DE3729420A1

DE3729420A1 - Vorrichtung zur ueberwachung des reifendrucks im kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3729420A1
Application number: DE19873729420
Authority: DE
Inventors: Cemal Kaynak; Eberhard Zuckmantel
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 1987-09-03
Filing date: 1987-09-03
Publication date: 1989-03-16
Anticipated expiration: 2007-09-04
Also published as: DE3729420C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung des Reifendrucks in Kraftfahrzeugen, mit einem Druckschalter und mit einer Ringspule, die in der Felge eines Kraftfahrzeugrades angeordnet sind, mit einer Sendespule, die durch einen Frequenzgenerator gespeist wird und die am Kraftfahrzeug ortsfest angeordnet ist und mit einer Empfangsspule, die am Kraftfahrzeug ortsfest angeordnet ist und die mit einem Empfänger verbunden ist, der abhängig vom empfangenen Signal eine Warneinrichtung steuert.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-PS 22 74 557 vorbekannt. Mit derartigen Vorrichtungen kann während der Fahrt des Kraftfahrzeuges der Reifendruck überwacht werden. Unterschreitet der Reifendruck einen vorgegebenen Grenzwert, so wechselt der Druckschalter seinen Schaltzustand und die Übertragung elektromagnetischer Energie durch die Ringspule ändert sich in einer Weise, die durch den Empfänger auswertbar ist. Der Empfänger steuert abhängig vom empfangenen Signal eine Warneinrichtung.

Die vorbekannte Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß die Sendespule ständig ein elektromagnetisches Signal aussendet, das ebenfalls ständig abhängig vom Schaltzustand des Druckschalters von der Empfangsspule empfangen wird. Damit ist zwar eine ständige Kontrolle des Reifendrucks gewährleistet, doch insbesondere bei sogenannten CTS- oder CRS-Reifen ist es ausreichend, wenn z. B. alle 60 Sekunden der Reifendruck geprüft und überwacht wird.

Weiterhin kann die ständige Aussendung elektromagnetischer Signale andere insbesondere induktiv arbeitende Einrichtungen im Kraftfahrzeug, wie z. B. Antiblockiersysteme oder Antriebsschlupfregelungen in ihrer Funktion stören und zu gefährlichen Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs führen.

Schließlich sind zum ständigen Aussenden und zum ständigen Empfang elektromagnetischer Signale getrennte Sende- und Empfangsspulen erforderlich, die um eine gegenseitige Störung zu vermeiden räumlich weit voneinander entfernt im engen Innenraum der Kraftfahrzeugfelge angeordnet werden müssen. Dies führt entweder zu Platzproblemen beim Anbau der vorbekannten Vorrichtung am Kraftfahrzeug oder die Auswertung des Schaltzustandes des Druckschalters wird erschwert.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Überwachung des Reifendrucks von Kraftfahrzeugen zu schaffen, die einfach und kostengünstig herstellbar und am Kraftfahrzeug montierbar ist und die eine sichere Kontrolle des Reifendrucks ohne Störung weiterer Einrichtungen des Kraftfahrzeugs ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Sendespule und Empfangsspule zu einer gemeinsamen Sende- und Empfangsspule zusammengefaßt sind und daß eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die wechselweise den Frequenzgenerator während einer vorgegebenen Sendezeitdauer und/oder den Empfänger während einer vorgegebenen Empfangszeitdauer mit der Sende- und Empfangsspule verbindet.

Dadurch, daß die Sendespule und die Empfangsspule zu einer gemeinsamen Sende- und Empfangsspule zusammengefaßt sind, ist der Platzbedarf der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Radfelge gegenüber dem Vorbekannten wesentlich verringert. Auch eine möglichst weit entfernte Anordnung zweier Spulen in dem Kraftfahrzeugrad ist anders als beim Vorbekannten nicht erforderlich.

Durch die Ausbildung der gemeinsamen Sende- und Empfangsspule ist es notwendig, eine Schalteinrichtung vorzusehen, die wechselweise den Frequenzgenerator während einer vorgegebenen Sendezeitdauer und den Empfänger während einer vorgegebenen Empfangszeitdauer mit der Sende- und Empfangsspule verbindet. Dies hat zufolge, daß nicht mehr ständig der Reifendruck gemessen wird, doch können bei geeigneter Wahl der Sende- und Empfangszeitdauern Meßfrequenzen von 100 Hz und mehr erreicht werden. Die Messung des Reifendrucks kann also quasi ständig erfolgen, was sowohl für normale Reifen als auch für CTS- oder CRS-Reifen durchaus aureichend ist.

Weiterhin hat die erfindungsgemäße Vorrichtung gegenüber dem Vorbekannten den Vorteil, daß nur während der Sendezeitdauer ein elektromagnetisches Feld mit erforderlicher Intensität erzeugt wird. Während der Empfangszeitdauer klingt das durch die in der Ringspule induzierten Ströme erzeugte elektromagnetische Feld schnell ab, so daß eine Störung von anderen Einrichtungen im Kraftfahrzeug unwahrscheinlich ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Man kann die Empfangszeitdauer länger als die Sendezeitdauer wählen um für die Auswertung des elektromagnetischen Signals der erfindungsgemäßen Vorrichtung genügend Zeit zur Verfügung zu haben.

Um Störungen anderer Einrichtungen im Kraftfahrzeug durch die erfindungsgemäße Vorrichtung weiter auszuschließen, ist es vorteilhaft, eine Totzeitdauer vorzusehen, während der die Schalteinrichtung sowohl den Empfänger als auch den Frequenzgenerator von der Sende- und Empfangsspule trennt. Während der Totzeitdauer ist die erfindungsgemäße Vorrichtung unwirksam, so daß keine elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, die in der Totzeit andere Einrichtungen des Kraftfahrzeuges stören könnte.

Sind andere Einrichtungen im Kraftfahrzeug für eine längere Zeitdauer wirksam, so kann man entsprechend die Totzeitdauer länger wählen als die Sendezeitdauer und die Empfangszeitdauer.

Es ist besonders vorteilhaft, eine Steuereinrichtung vorzusehen, durch die die Schalteinrichtung entsprechend der vorgegebenen Zeitdauern betätigbar ist. Die Steuereinrichtung kann z. B. so ausgebildet sein, daß auf einfache Weise Änderungen der Zeitdauern möglich sind oder daß die Steuereinrichtung Eingangssignale anderer Einrichtungen des Kraftfahrzeuges empfängt und verarbeitet.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung die Schalteinrichtung im Sinne einer Trennung des Empfängers und des Frequenzgenerators von der Sende- und Empfangsspule betätigt, wenn und solange weitere Einrichtungen des Kraftfahrzeuges unwirksam sind, weil dann auch bei weiteren Einrichtungen des Kraftfahrzeuges deren Wirksamkeitsdauer unbestimmt ist, eine Störung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgeschlossen werden kann.

Als weitere Einrichtungen kommen hier insbesondere Antiblockiersysteme und Antriebsschlupfregelungssysteme in Frage, die innerhalb der Radfelge des Kraftfahrzeuges angeordnete induktiv arbeitende Drehzahlsensoren aufweisen, die durch elektromagnetische Felder der erfindungsgemäßen Vorrichtung gestört werden könnten. Solche Antiblockiersysteme und Antriebsschlupfregelungen sind hinsichtlich der Zeitdauer ihrer Wirksamkeit unbegrenzt und ihre einwandfreie Funktion ist im Interesse der Fahrsicherheit des Kraftfahrzeuges der erfindungsgemäßen Vorrichtung häufig übergeordnet.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei abgestelltem Kraftfahrzeug und ausgeschalteter elektrischer Bordenergieversorgung wirksam ist, um beim z. B. über Nacht abgestellten Kraftfahrzeug zu überwachen, ob alle Räder sich am Kraftfahrzeug befinden. Dadurch kann häufig der Diebstahl von Rädern des Kraftfahrzeuges insbesondere mit Aluminiumfelgen festgestellt und verhindert werden.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert: Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung des Reifendrucks im Kraftfahrzeug und

Fig. 2a-d Zeitdiagramme zur Erläuterung der Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1.

In der Fig. 1 sind an der Radfelge eines Kraftfahrzeugrades (R) eine Ringspule (RS) und ein Druckschalter (DS) derart befestigt, daß der Druckschalter (DS) mit dem mit Überdruck luftgefüllten Innenraum des Kraftfahrzeugreifens kommuniziert. Die Ringspule (RS) ist derart in der Radfelge des Kraftfahrzeugrades (R) angeordnet, daß sie konzentrisch zur Radachse liegt und dadurch auch bei Drehung des Rades einen möglichst gleichmäßigen vorgegebenen Abstand zu einer Sende- und Empfangsspule (SE) aufweist, die ortsfest am in der in Fig. 1 nicht dargestellten Kraftfahrzeug angeordnet ist.

Der eine Anschluß der Sende- und Empfangsspule (SE) kann z. B. über das Kraftfahrzeugblech mit der Kraftfahrzeugmasse verbunden sein. Der andere Anschluß der Sende- und Empfangsspule (SE) ist mit einer Schalteinrichtung (S) verbunden, die wiederum mit einem Frequenzgenerator oder Funktionsgenerator (FG), einem Empfänger (E) und einer Steuereinrichtung (ST) leitend verbunden ist.

Bei der Schalteinrichtung (S) kann es sich vorteilhaft um einen elektromagnetisch steuerbaren Schalter oder um einen Halbleiterschalter mit insgesamt drei Schaltstellungen handeln.

Der Schalter (S) ist dann durch die Steuereinrichtung (ST) in seine verschiedenen Schaltstellungen wie in der Fig. 1 schematisch angedeutet steuerbar.

Der Funktionsgenerator (FG) erzeugt ein Wechselstromsignal vorgegebener Frequenz von z. B. 150 Hz, der eine Modulationsfrequenz von z. B. 5000 Hz überlagert sein kann. Befindet sich die Schalteinrichtung (S) in der Fig. 1 in der mittleren Schaltstellung, so ist der Funktionsgenerator (FG) elektrisch mit der Sende- und Empfangsspule (SE) verbunden und die Sende- und Empfangsspule (SE) sendet ein elektromagnetisches Feld aus, daß durch das Wechselstromsignal des Funktionsgenerators (FG) bestimmt ist.

Das von der Sende- und Empfangsspule (SE) ausgesandte elektromagnetische Feld induziert in der Ringspule (RS) abhängig von der Schaltstellung des Druckschalters (DS) elektrische Ströme.

Der Empfänger (E) ist in der Fig. 1 in der unteren Schaltstellung der Schalteinrichtung (S) mit der Sende- und Empfangsspule leitend verbunden. Ist dies der Fall, so erzeugen die in der Ringspule (RS) durch den Funktionsgenerator (FG) induzierten elektrischen Ströme ein elektromagnetisches Feld, das wiederum in der Sende- und Empfangsspule (SE), die dann als Empfangsspule wirkt, elektrische Ströme induziert, die durch den Empfänger (E) empfangen und weiter verarbeitet werden können. Abhängig von der Amplitude der zum Empfänger (E) gelangenden Signale ist eine als Warnlampe ausgebildete Warneinrichtung (L) einschaltbar.

Befindet sich die Schalteinrichtung (S) in der in der Fig. 1 oben dargestellten Schaltstellung, so ist die Sende- und Empfangsspule (SE) weder mit dem Funktionsgenerator (FG) noch mit dem Empfänger (E) leitend verbunden. In dieser Schaltstellung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung unwirksam.

Die Steuereinrichtung (ST) ist derart ausgebildet, daß sie entsprechend vorgegebener Sendezeitdauer (TS), Empfangszeitdauer (TE), und Totzeitdauer (TT), die Schalteinrichtung (S) in die entsprechenden Schaltstellungen betätigt. Zusätzlich ist die Steuereinrichtung (ST) mit einem Antiblockiersystem (ABS) derart verbunden, daß die Steuereinrichtung (ST) die erfindungsgemäße Vorrichtung unwirksam schaltet, in dem die Schalteinrichtung (S) in die in der Fig. 1 obere Stellung des Schalters betätigt wird, wenn das Antiblockiersystem (ABS) wirksam ist.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach der Fig. 1 wird nun anhand der Einschaltzeitdauerdiagramme der Fig. 2 näher erläutert:

Zu einem Zeitpunkt (t 0), dies kann der Zeitpunkt sein, zu dem die Zündung des Kraftfahrzeuges eingeschaltet wird, schaltet die Steuereinrichtung (ST) die Schalteinrichtung (S) in die mittlere Schaltstellung der Schalteinrichtung (S) nach der Fig. 1. Dies hat zufolge, daß der Funktionsgenerator (FG) mit der Sende- und Empfangsspule (SE) leitend verbunden wird, so daß während einer Sendezeitdauer (TS) in Fig. 2a die Sende- und Empfangsspule (SE) ein elektromagnetisches Feld erzeugt.

Nach Ablauf der Sendezeitdauer (TS) zu einem Zeitpunkt (t 1) betätigt die Steuereinrichtung (ST) die Schalteinrichtung (S) derart, daß die Sende- und Empfangsspule (SE) mit dem Empfänger (E) leitend verbunden wird, so daß die Sende- und Empfangsspule (SE) kein elektromagnetisches Feld erzeugt. Statt dessen ist die Sende- und Empfangsspule (SE) dem von der Ringspule (RS) erzeugten elektromagnetischen Feld ausgesetzt, daß in der Sende- und Empfangsspule (SE) einen elektrischen Strom induziert, der durch den Empfänger (E) empfangen und verarbeitet wird. Die Sende- und Empfangsspule (SE) ist während einer Empfangszeitdauer (TE) in Fig. 2b mit dem Empfänger (E) leitend verbunden.

Nach Ablauf der Empfangszeitdauer (TE) zu einem zweiten Zeitpunkt (t 2) beginnt die Totzeitdauer (TT), in Fig. 2c während der die Steuereinrichtung (ST) die Schalteinrichtung (S) derart betätigt, daß sich der Schalter in der in Fig. 1 oberen Stellung befindet. Während dieser Totzeitdauer (TT) ist die erfindungsgemäße Vorrichtung unwirksam.

Nach Ablauf der Totzeitdauer (TT) zu einem dritten Zeitpunkt (t 3) wiederholt sich dieser vorher geschilderte Ablauf von neuem, so daß sich die Sendezeitdauer (TS) die Empfangszeitdauer (TE) und die Totzeitdauer (TT) zyklisch wiederholen. Es sei angenommen, daß zu einem vierten Zeitpunkt (t 4) das Antiblockiersystem (ABS) des Kraftfahrzeuges wirksam werde. Dann leitet das Antiblockiersystem (ABS) ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung (ST), die daraufhin die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Zeitdauer der Funktion des Antiblockiersystems (ABS) unwirksam hält, indem die Schalteinrichtung (S) in der in der Fig. 1 oberen Schaltstellung gehalten wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist also während einer Zeitdauer (TABS) in Fig. 2d, in der das Antiblockiersystem wirksam ist, unwirksam geschaltet.

Nach Ablauf der Zeitdauer (TABS) in der das Antiblockiersystem wirksam ist, also zu einem Zeitpunkt (t 5), betätigt die Steuereinrichtung (ST) die Schalteinrichtung (S) derart, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung wieder wirksam ist, indem die Schalteinrichtung (S) wieder in die in der Fig. 1 mittlere Schaltstellung betätigt wird, so daß die Sende- und Empfangsspule (SE) wieder mit dem Funktionsgenerator (FG) verbunden ist. Im Anschluß daran wird der Empfänger (E) mit der Sende- und Empfangsspule (SE) für die Empfangszeitdauer (TE) verbunden und sofort. Dieser Vorgang wiederholt sich zyklisch.

Statt oder neben dem Antiblockiersystem können weitere Einrichtungen des Kraftfahrzeuges wie z. B. auch Antriebsschlupfregelungen die Steuereinrichtung (ST) dahingehend beeinflussen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung unwirksam ist. Dies trägt zur Verkehrssicherheit des Kraftfahrzeuges bei.

Claims

1. Vorrichtung zur Überwachung des Reifendrucks in Kraftfahrzeugen, mit einem Druckschalter und mit einer Ringspule, die in der Felge eines Kraftfahrzeugsrades angeordnet sind, mit einer Sendespule, die durch einen Frequenzgenerator gespeist wird und die am Kraftfahrzeug ortsfest angeordnet ist und mit einer Empfangsspule, die am Kraftfahrzeug ortsfest angeordnet ist und die mit einem Empfänger verbunden ist, der abhängig vom empfangenen Signal eine Warneinrichtung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß Sendespule und Empfangsspule zu einer gemeinsamen Sende- und Empfangsspule (SE) zusammengefaßt sind und daß eine Schalteinrichtung (S) vorgesehen ist, die wechselweise den Frequenzgenerator (FG) während einer vorgegebenen Sendezeitdauer (TS) und/oder den Empfänger (E) während einer vorgegebenen Empfangszeitdauer (TE) mit der Sende- und Empfangsspule (SE) verbindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangszeitdauer (TE) länger ist als die Sendezeitdauer (TS).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Totzeitdauer (TT) vorgesehen ist, während der die Schalteinrichtung (S) sowohl den Empfänger (E) als auch den Frequenzgenerator (FG) von der Sende- und Empfangsspule (SE) trennt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Totzeitdauer (TT) länger ist als die Sendezeitdauer (TS) und die Empfangszeitdauer (TE).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (ST) vorgesehen ist, durch die die Schalteinrichtung (S) entsprechend der vorgegebenen Zeitdauern (TS, TE, TT) betätigbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (ST) die Schalteinrichtung (S) im Sinne einer Trennung des Empfängers (E) und des Frequenzgenerators (FG) von der Sende- und Empfangsspule (SE) betätigt, wenn und solange weitere Einrichtungen des Kraftfahrzeuges wirksam sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Einrichtung ein Antiblockiersystem eines Kraftfahrzeuges ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Einrichtung ein Antriebsschlupfregelungssystem eines Kraftfahrzeuges ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung auch bei abgestelltem Kraftfahrzeug und ausgeschalteter Zündung wirksam ist.