DE4100472C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 36 00 260 A1 ist eine Anordnung dieser Art bekannt. Mit Hilfe dieser Anordnung können der Druck und die Temperatur im Innenraum eines Fahrzeugluftreifens überwacht werden. Die Fühler für den Druck und die Temperatur sind mit einem Transponder gekoppelt, der als Reaktion auf ein Abfragesignal einer Auswertungsanordnung die ihm von den beiden Fühlern zugeführten Meßwerte zu den Rotorteilen der Übertragungsmittel sendet. Die Meßergebnisse können dazu benützt werden, eine Aussage darüber zu machen, ob bei dem festgestellten Betriebszustand noch ein sicheres Fahren möglich ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der Reifendruck und die im Reifeninneren gemessene Temperatur nicht ausreichen, um eine zuverlässige und jederzeit gültige Aussage über die bei den vorgefundenen Bedingungen noch sichere Fahrzeughöchstgeschwindigkeit zu machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, mit der eine zuverlässige Anzeige der Höchstgeschwindigkeit ermöglicht wird, mit der das Fahrzeug bei den jeweils vorgefundenen Reifen Betriebsbedingungen unter Einbeziehung von Informationen über den jeweils verwendeten Reifentyp gefahren werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung werden bei der Berechnung der Höchstgeschwindigkeit, die bei Berücksichtigung von Sicherheitskriterien bei dem gemessenen Reifendruck und der gemessenen Reifeninnentemperatur noch gefahren werden kann, nicht nur der Druck und die Temperatur, sondern auch der Typ des Reifens berücksichtigt, der unter Sicherheitsaspekten einen großen Einfluß auf die jeweils möglichen Höchstgeschwindigkeiten hat. Insbesondere bei Sommerreifen und bei Winterreifen unterscheiden sich die Geschwindigkeiten beträchtlich, die bei vorgegebenem Reifendruck und einer bestimmten Reifeninnentemperatur noch als sicher gelten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert, deren einzige Figur eine schematische Darstellung einer teilweise geschnittenen Felge und darauf befindlichem Luftreifen mit der erfindungsgemäßen Anordnung zeigt.

Die in der Zeichnung teiweise dargestellte Radfelge 10 ist auf der Achse 12 eines Fahrzeugs angebracht. Auf der Radfelge 10 ist ein schematisch dargestellter Luftreifen (Reifen) 14 montiert. Außerdem ist eine Bremsscheibe 16 mit zugeordneten Bremsbelägen 18 zu erkennen.

In einer Öffnung 20 der Radfelge (Felge) 10 ist im Bereich des Felgenbetts 22 ein Meßmodul 24 angebracht. Die Nabe 26 der Radfelge 10 ist im innenliegenden Bereich von einer Ringspule 28 umgeben, die über eine Drahtleitung 30 mit dem Meßmodul 24 in Verbindung steht.

In Zuordnung zur Ringspule 28 ist eine fest mit einem Karosserieteil 31 verbundene Koppelspule 32 angebracht, die über eine Drahtleitung 34 mit einer nicht dargestellten Auswertungselektronik verbunden ist. Über die Ringspule 28 und die zugeordnete Koppelspule 32 können vom Meßmodul 24 kommende Signale zur Auswertungselektronik übertragen werden.

Das Meßmodul 24 besteht aus zwei Teilen, nämlich einem Teil 36 und einem Teil 38. Der Teil 36 ist zum Reifeninneren gewandt und sitzt in der Öffnung 20 der Felge 10. Dieser Teil 36 enthält einen Druckfühler 40 und einen Temperaturfühler 42. Diese beiden Fühler 40, 42 messen den Druck bzw. die Temperatur der Luft im Reifeninneren. Der Teil 38 ist wie ein Deckel von außen her auf die Felge 10 gesetzt und mit dem Teil 36 und der Felge 10 verschraubt. Da, wie aus der Zeichnung erkennbar, der Teil 36 einen Flansch aufweist, der auf der dem Reifeninneren zugewandten Fläche der Felge 10 aufliegt, bewirkt der Luftdruck im Reifen 14 ein Anpressen des Teils 36 gegen die Felge 10, so daß bei einer Druckerhöhung die Dichtwirkung verstärkt wird. Zwischen dem Umfangsflansch des Teils 36 und der Felge 10 ist zur Verbesserung der Dichtwirkung eine Dichtung eingefügt.

Im Teil 36 ist ein erster Transponder 44 angebracht, der die Aufgabe hat, die vom Druckfühler 40 und vom Temperaturfühler 42 erfaßten Meßwerte über die Ringspule 28 zur Koppelspule 32 zu übertragen, damit sie der Auswertungselektronik zugeführt werden können. Bei dem Transponder 44 handelt es sich dabei um einen Transponder des Typs, wie er in der EP 03 01 127 A1 beschrieben ist. Dieser Transponder 44 reagiert auf den Empfang eines Abfragesignals mit der Aussendung von Signalen, die die von den Fühlern 40 und 42 erfaßten Meßwerte repräsentieren. Der Transponder 44 enthält dabei keine eigene Versorgungsenergiequelle, sondern er bezieht seine Versorgungsspannung aus dem von ihm empfangenen Abfragesignal. Das Abfragesignal, das ihm in Form eines HF-Impulses zugeführt wird, wird im Transponder 44 gleichgerichtet. Mit der auf diese Weise erzeugten Gleichspannung wird ein als Energiespeicher dienender Kondensator aufgeladen. Nach Beendigung des HF-Impulses liefert dieser Energiespeicher die Versorgungsenergie für die im Transponder 44 enthaltenen Bauelemente. Die Dauer der Aussendung des Abfragesignals und der Energiespeicher sind dabei so bemessen, daß die nach Gleichrichtung gespeicherte Energie ausreicht, die die Meßwerte repräsentierenden Signale auszusenden.

Das Abfragesignal wird in bestimmten zeitlichen Abständen von der Auswertungselektronik erzeugt und über die Koppelspule 32 auf die Ringspule 28 übertragen. Die Ringspule 28 befindet sich stets im gleichen Abstand von der Koppelspule 32, so daß jederzeit die Übertragung des Abfragesignals gewährleistet ist.

Im Luftreifen 14 ist im Bereich des Reifenwulstes 46 ein zweiter Transponder 48 angebracht, der direkt in das Reifenmaterial eingebettet ist. Dieser zweiter Transponder 48 ist von der gleichen Art wie der erste Transponder 44, jedoch empfängt er die von ihm auszusendenden Signale nicht aus Fühlern, sondern aus einem in ihm enthaltenen Datenspeicher. In diesem Datenspeicher sind Informationen über den Reifentyp enthalten, in den der zweite Transponder 48 eingebettet ist. Bei dem Datenspeicher handelt es sich um ein ROM-Element, also einen Speicher, der die in ihn eingegebenen Daten dauerhaft speichert, ohne daß dazu eine Versorgungsenergie vorhanden sein muß.

Der zweite Transponder 48 kann auch an der Seitenwand 47 des Luftreifens 14 befestigt sein. Diese Befestigungsart bietet sich vor allem dann an, wenn der zweite Transponder 48 an bereits hergestellten Reifen nachträglich eingesetzt werden soll. Besonders bei Lastwagenreifen, die nahe der Lauffläche an der Seitenwand 47 einen vorstehenden Schutzwulst aufweisen, kann der zweite Transponder 48 unmittelbar an der von der Lauffläche abgewandte Seite dieses Schutzwulstes befestigt werden. An dieser Stelle ist er relativ gut gegen Beschädigungen geschützt.

Auch im zweiten Transponder 48 wird die Versorgungsenergie durch Gleichrichtung des in Form eines HF-Impulses von der Koppelspule 32 ausgesendeten Abfragesignals gewonnen. Der zweite Transponder 48 befindet sich jedoch nicht zu jeder Zeit in einer räumlichen Nähe zur Koppelspule 32, sondern er befindet sich nur in einem gewissen Bereich von Winkelpositionen der Radfelge so nahe bei der Koppelspule 32, daß er das Abfragesignal empfangen kann. Diese Tatsache kann bei der Auswertung der von den beiden Transpondern 44 und 48 abgegebenen Signale vorteilhaft ausgenutzt werden.

Wenn das mit der zu beschreibenden Anordnung ausgestattete Fahrzeug stillsteht und die Auswertungselektronik im Fahrzeug der Koppelspule 32 ein Abfragesignal zuführt, dann wird dieses Abfragesignal von der Ringspule 28 erfaßt und zum ersten Transponder 44 weitergeleitet. Dieser erste Transponder 44 reagiert darauf mit der Aussendung der die erfaßten Meßwerte repräsentierenden Signale. Wenn der zweite Transponder 48 aufgrund der zufälligen Winkelposition der Radfelge 10 weiter als seine Empfangsreichweite von der Koppelspule 32 entfernt ist, kann er nicht auf das Abfragesignal reagieren. Die Abfrageelektronik sendet das Abfragesignal weiterhin in kurzen Zeitabständen aus, jedoch erhält sie als Antwort stets nur die Signale, die die von den Fühlern 40 und 42 erfaßten Meßwerte repräsentieren.

Wenn nun das Fahrzeug anfährt, nähert sich der zweite Transponder 48 der Koppelspule 32, bis der Abstand kleiner als seine Empfangsreichweite wird. Die Dauer und der Energieinhalt des Abfragesignals werden so gewählt, daß während der langsamen Vorbeibewegung des zweiten Transponders 48 an der Koppelspule 32 mit Sicherheit ein vollständiger Empfangs- und Antwortzyklus des zweiten Transponders 48 stattfinden kann. Dies bedeutet, daß die Dauer des Abfragesignals deutlich kürzer als die Dauer gemacht wird, während der sich in der Anfahrphase die Koppelspule 32 im Empfangsbereich des zweiten Transponders 48 befindet.

Damit das vom zweiten Transponder 48 als Reaktion auf das Abfragesignal zurückgesendete Antwortsignal von der Auswertungselektronik sicher verarbeitet werden kann, ohne daß es vom Antwortsignal des ersten Transponders 44 gestört wird, das ja ebenfalls als Reaktion auf das Abfragesignal ausgesendet worden ist, ist der zweite Transponder 48 so ausgebildet, daß seine Sendeleistung um wenigstens 3 bis 6 dB höher als die des ersten Transponders 44 ist. Dadurch wird das Antwortsignal des ersten Transponders 44 vom Antwortsignal des zweiten Transponders 48 völlig überdeckt, so daß auch nur dieses Antwortsignal in der Auswertungselektronik verarbeitet werden wird und die Identifizierung des Reifentyps ermöglicht.

Die gleiche Wirkung kann auch erreicht werden, wenn die Koppelspule 32 und die beiden Transponder 44 und 48 in ihrer räumlichen Lage relativ zueinander so angeordnet werden, daß der zweite Transponder 48 bei der Aussendung seines Antwortsignals am Ort der Koppelspule eine höhere Feldstärke erzeugen kann, als der erste Transponder 44. Dadurch kann in der Anfahrphase das Antwortsignal des zweiten Transponders 48 ausgewertet werden, ohne daß das Antwortsystem des ersten Transponders 44 stört.

Bei Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit wird die Zeitdauer, während der sich die Koppelspule im Empfangsbereich des zweiten Transponders 48 befindet, immer kürzer, bis schließlich der Zustand erreicht wird, daß die Verweildauer nicht mehr ausreicht, um den zweiten Transponder 48 mit der Energie zu versorgen, die er benötigt, um die in ihm gespeicherten Daten zurückzusenden. Nach Erreichen einer bestimmten Drehzahl der Fahrzeugreifen wird somit der zweite Transponder 48 durch das Abfragesignal nicht mehr aktiviert, so daß die Auswertungselektronik nur noch die Antwortsignale des ersten Transponders 44 empfängt, die den Luftdruck und die Lufttemperatur im Reifen 14 repräsentieren.

In der beschriebenen Anordnung erhält die Auswertungselektronik somit spätestens in der Anfahrphase des Fahrzeugs Informationen über den Typ der verwendeten Reifen 14, während sie bei Erhöhung der Drehgeschwindigkeit der Reifen 14 nur noch Informationen über den Druck und die Temperatur im Reifeninneren empfängt.

Die Auswertungselektronik empfängt aber die Informationen über den Druck und die Temperatur im Reifeninneren nicht nur bei höherer Geschwindigkeit, sondern auch bei Stillstand und in der Anfahrphase immer dann, wenn der Abstand zwischen dem zweiten Transponder 48 und der Koppelspule 32 größer als die Empfangsreichweite des zweiten Transponders 48 ist. Wenn also beispielsweise nach Stillstand des Fahrzeugs die Luft aus einem Reifen 14 entwichen ist und der zweite Transponder 48 gerade die in der Zeichnung dargestellte relative Lage zur Koppelspule 32 einnimmt, empfängt die Auswertungselektronik zwar unmittelbar nach ihrer Inbetriebnahme zunächst nur die Antwortsignale aus dem zweiten Transponder 48 mit den Informationen über den Reifentyp, jedoch empfängt sie bereits spätestens nach etwa einer Viertelumdrehung des Reifens 14 nicht mehr die Signale vom zweiten Transponder 48, sondern die Signale vom ersten Transponder 44, die den Druckverlust im Reifen 14 anzeigen. Es besteht daher nicht die Gefahr, daß das Fahrzeug bis zum Erreichen einer höheren Geschwindigkeit bewegt wird, ohne daß eine Meldung über den Druckverlust erfolgt, die zu einer entsprechenden Anzeige im Fahrzeug führt.

Claims (8)

1. Anordnung zur Überwachung des Betriebszustandes von an Radfelgen montierten Luftreifen eines Fahrzeugs mit Fühlern zum Erfassen des Luftdrucks und der Lufttemperatur in jedem Reifen und mit Übertragungsmitteln aus felgenseitig angebrachten Rotorteilen und damit gekoppelten karosserieseitig angebrachten Statorteilen zum Übertragen der von den Fühlern erfaßten Parameter zu einer mit den Statorteilen verbundenen Auswertungsanordnung in dem Fahrzeug, wobei der Druckfühler und der Temperaturfühler jedes Reifens mit einem ersten Transponder gekoppelt sind, der als Reaktion auf ein von der Auswertungsanordnung erzeugtes Abfragesignal die ihm von dem Druckfühler und dem Temperaturfühler zugeführten Daten zu den Rotorteilen der Übertragungsmittel sendet, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Luftreifen (14) ein zweiter Transponder (48) angebracht ist, der, wenn er das Abfragesignal empfängt, Daten zu den Statorteilen (32) aussendet, die den Typ des Luftreifens (14) kennzeichnen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeleistung des zweiten Transponders (48) höher als die Sendeleistung des ersten Transponders (44) ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied der Sendeleistungen der beiden Transponder (44, 48) größer als 1,5 dB ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied der Sendeleistungen der beiden Transponder (44, 48) etwa 3 bis 6 dB beträgt.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorteile (32) bezüglich der beiden Transponder (44, 48) derart angebracht sind, daß die vom zweiten Transponder (48) am Ort der Statorteile (32) maximal erzeugbare Feldstärke größer als die vom ersten Transponder (44) erzeugbare Feldstärke ist.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Transponder (48) im Bereich des Reifenwulstes (46) in das Reifenmaterial eingebettet ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Transponder (48) an der Seitenwand des Luftreifens (14) befestigt ist.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Transponder (44, 48) batterielose Transponder sind, die ihre Versorgungsenergie aus dem von ihnen empfangenen Abfragesignal erhalten.