41 —45 und jeder der Antennen 61 —65 der je entsprechenden ersten Vorrichtung EQ1 ein Signalaustausch (oder Energieaustausch) in derselben Weise statt wie im Fall der in F i g. ί gezeigten Ausführungsform, um herauszufinden, ob der Innendruck jedes Reifens normal ist Somit werden alle Reifen einzeln einer nach dem anderen abgefragt.

Zwischen der zweiten Vorrichtung EQ 2 und jeder der ersten Vorrichtungen EQ1 werden Signale vom Sender 1 ausgesendet, und zwar eines nach dem anderen in gleicher Weise, wie sie vorausgehend in Verbindung mit F i g. 4 beschrieben worden ist Genauer gesagt wird ein Bereich einer Frequenzabweichung ±Jf, mit der Eigenfrequenz /_oder Kristallresonatoren 81 —85 der ersten Vorrichtungen EQ1 in der Mitte dieses Bereichs, durch jedes gegebene Frequenzintervall gewobbelt, und Signale mit der so erhaltenen Frequenz werden eines nach dem anderen vom Sender 1 auf das von der Sende/Empfaiigs-Umschaltsehaltung 5 abgegebene Betriebsanweisungssignal 51 hin ausgesendet. Jedesmal, wenn die Signalaussendung angehalten wird, wird dann der Empfänger 2 der zweiten Vorrichtung EQ 2 durch das von der Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 5 abgegebene Betriebsanweisungssignal 52 in Gang gesetzt, um das Vorhandensein oder NichtVorhandensein der Schwingungsenergie festzustellen, die vor. jedem der Kristallresonatoren 81—85 der ersten Vorrichtungen EQ 1 abgegeben werden soll.

Nimmt man an, daß die Kristallresonatoren 81—85 eine Eigenfrequenz /„ von 4 MHz haben und deren Frequenzabweichung innerhalb des Bereichs von ±80 Hz liegt, werden die Signale vom Sender 1 eines nach dem anderen über siebzehn Stufen ausgesendet, wenn das Wobbein mit Intervallen von 10 Hz durchgeführt wird. Nimmt man dann an, daß die Betriebsanweisungssignale 51 und 52 von der Sende/Empfangs-Umschaltschaltung 5 je für eine Zeitdauer von 125 ms abgegeben werden, ist die Überwachung des Innendruckes eines Reifens erforderliche Zeitdauer 4,25 s. Zieht man die Zeitdauer in Betracht, die zum Umschalten zwischen Senden und Empfang benötigt wird, wird die Zeitdauer eines Zyklus, in dem die Antennenumschaltanweisungssi gnale 53 gemäß F i g. 7(A) abgegeben werden sollet auf etwa 4,5 s eingestellt Durch eine solche Einstelluni ergibt sich für die Gesamtzeitdauer, die zum Oberwa chen aller fünf Räder erforderlich ist ein Wert von 22^ oder in diesem Größenbereich.

Das Antennenumschaltanweisungssignal 53 kam beispielsweise jedesmal abgegeben werden, wenn de Zählwert dafür, wie oft das Betriebsanweisungssigna

to 52 abgegeben worden ist 17 erreicht indem man zählt wie oft das Signal 52 abgegeben wird, oder es kann ii eingestellten Zeitintervailen abgegeben werden, die be stimmt sind durch einen Zeitgeber oder durch irgendei ne andere Anordnung in Kombination mit irgendeine· elektrischen Schaltungseinrichtung.

Falls mehrere Reifen zu überwachen sind, die an der selben Stelle angeordnet sind, wie im Fall von Doppel reifen eines Lastkraftwagens, werden erste Vorrichtun gen EQ i an den mehreren Reifen angebracht, bei de nen Kristallresonatoren unterschiedlicher Eigenfre quenzwerte f_o j und f_O2 verwendet werden, während dei Sender 1 der zweiten Vorrichtung EQ 2 so ausgelegt ist daß er Signale (oder Anregungsenergien) der Frequenzwerte Fo ι und f_O2 nacheinander aussendet Diese Anord nung erlaubt die Feststellung von Anomalitäten im Innendruck mehrerer Reifen durch Verwendung einer Antenne an der zweiten Vorrichtung EQ 2 für diese ar derselben Stelle angeordneten mehreren Reifen.

Die Eigenfrequenzwerte f_o\ und /Ö2 der Kristallresonatoren 81 —85 der ersten Vorrichtungen EQ1, die an jedem der Doppel- bzw. Zwillingsreifen angeordnet sind, werden beispielsweise auf 4 MHz bzw. 10 MHz eingestellt Der Sender und Empfänger 1 bzw. 2 der zweiten Vorrichtung EQ 2 sind mit Teilen zum Senden und Empfangen von Signalen verschen, die diesen Frequenzwerten entsprechen, und sie sind außerdem mit einer Schaltung versehen, die zur Ausführung einer Umschaltsteuerung für diese sendenden und empfangenden Teile ausgelegt sind. Wenn die Antennen 43 und 44 der zweiten Vorrichtung EQ 2 so angeordnet sind, daß sie beispielsweise dem Zwillingsreifenrad entsprechen, und mit dem Sender 1 verbunden sind, bewirkt die erwähnte Umschaltschaltung, daß der Sender 1 die Signale von 4 MHz und 10 MHz nacheinander aussendet Dann stellt der Empfänger 2 fest, ob die Schwingungsenergie in jedem der Kristallresonatoren 81 bis 85 der ersten Vorrichtungen EQ1 im Ansprechen auf die Signale gespeichert worden ist.

Bei der in F i g. 6 gezeigten Ausführungsform ist jede der ersten Vorrichtungen EQ1 auf die in F i g. 1 gezeigte Weise aufgebaut. Selbstverständlich können jedoch alle vorausgehend für den Aufbau der ersten Vorrichtung beschriebenen Abwandlungen auch bei der in Fig.6 gezeigten Ausführungsform angewendet werden.

Unter Bezugnahme auf die F i g. 8(A) und (B) und die Fig.9(A) und (B) wird nachfolgend eine Anordnung beschrieben zum Montieren des erfindungsgemäßen Systems zum Feststellen eines anomalen Reifeninnendrucks und insbesondere die Moniagcposition der ersten Einrichtungen EQ 1 und die strukturelle Montageanordnung der Antennen 61—65 der ersten Vorrichtung EQ1 und der Antennen 41—45 der zweiten Vorrichtung EQ 2.

bi Die F i g. 8(A) und 9(A) sind Tcilschnittansichtcn. clic je ein Beispiel für die strukturelle Anordnung für das Montieren der ersten Vorrichtung oder ersten Vorrichtungen EQ 1 und der Antenne 6 oder der Antennen

61—65 und der Antenne 4 oder der Antennen 41 —45 an dem Einzelreifenrad bzw. dem Zwillingsreifenrad zeigen. Die F i g. 8(B) und 9(B) zeigen die relativen Positionen der Antennen 6 oder 61 —65 und 4 oder 41 —46 für das Einzelreifenrad bzw. das Zwillingsreifenrad.

In diesen F i g. 8(A) und (B) und F i g. 9(A) und (B) sind gezeigt: ein Reifen 101; eine Felge 102; ein Felgengrund 103; ein nicht-drehendes Teil 104, das in F i g. 8(A) eine Bremsenabdeckung und in Fig. 9(A) ein struktureller Teil des Fahrzeugs ist; und ein Drahtbefestigungsteil 105. Mit Ausnahme dieser Teile sind weitere Teile mit den gleichen Bezugsnummern gekennzeichnet, wie sie in F i g. 1 oder in F i g. 6 verwendet werden. Ferner sind in Fig.9 die ersten Vorrichtungen EQi, die für die Doppelstreifen vorgesehen sind, dadurch voneinander unterschieden, daß zu deren Bezugszeichen (A) und (B) hinzugefügt sind.

Im Fall des in den F i g. 8(A) und (B) gezeigten Einzelreifenrades ist im Felgengrund bzw. in der Felgenbasis 103 an dem bzw. an der der Reifen 101 befestigt ist, ein Loch vorgesehen, und die erste Vorrichtung EQi ist dort in einer solchen Position angeordnet, daß wenigstens ihr auf Druck ansprechendes Element 7 (oder 71—75) durch das Loch hindurch im Inneren 9 (91—95) des Reifens angeordnet ist Die Antenne 6 (oder 61 —65) ist rund um den Rand der Felge 107 angeordnet und dort befestigt, wobei die Antenne elektrisch mit der ersten Vorrichtung EQ1 verbunden ist. Die erste Vorrichtung EQ1 und die Antenne 6 (61—65) sind somit so angeordnet, daß sie sich zusammen mit dem Rad drehen. Die Antenne 4 (41—45) der zweiten Vorrichtung EQ2 ist so angeordnet, daß sie sich nicht mit dem Rad dreht, und ist an einem sich nicht-drehenden Teil, wie einer Bremsenabdeckung 104, in der Nähe des Randteils, an dem die Antenne 6 (61 —65) befestigt ist, festgemacht Die Antenne 4 (41 —45) ist über eine Leitungsverdrahtung mit der zweiten Vorrichtung EQ 2 elektrisch verbunden.

Die Antenne 6 (61 —65) der ersten Vorrichtung EQ1 und die Antenne 4 (41—45) der zweiten Vorrichtung EQ2 sind je an Befestigungsteilen in konzentrischen Kreisformen befestigt und so dicht wie möglich zueinander angeordnet, damit zwischen diesen eine enge Verbindung mittels elektromagnetischer Induktion besteht, d. h., sie sind so angeordnet, daß ihre Durchmesser so dicht wie möglich beieinander liegen. Beispielsweise beträgt der Abstand zwischen diesen Antennen 15 mm.

Im Fall des in F i g. 9(A) und (B) gezeigten Zwillingsreifenrades sind die ersten Vorrichtungen EQ \(A) und EQ i(B), in denen die Kristallresonatoren 8 (oder 81—85) mit unterschiedlichen Eigenfrequenzwerten angeordnet sind, je auf dem Felgengrund 103 der ihnen zugeordneten Einzelreifen montiert, und zwar in der gleichen Weise wie im Fall des zuvor beschriebenen Einzelreifenrades, wobei wenigstens deren auf Druck ansprechendes Element 7 (71—75) im Inneren 9 (91 —95) der Reifen angeordnet ist. Die Antennen βΑ (61/4-65,4; und 6ß(61ß-65ß;der beiden ersten Vorrichtungen EQ lf/^und EQ lfß^sind rund um den Rand einer der Radfelgen, beispielsweise die Innenfelge 102, angeordnet und daran befestigt. Diese Antennen SA und 6ß sind mit den ersten Vorrichtungen EQi(A) und EQ \(B) elektrisch verbunden. Der Grund dafür, daß beide Antennen 6A (GiA-BSA) und 6ß(61ß-65ß; an einer der Felgen 102 befestigt sind, liegt darin, daß das Vorhandensein der Felge 102 zwischen der später beschriebenen Antenne 4 und diesen Antennen 6.4 und 6ß einen elektromagnetisch abgeschirmten Zustand hervorbringen würde, der zur Energieübertragung zwischen diesen verhindert werden muß.

Die Antenne 4 (41—45) der zweiten Vorrichtung EQ 2 dreht sich nicht mit dem Rad und ist in einer Schleifenform angeordnet und an einem sich nicht-drehenden Teil in der Nachbarschaft des Randteils der Innenfelge 102, an der die Antennen 6Λ und 6ß befestigt sind, wie einem dicht beim Rad befindlichen Bauteil 104 des Fahrzeugs, befestigt Die Antenne 4 ist somit so

to angeordnet, daß sie anderen Antennen 6A (6iA—65A) und 6ß(61 B—65B) gegenüberliegt

Die Antennen 6A (6iA-65A) und 6ß(61ß-65ß;der ersten Vorrichtungen EQ \(A) und EQ \(B) und die Antenne 4 (41—45) der zweiten Vorrichtung EQ 2 sind somit je an Befestigungsteilen in einer konzentrischen Kreisform, wie in F i g. 9(B) gezeigt in derselben Weise angeordnet wie im obigen Fall des Einzelreifenrades. Die Antenne 4 (41 —45) ist möglichst dicht bei den Antennen 6A (61/1—65A) und 6ß (61ß—65ß^ angeordnet

2ö um zwischen diesen eine enge Verbindung bzw. Wechselwirkung durch elektromagnetische Induktion zu haben.

Bei dem gemäß vorausgehender Beschreibung angeordneten erfindungsgemäßen System kann das Ei ndringen externen störenden Rauschens in die ersten Vorrichtungen EQ1 und den Empfänger 2 der zweiten Vorrichtung EQ 2 und eine unerwünschte Abstrahlung elektromagnetischer Wellen von den ersten Vorrichtungen EQi und der zweiten Vorrichtung EQ2 nach außen wirksam vermieden werden, und zwar wegen des Folgenden:

Die Antenne 6 (61 —65) der ersten Vorrichtung EQ1 und die Antenne 4 (41—45) der zweiten Vorrichtung EQ 2 sind zwischen der Felge 102 und dem strukturellen Bauteil des Fahrzeuges (104 in Fig.9(A)) angeordnet die generell aus Metall bestehen. Daher wirken die Felge 102 und das Bauteil 104 als elektromagnetische Abschirmungen, die das externe störende Rauschen und die Abstrahlung unnötiger elektromagnetischer Wellen in einem großen Ausmaß dämpfen. Zum Signalaustausch zwischen den ersten und zweiten Vorrichtungen EQ 1 und EQ 2 und zum Wahrnehmen solcher Signale ist die zuvor beschriebene Befestigungsanordnung daher äußerst wirksam.

Da die beiden Antennen 4 (41—45) und 6 (61—65) dicht beieinander mit einem Abstand von beispielsweise etwa 15 mm angeordnet werden können, sind sie sehr eng miteinander gekoppelt, so daß Übertragungsverluste minimal werden und somit der Signalaustausch zwisehen «rsten und zweiten Vorrichtungen EQ1 und EQ 2 mit einer kleinen Übertragungsenergie sehr zufriedenstellend ausgeführt werden kann.

Wenn diese Montageanordnung für mehrere Reifen zu deren Überwachung auf einer individuellen Basis angewendet wird, können mehrere Signale derselben Frequenz verwendet werden, da keine wechselseitige Störung zwischen den mehreren Signalen zu befürchten ist. Falls es schwierig ist, eine notwendige maschinelle Bearbeitung an der Felgenbasis 103 durchzuführen, wird die erste Vorrichtung EQ1 oder wenigstens deren auf Druck ansprechendes Element 7 (71—75) an der Innenseite 9 (91—95) des Reifens befestigt, und ein Zuleitungsdraht wird durch den Lufteinlaß des Reifens geführt.

Was das Reserverad betrifft, werden die erste Vorrichtung EQ 1 und deren Antenne 6 (61 —65) an diesem durch dieselbe Montageanordnung befestigt wie sie vorausgehend beschrieben worden ist. Die Antenne 4

(41—45) der zweiten. Vorrichtung EQ 2 ist dicht bei einem Reserverad-Verstauiingsplatz angeordnet, und zwar in einer konzentrischen Kreisform bezüglich der oben genannten Antenne 6 (61 —65).

Zur Montage der Antennen 4 (41 —45) und 6 (61 —65) ist keine besondere maschinelle Bearbeitung der Befestigungsteile erforderlich, sondern sie werden durch irgendein Klebeband, einen Klebstoff oder irgendein anderes geeignetes Mittel befestigt.

Um zu vermeiden, daß die elektrischen Eigenschaften dieser Antennen 4 (41 -45) und 6 (61 -65) durch Veränderungen der Umgebungsbedingungen beeinflußt werden, wie durch an ihnen klebenden Schmutz, und da sie im allgemeinen auf Metalloberflächen montiert sind, werden sie vorzugsweise mit Kautschuk, Gummi oder einem synthetischen Harz oder etwas Ähnlichem überzogen, bevor sie montiert werden, oder sie sind aus einem Drahtmaterial hergestellt, das bereits solchermaßen beschichtet ist

Während die Befesiigungsanordnurig der ersten Vorrichtung EQ1 im Vorausgehenden unter Bezugnahme auf die in F i g. 1 oder F i g. 3 gezeigte Ausführungsform beschrieben ist, ist dieselbe Befestigungsanordnung natürlich auch bei der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform anwendbar, bei welcher der Kristallresonator selbst den Druck detektiert.

Wie vorausgehend im einzelnen beschrieben, umfassen die Vorteile der vorliegenden Erfindung folgendes:

denen Rädern ausgeführt werden soll, erlaubt derselbe Vorteil, wie er im Absatz c) erwähnt worden ist, die Verwendung von Signalen derselben Frequenz.

e) Wenn der Innendruck mehrerer an derselben Stelle angeordneter Reifen überwacht werden soll, können die Reifen individuell durch Verwendung von Signalen mit verschiedenen Frequenzwerten überwacht werden.

f) Beim Montieren der Anomalität-Detektor-Vorrichtung an einem Kraftfahrzeug ist keine schwierige Bearbeitung der Befestigungsteile des Fahrzeuges erforderlich. Das erfindungsgemäße System kann daher an jeglicher Art von Motorfahrzeugen montiert werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Feststellung eines anomalen Druckes der Reifen von Kraftfahrzeugen beschränkt, sondern ist natürlich auch verwendbar zur Festlegung eines anomalen innendruckcs der Reifen eines Flugzeuges und dergleichen. Zur erfindungswesentlichen Verknüpfung der einzelnen Schaltelemente zur Gesamtschaltung wird hiermit ausdrücklich auf die je zugehörige Figur verwiesen.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

a) Das erfiiü'ungsgemäße System benutzt die Eigenschaft eines Kristallresonators, daß sich im Kristallresonator Schwingungsenergie ansammelt, wenn er angeregt wird, und diiß dir Schwingungsenergie nach außen abgegeben bzw. entladen wird, wenn die Kristallanregung beendet wird. Daher kann die Vorrichtung zum Feststellen eines anomalen Drukkes, d. h, die erste Vorrichtung EQ1, ohne Zufuhr irgendeiner Energie zu ihr betrieben werden.

b) Die Überwachungsvorrichtung, d. h, die zweite Vorrichtung EQ 2, die dazu angeordnet ist, eine Anomalität im Innendruck des Reifens durch Aussenden von Anregungsenergie zum Anregen des Kristallresonators und dann durch Empfangen einer vom Kristallresonator abgegebenen bzw. entladenen Schwingungsenergie zu überwachen, vermag einen Signalaustausch mit der anomalen Druck feststellenden Einrichtung (oder der ersten Vorrichtung EQ1) durch elektromagnetische Induktion durchzuführen. Daher kann eine der beiden Vorrichtungen an einem sich drehenden Teil (oder dem Rad) angeordnet sein, während die andere an einem sich nichtdrehenden Teil angeordnet sein kann, und die beiden Vorrichtungen können drahtlos miteinander gekoppelt sein. Es ist nicht erforderlich, diese beiden Vorrichtungen durch eine Leiterverbindung unter Verwendung beispielsweise einer mechanischen Schleifereinrichtung, die eine geringe Zuverlässigkeit aufweist, zu koppeln.

c) Die Antennenbefestigungspositionen können an Stellen gewählt werden, an denen ein elektromagnetischer Abschirmeffekt mit den Bauteilen des Kraftfahrzeuges erhalten werden kann, so daß ein Signalaustausch möglich ist, ohne daß er durch externes Rauschen gestört wird, und ohne daß man befürchten muß, daß Signalenergie nach außen ab- b5 gegeben wird und zu Rauschen bzw. einer Störung wird.

d) Falls ein Signalaustausch individuell mit verschie-

Claims (17)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Überwachung des Innendrucks eines an einem Rad angeordneten Reifens, bei dem von einer stationären Vorrichtung mit einem Sender Anregungsschwingungsenergie an eine bewegte Vorrichtung mit einer Resonanzschaltung gesendet wird, die an dem drehbaren Rad angeordnet ist, auf die Anregungsschwingungsenergie anspricht und die ein auf anomalen Reifeninnendruck ansprechendes, das Resonanzschaltungsverhalten beeinflussendes Druckfühlelement aufweist, wobei aus der Art einer Rückwirkung der Resonanzschaltung auf die stationäre Vorrichtung auf das Vorliegen eines normalen oder eines anomalen Reifeninnendrucks geschlossen werden kann,

und bei dem bei der auf anomalen Reifeninnendruck hinweisenden Rückwirkung ein Alarmsignal erzeugt wird, dadurchgekennzeichnet, daß zunächst die Anregungsschwingungsenergie vom Sender über eine Antennenanordnung mit einer zu diesem Zeitpunkt mit dem Sender verbundenen sendeseitigen und mit e^:ner empfangsseitigen Antenne zur Resonanzschaltung gesendet wird, daß dann die Aussendung der Anregungsschwingungsenergie beendet und die sendeseitige Antenne vom Sender auf einen Empfänger der stationären Vorrichtung umgeschaltet wird,
und daß dann, wenn in». Empfänger eine auf anomale Reifeninnendruck hinweisende Rückwirkung von der Resonanzschaltung feotgesMlt wird, das Alarmsignal abgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Resonanzschaltung ein Kristallresonator verwendet wird,

daß der Kristallresonator mittels der vom Sender ausgesendeten Anregungsschwingungsenergie in Resonanzschwingung versetzt wird und dabei Schwingungsenergie speichert, die er nach der Anrcgungsbeendigung in Form einer gedämpften Schwingung abgibt,

und daß nach dem Umschalten der stationären Vorrichtung vom Sendebetrieb auf Empfangsbetrieb beobachtet wird, ob und/oder in welcher Art von der Resonanzschaltung eine Entladungsschwingung empfangen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei anomalem Reifeninnendruck die den Kristallresonator enthaltende Resonanzschaltung unterbrochen und mittels des Empfängers beobachtet wird, ob von der Resonanzschaltung eine Entladeschwingung abgegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei anomalem Reifeninnendruck die Eigenfrequenz des Kristallresonators geändert wird und daß vom Sender nacheinander verschiedene Anregungsschwingungsfrequenzen ausgesendet werden und mittels des Empfängers beobachtet wird, ob die Resonanzschaltung eine auf normalen oder auf anomalen Reifeninnendruck hinweisende Entladungsschwingungsfrequenz abgibt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4. bei dem gleichzeitig der Reifeninnendruck mehrerer Radreifen überwacht und zu diesem Zweck an jedem Rad eine Resonanzschaltung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet,

daß für jeden zu überwachenden Reifen eine Antennenanordnung mit einer sendeseitigen und mit einer empfangsseitigen Antenne verwendet wird,
und daß nach jedem Sende-Empfangs-zyklus der stationären Vorrichtung der Sender und der Empfänger mit einer anderen sendeseitigen Antenne verbunden werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die einzelnen zu überwachenden Reifen Kristallresonatoren unterschiedlicher Eigenfrequenz verwendet «verden,

daß von der stationären Vorrichtung nacheinander verschiedene, den unterschiedlichen Eigenfrequenzen der einzelnen Kristallresonatoren entsprechende Anregungsschwingungsfrequenzen ausgesendet werden,

und daß ein Empfänger mit einer Empiangsfrequenzbreite, die alle Anregungsschwingungsfrequenzen überdeckt, verwendet wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die bzw. jede Resonanzschaltung nacheinander verschiedene Anregungsschwingungsfrequenzen gesendet und die Rückwirkung bei der jeweiligen Arregungsschwingungsfrequenz beobachtet wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsanregung der bzw. einer jeden Resonanzschaltung sowie die Beobachtung der Rückwirkung von der bzw. jeder Resonanzschaltung periodisch wiederholt wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die stationäre Vorrichtung (EQ 2) eine sendeseitige Antenne (4) aufweist, die sowohl mit dem Sender (1) als auch mit dem Empfänger (2) verbunden ist,

daß eine Sende/Empfangs-Umschalteinrichtung (5) vorgesehen ist, die mit einem Steuereingang des Senders (1) und mit einem Steuereingang des Empfängers (2) verbunden ist und entweder dem Sender oder dem Empfänger Betriebssignale (SI, 52) zuführt,

daß an den Ausgang des Empfängers eine Alarmeinrichtung (3) angeschlossen ist,
daß die bewegte Vorrichtung (EQ 1) eine empfangsseitige Antenne (6) und eine mit dieser verbundene Resonanzschaltung (7—9) mit einem Kristallresonator (8) und dem auf anomalen Reifeninnendruck ansprechenden Druckfühlelement (7) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangsseitige Antenne (6), der Kristallresonator (8) und das Druckfühlelement (7) in Reihe geschaltet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangsseitige Antenne (6), der Kristallresonator (8) und das Druckfühlelement (7) parallel geschaltet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckfühlelement (7) ein bei anomalem Druck unierbrechender Schalter ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckfühlelement (7) ein bei anomalem Druck leitender Schalter ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristallresonator (8) vom Druckfühlelement mit einem vom Reifeninnendruck

abhängigen Druck beaufschlagbar ist

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 14, zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Sender (1) und den sendeseitigen Antennen (41 bis 45) eine von der Sende/Empfangs-Umschalteinrichtung (5) steuerbare Antennenumschalteinrichtung(ll) angeordnet ist

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß jede empfangsseitige Antenne (6; 6A, 6B, 81—85) schleifenförmig ausgebildet und rund um den Felgengrund (3) des Rades angeordnet ist,

daß jede sendeseitige Antenne (4; 41 —45) ebenfalls schleifenförmig ausgebildet und an einem sich nicht drehenden Teil in der Nachbarschaft des zugehörigen Felgengrundes (103) angeordnet ist,
und daß jede sendeseitige Antenne (4; 4! —45) kreiskonzentrisch zur zugehörigen empfangsseifvjen Antenne (6; 6Λ 66; 81 —85) angeordnet ist

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet,

daß an mehreren an derselben Stelle angeordneten-Rädern, z. B. Zwillingsrädern, je eine Resonanzschaltung mit eigener empfangsseitiger Antenne (6a, 6B) und einem eigenen Kristallresonator (8) angeordnet ist,

daß die Eigenfrequenzen der Kristallresonatoren dieser Räder verschieden voneinander sind, und daß der Sender der stationären Vorrichtung (EQ 2) auf die verschiedenen Eigenfrequenzen umschaltbar ist