DE2257341A1

DE2257341A1 - Vorrichtung zum automatischen erkennen unnormaler zustaende in fahrzeugreifen

Info

Publication number: DE2257341A1
Application number: DE2257341A
Authority: DE
Inventors: Akio Hosaka; Kiyoshi Wazawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1971-11-22
Filing date: 1972-11-22
Publication date: 1973-06-28
Also published as: JPS4858859A; JPS5311863B2; AU4831572A; GB1409320A; SE393335B; CA1022646A; US3852717A; FR2160911A1; AU448391B2; FR2160911B1

Description

PATENTANWALTSBÜRG TlEDTKE - BüHUKSG "

TEL. (0011) SS(BII TELEX: S-2',303 topai

530212

PATE NTANWÄLTE

München:

Dlpl.-Ing. H. Tiedtke Dipl.-Chem. Q. Bottling Dlpl.-!ng. R. Kinne Dfpl.-Cham. Dr. U. Eggera

8000 München 2

Postfach 202403 - ^{!l nu} '

Nissan Motor Company, Limited Yokohama City, Japan

Vorrichtung zum automatischen Erkennen unnormaler Zustände in Fahrzeugreifen

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Vorrichtung, die die automatische Erkennung bestimmter unnormaler Zustände in Fahrzeugreifen, wie zu niedriger Luftdruck und übermäßige Reifentemperatur, ermöglicht, um eine Warnung an den Fahrer zu geben.

Damit die Fahrzeugreifen ihre wesentlichen Funktionen erfüllen, ist es wichtig, in ihnen den richtigen Druck zu halten. Niedriger Druck verursacht nicht nur eine schwere Lenkung, sondern auch eine ungleichmäßige Profilabnutzung, die eine verminderte Lebensdauer zur Folge hat. Ein Reifen

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mit ungenügendem Druck neigt zum Erzeugen "stehender Wellen" während Fahrten mit hoher Geschwindigkeit, wodurch der Reifen polygonisch deformiert wird. Der ungenügende Luftdruck bewirkt auch ein "Aquaplaning"~Phänomen während des Fahrens bei Regenwetter. Beide ungewöhnlichen Erscheinungen verursachen oft Unfälle. Weiterhin wird ein Reifen mit ungeeignetem Druck wegen des Auftretens der "stehenden Wellen" oder dergleichen übermäßig aufgeheizt und er wird äußerst gefährlich dadurch, daß er platzen kann.

Es ist gewöhnliche Praxis für den Fahrer, durch das Steuer-"Gefühl" festzustellen, wann die Reifen Unterdruck haben. Diese Feststellung ist jedoch unvermeidlich ungenau. Außerdem ist die Ermittlung der Reifentemperatur unmöglich, es sei denn durch Berühren der Reifen nach einem vollständigen Anhalten des Fahrzeugs.

Verschiedene Methoden zur Erkennung unnormaler Zustände in Fahrzeugreifen wurden bisher vorgeschlagen und demonstriert. Eine Methode zur Feststellung des Luftdrucks besteht in der Verwendung eines Druckschalters, derart, daß eine Abweichung von einem geeigneten Viert magnetisch oder elektromagnetisch festgestellt wird. Bei Vorrichtungen dieser Art ist der Druckschalter jedoch unvermeidlich kompliziert in der Konstruktion und störanfällig wegen der anliegenden Zentrifugalkraft. Da diese Vorrichtungen außer-

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dem zur magnetischen oder elektromagnetischen Abtastung jeder Umdrehung des einzelnen Reifens bestimmt sind, kann diese Abtastung beim Anhalten oder bei langsamer Bewegung des Fahrzeugs nicht stattfinden. Dazu macht die extrem komplizierte Schaltung zur Auswertung der Drucksignale vom Druckschalter die Vorrichtungen dieser Art unpraktisch.

Erfindungsgemäß·besitzt eine Vorrichtung zur automatischen Erkennung unnormaler Zustände in den Reifen eines Räderfahrzeugs, wie zu niedriger Luftdruck und übermäßige Reifentemperaturjzur Weitergabe einer Warnung an den Fahrer folgende Merkmale: an den Reifenaufbauten befestigte Fühleinrichtungen zur Feststellung unnormaler Zustände in den Reifen·, Koppelungseinrichtungen mit jeweils einer Prlmär- und einer Sekundärspule, wobei jede Sekundärspule zum Mitdrehen auf einer Achswelle des Fahrzeugs konzentrisch befestigt ist, und elektrisch mit der zugehörigen Fühleinrichtung verbunden ist, und wobei jede Primärspule gegenüber dem Fahrzeugrahmen starr und zur zugehörigen Sekundärspule konzentrisch befestigt ist, so daß die Primärspule eine ausgeprägte Induktivitätsänderung aufgrund der von der¹ Fühleinrichtung festgestellten unnormalen Zustände zeigt, ferner mit den Primärspulen verbundene Detektoreinrichtungen zur Anzeige-der ausgeprägten, das Auftreten unnormaler Zustände kennzeichnenden Induktivitätsänderung und eine Warneinrichtung zum Warnen des Fahrers vor den entsprechend der ausgeprägten Induktivitätsänderung angezeigten unnormalen Zustände.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand schema-

tischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zur Anwendung an vier Reifen und einem Reservereifen eines vierrädrigen Fahrzeugs,

Figur 2 einen Längsschnitt einer in der Vorrichtung nach Figur 1 verwendeten Fühlereinheit,

Figur 3 die Widerstand-Temperatur-Charakteristik eines als Temperaturschalter verwendeten Thermistors,

Figur U eine Schaltung der Fühlereinheit nach Figur 2,

Figur 5 eine äquivalente Schaltung des Fühlers,

Figur 6 eine Schnittfigur zur Darstellung der Befestigung der elektromagnetischen Kopplungseinheit und der Fühlereinheit an der Achswelle bzw. an der Radfelge,

Figur 7 die Entstehung einer Induktivitätsänderung während der unnormalen Zustände eines Reifens,

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Figur 8 ein Schaltbild der Vorrichtung nach Figur 1 und

Figur 9 eine graphische Darstellung der an verschiedenen Punkten der Schaltung nach Figur 8 erscheinenden Wellenformen.

Allgemein steigt der Luftdruck in einem Reifen proportional mit der-Reifentemperatur an. Wenn so der Reifendruck bei hoher Reifentemperatur, beispielsweise nach schneller Fahrt auf einer Autobahn, auf einen bestimmten Wert eingestellt wird, dann ist der Druck nach dem Abkühlen dee Reifens zu niedrig. Der Grund dafür besteht darin, daß von den Herstellern vorgeschriebene Drücke für kalte Reifen gelten. Nach der Lehre der Erfindung wird sowohl die Reifentemperatur als auch der Reifendruck gemessen, um unnormale Zustände in den Reifen anzuzeigen. Mit den in der Beschreibung erscheinenden "unnormalen Zuständen" ist gemeint, daß der Luftdruck in einem Reifen unter einem bestimmten Wert, nämlich unter dem vorgeschriebenen "Kaltreifen"-Druck liegt und /oder da& die Reifentemperatur übermäßig über einem vorbestimmten Wert liegt.

In der Figur 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt, die zur automatischen Anzeige unnormaler Zustände in den Reifen eines vierrädrigen Fahrzeugs verwendet wird. Die Fahrzeugreifen sind mit den Bezugszeichen RF

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(rechtes Vorderrad), RR (rechtes Hinterrad), LF (linkes Vorderrad) und LR (linkes Hinterrad) entsprechend ihrer jeweiligen Anordnung bezeichnet. Unnormale Zustände des mit dem Bezugszeichen SP versehenen Reservereifens können mit der Vorrichtung nach Figur 1 ebenfalls angezeigt werden. Jeder der fünf Reifen besitzt eine auf ihm montierte Fühlereinheit oder -einrichtung 10, die unnormale Zustände in ihrem zugehörigen Reifen feststellen kann, wie unten im einzelnen beschrieben wird.

Diese Fühlereinheiten 10 sind über ihre zugehörigen elektromagnetischen Kopplungseinrichtungen oder -einheiten 12, ausgenommen der dem Reservereifen SP zugeordnete Fühler ΙΟ««, zusammen mit einer Induktivitätsänderungs-Detektoreinrichtung 11 verbunden. Der Fühler 10g_p ist direkt mit dem Induktivitätsänderungsdetektor 11 verbunden, da für ihn keine Notwendigkeit für eine elektromagnetische Ankopplung aufgrund der Tatsache besteht, daß der Reservereifen bezüglich des Fahrzeugrahmens oder -körpers starr befestigt ist. Aufgabe des Induktivitätsänderungsdetektors 11 ist die Anzeige einer Induktivitätsänderung der einzelnen elektromagnetischen Kopplungseinheiten 12 und die Betätigung einer Warn- oder Alarmeinrichtung oder -einheit 13 im Ansprechen auf eine ausgeprägte Induktivitätsänderung. Bei dieser Ausführungsform wird eine Alarmlampe oder ein Summer als Warn- oder Alarmeinheit 13 verwendet.

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In der Figur 2 besitzt die Fühlereinheit 10 nach der Darstellung ein generell zylindrisches Gehäuse 15 mit einem Gewindeende 16, welches ineine öffnung in der Radfelge 17 paßt, so daß es daran mit einer Mutter 18 befestigt werden kann. Es ist klar, daß die Erfindung für die Anwendung bei einem schlauchlosen Reifen beschrieben wird, der auf der Felge so befestigt ist, daß die Luft zwischen der Felge und dem Reifenmantel gehalten wird, wie dies bestens in Figur 6 dargestellt ist.

Das Gehäuse 15 besitzt eine Kammer 19_s in der ein druckempfindlicher Kolbenkopf 20 für eine axiale Schiebebewegung in der Kammer befestigt ist. Die Kammer 19 öffnet sich zum Inneren des (nicht dargestellten) Reifenmantels hin durch eine Öffnung 21 im Gehäuse 15, so daß der Kolbenkopf 20 dem Luftdruck im Reifenmantel ausgesetzt ist.

■^ Eine Kolbenstange 25 ist am Kolbenkopf 20 befestigt oder besteht mit ihm aus einem Stück und erstreckt sich axial und zentrisch durch das Gehäuse 15 in Richtung auf das Gewindeende 16. Darstellungsgemäß erstreckt sich auch die Kammer 19 axial durch das Gehäuse 15 und bildet eine Kammer 26, in welcher eine Feder 27 montiert ist» Die Feder ΪΊ dient zur Vorspannung des Kolbenkopfes 20. -_yin Figur 2 - nach links. Um ein Entweichen von Luft in die Kammer 26 zu verhindern, sind zwei Ringdichtungen 28 in der Kammer 19 in herkömmlicher Weise montiert.

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Das Gehäuse 15 besitzt auch eine im Gewindeende 16 ausgebildete Bohrung 30 zum Anbringen einer Kontaktanordnung und eines PTC-Thermistors 31 (PTC = Positiver Temperatur Koeffizient) der Fühlereinheit 10. Die Kontaktanordnung besitzt einen feststehenden Kontakt 32 und einen beweglichen Kontakt 33, die beide mit ihrem einen Ende in einem in die Bohrung 30 eingepaßten Isolierorgan 34 mittels Schrauben- und Mutteranordnungen 35 befestigt sind. Die Kolbenstange 25 ragt mit ihrer Spitze 36 in die Bohrung 30 und die Spitze 36 ist geeignet, den beweglichen Kontakt 3 3 nach rechts, d. h. gegen den feststehenden Kontakt 3 2 zu drücken, wenn der Luftdruck im Reifen ansteigt, und bewegt dabei die Kolbenstange 25 nach rechts gegen die Einwirkung der Feder 27. Die Kraft der Feder 27 ist so gewählt, daß beim Oberschreiten des vorbestimmten Wertes durch den Luftdruck der bewegliche Kontakt 3 3 durch die Kolbenstange 25 mit dem feststehenden Kontakt 32 in Eingriff gebracht wird. So ist es klar, daß der feststehende und der bewegliche Kontakt 32 bzw. 33 in Eingriff sind, wenn der Luftdruck oberhalb des vorbestimmten Wertes liegt, während sie nicht in Eingriff sind, wenn der Luftdruck unterhalb des vorbestimmten Wertes liegt, d. h. während der unnormalen Zustände.

Der Thermistor 31 ist ein herkömmlicher PTC-Typ mit einer Widerstands-Temperatur-Kennlinie gemäß Figur 3.

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Der Thermistor dieses Typs zeigt eine Widerstandsänderung

in der Größenordnung von 10 innerhalb einer Temperaturänderung von etwa 10⁰C. So ist durch die Verwendung eines Thermistors, dessen kritische Temperatur T°C etwa gleich der vorbestimmten Temperatur ist, die Ermittlung der Reifentemperatur möglich, die die vorbestimmte Temperatur erreicht, oberhalb der der unnormalen Zustand im Reifen als vorhanden gilt. Wie oben beschrieben, ist die Widerstandsänderung so groß, daß man annehmen kann, der Thermistor 31 wirke faktisch als Schalter, dessen Widerstand sich nach dem Ausschalten von null nach unendlich ändert.

Der Thermistor 31 ist in der Bohrung 30 sicher befestigt und besitzt eine Zuleitung, die mit der gleichen Schraube verbunden ist, welche den feststehenden Kontakt befestigt. Die andere Zuleitung des Thermistors 31 ist elektrisch mit dem Gehäuse 15 verbunden und liegt somit am Fahrzeugkörper an Masse. Wenn auch der Thermistor 31 so angeordnet ist, daß er die Temperatur der Radfelge abgreift, kann man annehmen, daß die Temperatur der Felge im wesentlichen mit der Reifentemperatur gleich ist. Verbindungen mit der elektromagnetischen Kopplungseinheit 12 können durch Verbindung der Befestigungsschraube für den feststehenden Kontakt 32 mit der Einheit 12 über einen Leiter 37 hergestellt werden.

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Der Thermistor 31 und der Druckschalter 38 einschließlich des feststehenden und des beweglichen Kontakts 32 und 33 sind in Reihe zwischen den Leiter 37 und Masse geschaltet, wie dies in Figur 4 dargestellt ist. Da nach obiger Beschreibung der Thermistor 31 faktisch als Schalter wirkt, kann die Schaltung der Figur H auch in die nach Figur 5 modifiziert werden, bei der der Thermistor 31 durch einen Temperaturschalter 31a ersetzt ist. In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, daß ein Bimetall anstelle des Thermistors 31 verwendet werden kann. Wie vorher beschrieben, öffnet der Druckschalter 38, wenn der Luftdruck im Reifenmantel unter dem vorbestimmten Wert liegt und er schließt, wenn der Luftdruck über dem vorbestimmten Wert liegt.

In Figur 6 ist eine bevorzugte Ausführungsform der elektromagnetischen Kopplungseinheit 12 zur Kopplung der Fühlereinheit 10 mit dem Induktivitätsänderungsdetektor 11 dargestellt. Die elektromagnetische Kopplungseinheit 12 besitzt eine Primärspule 10 und eine Sekundärspule 41, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. Die Sekundärspule 41 ist auf der Achswelle H2 konzentrisch gegenüber deren Achse befestigt, so daß sie sich mit ihr dreht. Ein Ende der Sekundärspule 41 ist über einen Leiter 37 mit der Fühlereinheit 10 verbunden, welche an der den Reifen (ohne Bezugsziffer) und eine Radfelge 17 umfassenden Reifenanordnung befestigt ist, und ihr anderes Ende liegt an der Masse.

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Die Primärspule 40 wird von einem Trägerorgan

43 getragen, das seinerseits auf einem Lagerorgan 44 mittels Schrauben-Mutter-Änordnungen 45 befestigt ist. Das Lagerorgan 44 wird vom Fahrzeugrahmen 46 getragen und ist geeignet, die Achswelle 42 zum Zweck einer freien Drehung in ihm zu tragen. Wie oben erwähnt, ist die Primärspule 40 konzentrisch zur Sekundärspule 41 angeordnet. Die Prisiärspule 40 ist: mit einem Ende über einen Leiter 47 mit dem Induktivi-tätS"-änderungsdetektor 11 und mit dem anderen Ende mit dem Lagerorgan

44 verbunden und liegt somit an Masse.

. Nach der Beschreibung der allgemeinen Konstruktion der Fühlereinheit 10 und der elektromagnetischen Kopplungseinheit 12 gemäß den Figuren 2, 4₉ S und 6 soll nun die Aufmerksamkeit auf die Arbeitsweise dieser zwei Einheiten bei der Feststellung der unnormalen Zustände im Reifen gelenkt werden. Zur Veranschaulichung sind die elektromagnetische Kopplingseinheit 12 und die Fühlereinheit 10 in Figur 7 im Diagramm gezeigt. Es sei angenommen, daß ein Strom I^ durch die Primärspule 40 fließt und die Erzeugung eines Magnetflusses (ZL bewirkt. Dann wird aufgrund der elektromganetischen Induktionswirkung das Fließen eines Stroms 1« durch die Sekundärspule 41 in einer Richtung veranlaßt, daß ein Hagnetfluß 0„ mit einer 0^ entgegengesetzten Sichtung erzeugt wird. Wenn die zwei in Reihe geschalteten Schalter 31 und 38 beide geschlossen sind, was bedeutet, daß der

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Reifen im Normalzustand ist, sind die Absolutwerte der Magnetflüsse 0. und 0„ einander gleich. So ist die Induktivität Ljt der Primärspule 40 während des Normalzustandes des Reifens durch folgenden Ausdruck gegeben:

= (B₁ -

Wenn andererseits ein unnormaler Zustand herrscht, der einen der beiden Schalter 31 und 38 zum öffnen veranlaßt, fließt kein Strom durch die Sekundärspule ¹11. Als Folge wird der Magnetfluß 0_ gleich Null. In diesem Fall verhält sich die Induktivität L._n der Primärspule 40 - unter unnormalen Bedingungen - folgendermaßen:

^LAB ' V¹I

Wenn auch in der Praxis L·, nicht gleich Null ist wegen des Vorhandenseins eines Streuflusses und wegen der Widerstände der Spule 41 und des Thermistors 31, bleibt doch folgende Ungleichung gültig: L*« ? L». Wie oben erläutert, ist klar, daß die Induktivität der Primärspule UO während der unnormalen Zustände größer ist als während der normalen Zustände.

Versuche haben ergeben, daß L._ß annähernd zweimal so groß ist wie

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In der Figur 8 igt ein Schaltungsbeispiel für den Induktivitätsänderungsdetektor 11 und die Alarmeinheit 13 dargestellt. Die an verschiedenen Punkten in der Schaltung der Figur 8 erscheinenden Wellenformen sind kurvenmäßig in Figur 9 dargestellt.

Im rechten Abschnitt der Figur 8 sind vier Sätze von Primärspulen 40* _F bis H0_RR und Sekundärspulen 41.p bis 41_RR gezeigt, die die elektromagnetischen Kopplungseinheiten 12 für die entsprechenden Reifen enthalten. Der Druckschalter 38 und der Temperatufschalter 31 nach obiger Beschreibung sind der Einfachheit der Darstellung halber durch fünf Einzelschalter SW₁ bis SW₅ ersetzt, wobei die Schalter SW als jeweils für einen Reifen vorgesehen gezeigt werden.

Ein Taktimpulsgenerator 50 ist im linken oberen Abschnitt der Figur 8 in einem Rechteck aus einer unterbrochenen Linie eingerahmt gezeigt. Der Taktimpulsgenerator ist vom herkömmlichen Typ, der Umformer 51 und 52, einen Kondensator 5 3 und einen Widerstand 54 besitzt und erzeugt Taktimpulse mit einer Wiederholperiode t entsprechend der Darstellung in Figur 9 (a). Die vom Ausgang des Generators entnommenen Taktimpulse werden dem folgenden Flip-Flop (FF) 55 zur Frequenzteilung zugeführt. Das Ausgangssignal des Flip-Flop 55, dessen Kurve in Figur 9 (b) dargestellt

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ist, wird ebenfalls einem weiteren Flip-Flop 56 zur weiteren Frequenzteilung zugeführt. Das Rechteckausgangssignal des Flip-Flop 56 ist in Figur 9 (c) dargestellt und wird über Widerstände R₁ bis R₁. ihren zugehörigen Primärspulen 10. ρ bis ^0_RR zugeführt. Da der Mechanismus zur Feststellung der unnormalen Zustände unabhängig vom Platz eines Reifens gleich ist, soll die Arbeitsweise der vorliegenden Vorrichtungen im folgenden in Verbindung mit dem linken Vorderreifen LF beschrieben werden.

Gemäß Figur 8 sind der Widerstand R. und die Primärspule 40,- in Reihe zueinander geschaltet und deshalb ist die an einem Punkt 58 zwischen ihnen erscheinende Kurve so wie in Figur 9 (d) gezeigt. In dieser Figur ist das mit dem Bezugszeichen ^v . versehen« Potential ein vorbestimmtes Spannungspotential, mit dem die Spannung am Punkt 58 in einem Komparator, allgemein mit COMP I bezeichnet, verglichen werden soll. Eine Diode D. ist zwischen den Punkt 58 und Erde geschaltet, um die Spannungskurve bei 58 unterhalb des Massepotentials abzuschneiden.

In Figur 9 sei angenommen, daß der Reifen LF bis zum Erreichen des Zeitpunkts t im Normalzustand ist und daß beim Punkt t die unnormalen Zustände im Reifen, wie zu niedriger Luftdruck und/oder übermäßige Reifentemperatur, einzutreten beginnen. Da die Induktivität der Primärspule **0,p

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mit dem Beginn der unnormalen Zustände, wie in Verbindung mit Figur 7 beschrieben, anwächst, verringert sich die Neigung der abfallenden Spannung am Punkt 58, wie in Figur 9 (d) gezeigt. Die Folge^xist, daß die an dem Ausgang des Komparators, COMP 1 entnommenen rechtwinkeligen Impulse weiter werden, wie in Figur 9 Ce) gezeigt. Nun wird es durch geeignete Wahl des Spannungspotentioals V_CQ ^ möglich, die Breite der rechtwinkeligen Impulse so einzustellen, daß sie im Normalzustand o,8 χ t und im unnormalen Zustand 1,6 χ t beträgt.

Kehrt man zurück zu Figur 8, so werden die Rechteckausgangssignale der Komparatoren COMP 1 bis Ί einem Eingang ihrer zugehörigen UND-Gatter AND₁ bis AND₁^ zugeführt. Bei jedem der UND-Gatter ist der andere Eingang mit dem Ausgang des Flip-Flop 55 verbunden, so daß er mit den Impulsen gemäß Figur 9 Cb) beaufschlagt wird. Vergleicht man die Impulse der Figuren 9 (b) und (e) Unter Bezug auf ihre Relativposition, so sieht man, daß im Normalzustand keine Koinzidenz vorliegt, daß sie aber im unnormalen Zustand für eine Zeitperiode von o,6 χ t zusammenfallen wegen der Tatsache, daß jeder Impuls verbreitert ist, so daß er eine Breite von 1,6 χ t besitzt. So erzeugen die UND-Gatter

₁ bis AND₁^ gemäß Figur 9 (f) an ihren Ausgängen Rechtecksignale mit der gleichen Impulsbreite o,6 χ t ent-

-cp

sprechend der Koinzidenz der Impulse nach deli Figuren 9 (b) und 9 (e). Die Ausgangssignale der UND-Gatter werden

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über ein ODER-Gatter und eine Diode 65 einer Integrationsschaltung mit einem Widerstand 66 und einem geerdeten kondensator 67 zugeführt. Gemäß Figur 9 (g) steigt die Spannung an einem Punkt 68 (Figur 8) zwischen dem Widerstand 66 und dem Kondensator 67 allmählich an, sobald irgend eines der UND-Gatter AND₁ bis AND^ ein Koinzidenzausgangssignal zu erzeugen beginnt, das einen unnormalen Zustand im Reifen anzeigt. Die Spannung am Punkt 68 wird einem Komparator COMP zum Vergleich mit einem vorbestimmten Potential V ,. zugeführt. Zur Zeit t^, wenn die Spannung bei 68 das vorgegebene Potential V ₅ übersteigt, erzeugt der Komparator COMP 5 eine Ausgangsspannung, deren Kurvenform in Figur 9 (h) dargestellt ist und die über einen Widerstand 70 der Alarmeinheit 13 zugeführt wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Alarmeinheit 13 einen Transistor 71, dessen Basis mit dem Widerstand 70 verbunden ist und dessen Emitter an Masse liegt. Der Kollektor des Transistors 71 ist mit einer Alarmlampe 72 verbunden, die ihrerseits mit einer Batterie 73 verbunden ist. Wenn der Transistor entsprechend dem Ausgangsspannungsanstieg des Komparators COMP 5 leitend wird, leuchtet die Alarmlampe 7 2 auf und zeigt das Auftreten unnormaler Zustände in einem der vier Reifen an.

Der Mechanismus zur Anzeige unnormaler Zustände im Reeervereifen SP soll nachfolgend im einzelnen beschrieben

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werden. In-der Figur 8 ist der Ausgang des Flip-Flop 56 auch mit der Fühlereinheit 10 für den Reservereifen über einen Widerstand R₅ verbunden. Ein Punkt 75 zwischen dem Fühler 10 und dem Widerstand R₅ ist durch einen Leiter 76 mit einem feststehenden Kontakt 77 eines Schalters SW_e

verbunden, von dem ein weiterer feststehender Kontakt 79 geerdet ist. Der Schalter SW₅ gemäß der Zeichnung ersetzt der Einfachheit der Darstellung wegen den Druckschalter und den Temperaturschalter 31 für den Reservereifen. Ein beweglicher Kontakt 80 des Schalters SW_g ist mit dem Eingang des vorher beschriebenen ODER-Gatters verbunden. Der bewegliche Kontakt 80 ist gewöhnlich mit dem feststehenden Kontakt 77 im Eingriff, so daß die Fühlereinheit 10, d. h. SWg, mit dem ODER-Gatter verbunden ist.

Im Normalzustand bleibt der Schalter SW_n geschlossen und bewirkt so, daß kein Spannungssignal über das ODER-Gatter zur Alarmeinheit 13 übertragen wird. Wenn der Reservereifen in einen unnormalen Zustand verfällt, wird der Schalter SWr zum öffnen veranlaßt, so daß das Ausgangssignal des Flip-Flop 56 gemäß Figur 9 (c) dem ODER-Gatter ohne Erdung zugeführt wird. Das Ausgangssignal wird dann dem Integrator und danch dem Komparator COMP 5 zugeführt und betätigt so die Alarmeinheit 13. Wenn der bewegliche Kontakt 80 mit dem anderen feststehenden Kontakt 79 in Eingriff kommt, hat das öffnen und Schließen von SW₅ für den Reservereifen keine Wirkung auf die Betätigung der

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Alarmeinheit 13, so daß diese selbst bei einem unnormalen Zustand unerregt bleibt. Der Schalter SW- ist so ausgelegt, daß er manuell oder automatisch betätigt werden kann, um den beweglichen Kontakt 80 mit dem feststehenden Kontakt 79 beim Vorkommen unnormaler Zustände in Reservereifen in Eingriff zu bringen.

Gemäß obiger Beschreibung schafft die Erfindung eine verbesserte Vorrichtung zum automatischen Feststellen unnormaler Zustände in Fahrzeugreifen einschließlich des Reservereifens. Die Prinzipien der Erfindung können auch bei einem Fahrzeug angewendet werden, das mit Doppelrädern und -reifen ausgestattet ist, wie solchen an Lastwagen oder Omnibussen, wobei es zweckmäßig ist, für jeden der in Reihe miteinander verbundenen Doppelreifen eine Fühlereinheit vorzusehen, so daß unnormale Zustände in einem der Doppelreifen die Alarmeinheit auslösen. Außerdem wäre es auch von Vorteil, eine Alarmeinheit für jeden Reifen vorzusehen. Wenn auch bei der dargestellten Ausführungsform eine Änderung einer Induktivität zur Feststellung der unnormalen Zustände in den Reifen benutzt wird, ist anzuerkennen, daß auch eine Modifikation möglich ist, bei der eine Oszillatorschalter mit LC-Resonanz in Kombination mit einer Frequenz-Spannungs-Umsetzschaltung verwendet wird. Außerdem kann auch eine Wechselstrom-Brückenschaltung zur Feststellung der unnormalen Zustände verwendet werden.

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Die Erfindung bietet viele Vorteile gegenüber ähnlichen Vorrichtungen herkömmlicher Art. Ein Vorteil liegt in der Fähigkeit, unnormale Zustände in Fahrzeugreifen unabhängig davon zu erkennen, ob das Fahrzeug fährt oder steht. Ein weiterer Vorteil liegt in der Tatsache, daß wegen der Möglichkeit einer Verdoppelung der verfügbaren Induktivität die Schaltung zum Feststellen der Induktivitätsänderung relativ einfach in der Konstruktion und zuverlässig in der Funktion ist. Dazu ist die elektromagnetische Kopplungseinheit ohne Kontaktabschnitte hervorragend in der Lebensdauer. Wegen der einfachen Konstruktion des Druckschalters, bei dem zwei elektrische Kontakte je nach Änderung des Luftdrucks, miteinander im Eingriff sind oder nicht, besteht zudem wenig Wahrscheinlichkeit, daß die Arbeitsweise der Vorrichtung durch die anliegende Zentrifugalkraft beeinflußt wird. Da außerdem die Fühlereinheit relativ leicht ist, bringt die Anbringung einer solchen Einheit auf einem Reifen keine Unwucht für den Reifen mit sich. .

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Claims

Patentansprüche:

1. /Vorrichtung zur automatischen Feststellung unnormaler Zustände in Reifen eines Räderfahrzeugs, wie zu niedriger Luftdruck und übermäßige Reifentemperatur, zur Abgabe eines Warnsignals an den Fahrer, gekennzeichnet durch auf den Reifenanordnungen montierte Fühlereinrichtungen (10), zur Feststellung unnormaler Zustände in diesen, Kopplungseinrichtungen (12) mit jeweils einer Primärspule (UO) und einer Sekundärspule (¹Il), wobei jede Sekundärspule (41) auf einer Achswelle (42) des Fahrzeugs zum Mitdrehen konzentrisch befestigt und elektrisch mit der zugehörigen Fühlereinrichtung (10) verbunden ist und wobei jede Primärspule (40) gegenüber dem Fahrzeugrahmen (46) starr und zur zugehörigen Sekundärspule (41) konzentrisch befestigt ist, so daß die Primärspule (40) eine ausgeprägte Induktivitätsänderung aufgrund der von der Fühlereinrichtung festgestellten unnormalen Zustände zeigt, ferner eine mit den Primärspulen (40) verbundene Detektoreinrichtung (11) zur Anzeige der ausgeprägten, das Auftreten unnormaler Zustände kennzeichnenden Induktivitätsänderung und eine Warneinrichtung (13) zum Warnen des Fahrers vor den entsprechend der ausgeprägten Induktivitätsänderung angezeigten unnormalen Zustände.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennezichnet, daß die Fühlereinrichtung (10) einen Druckschalter (38) besitzt, der sich schließt, wenn der Luftdruck im zugehörigen Reifen über einem vorgegebenen Wert liegt und der sich öffnet, wenn der Luftdruck unter dem vorgegebenen Wert liegt und der in Reihe mit der Sekundärspule (41) geschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschalter (38) ein in der Reifenanordnung mon<tiertes zylindrisches Gehäuse (15) mit einer in dessen Inneren befindlichen Kammer (19), einen in der Kammör

(19) montierten druckempfindlichen Kolbenkopf (20) für eine axiale Schiebebewegung in ihr, ein Federorgan (27) zur axialen Vorspannung des Kolbenkopfs (20) entgegen der Luftdruckwirkung im Reifen, eine mit dem Kolbenkopf

(20) zur gemeinsamen Axialbewegung verbundene Kolbenstange (25) und bewegliche und feststehende Kontakte (32, 33) aufweist, die durch die Kolbenstange (25) miteinander in Eingriff gebracht werden können, wenn der Luftdruck im Reifen den vorgegebenen Wert übersteigt.

H. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlereinrichtung ClO) außerdem einen in der Reifenanordnung montierten Thermistor (31) zur Feststellung der

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Reifentemperatur besitzt, wobei die kritische Temperatur des Thermistors (31) annähernd gleich ist mit der vorgegebenen Temperatur, oberhalb der der Reifen als im unnormalen Zustand befindlich angesehen wird und wobei der Thermistor (31) mit dem Druckschalter (38) in Reihe geschaltet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ,gekennzeichnet, daß die Fühlereinrichtung (10) ferner ein in der Reifenanordnung montiertes Bimetall zur Feststellung der Reifentemperatur besitzt, wobei das Bimetall in Reihe mit dem Druckschalter geschaltet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (11) einen Taktimpulsgenerator (50), ein mit dem Ausgang des Taktimpulsgenerators (50) verbundenes erstes Flip-Flop (55), ein mit dem Ausgang des ersten Flip-Flop (55) verbundenes zweites Flip-Flop (56), eine Mehrzahl von Widerständen (R₁ bis R₁.)» die jeweils den Ausgang des zweiten Flip-Flop (56) mit der Primärspule (40) des jeweils zugehörigen Reifens verbinden, eine Mehrzahl von jeweils an einen Punkt (58) zwischen dem zugehörigen Widerstand (R. bis R₄) und der zugehörigen Primärspule (¹^O, ρ bis **0_Rj.) angeschalteten Dioden (D. bis D₁₊) zum Abschneiden der negativen Komponenten der an den Punkten (58) erscheinenden Signale,

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eine Mehrzahl· von Komparatoren (COMP₁ bis COMP^)₉ von denen jeder» so arbeitet, daß er die Spannungspotentiale der Signale ( 9(d) ) mit einem vorgegebenen Potential

(V _o ^) vergleicht und Impulssignale V 9(e) ) erzeugt, deren Breite mit der Zeitperiode gleich ist, während der die Signalspannungen über dem vorgegebenen Potential liegen₉ eine Mehrzahl von UND-Gattern (AND. bis AND₁₁), von ,denen jeweils ein Eingang mit dem Ausgang des zugehörigen Komparators und der andere Eingang mit dem Ausgang des ersten Flip-Flop (55) verbunden ist₉ wobei die UND-Gatter so arbeiten, daß sie Impulssignale ( 9(f) ) entsprechend der Koinzidenz ihrer zugehörigen zwei Eingangssignale erzeugen, ein ODER-Gatter (OR) mit einer Mehrzahl von jeweils mit dem zugehörigen UND-Gatter (AND₁ bis AND₁^) verbundenen Eingängen, eine mit dem Ausgang des GDER-Gatters verbundene Integrationsschaltung (66, 67) und einen mit dem ODER-Gatter zur Erzeugung eines an die Warneinrichtung (13) anzulegenden Spannungssignale verbundenen Komparator (COMP-) besitzt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (11) außerdem einen den Ausgang des zweiten Flip-Flop (56) direkt mit einer Fühlereinrichtung (lOgp) eines Reservereifens (SP) verbindenden Widerstand (R_E) und einen Schalter (SW_C) zur wahlweisen

O O

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Verbindung eines Punktes (75) zwischen dem Widerstand (R₅) und der Fühlereinrichtung (10_sp) mit dem ODER-Gatter und mit Erde besitzt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Warneinrichtung (13) eine Lampe (72) aufweist, die entsprechend dem Spannungssignal vom Komparator (COMPr) eingeschaltet werden kann.

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