DE2412580B2

DE2412580B2 - Überwachungsanordnung zum automatischen Erfassen eines anormalen Betriebszustandes von Kraftfahrzeugreifen

Info

Publication number: DE2412580B2
Application number: DE2412580A
Authority: DE
Inventors: Akio Yokohama Hosaka (Japan)
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1973-03-19
Filing date: 1974-03-15
Publication date: 1980-07-24
Also published as: US3898615A; CA1032249A; DE2412580A1; JPS49133672U; GB1426688A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungsanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Bei einer solchen aus der DE-PS 19 31 399 bekannten Überwachungsanordnung ist die mit dem Reifen ίο drehbare Spule aus zwei dicht benachbarten, entgegengesetzten Windungssinn aufweisenden Induktivitäten mit parallelen Achsen gebildet, die elektrisch miteinander in Reihe geschaltet sind. Diese beiden Induktivitäten sind nebeneinander in einer aus Isolierstoff gefertigten ^4r> Platte eingegossen. Auch am Rahmen des Fahrzeugs befindet sich eine ähnliche, aus Isolierstoff gefertigte Platte, die zwei in gleicher Weise gewickelte, örtlich angeordnete und elektrisch miteinander in Reihe geschaltete Induktivitäten aufweist Bei jeder vollständi- ^r>o gen Umdrehung des Reifens gelangen die drehbaren Induktivitäten und die am Rahmen fest angeordneten Induktivitäten in eine unmittelbar nebeneinanderliegende Stellung, bei der zwischen ihnen eine induktive Kopplung möglich ist. Ist durch den Fühler die ⁵^ Impedanz der Reihenschaltung der drehbaren Induktivitäten unter den bestimmten Wert herabgesetzt, so wird die induktive Kopplung zwischen den beiden am Rahmen angeordneten festen Induktivitäten so beeinflußt, daß der mit ihnen verbundene Oszillator schwingt. ^b0 Bei der bekannten Überwachungsanordnung gibt der Oszillator bei jeder Umdrehung eines Reifens des fahrenden Fahrzeugs jeweils ein Schwingungssignal kurzer Dauer an, wobei die Dauer des Schwingungssignals um so kürzer ist, je schneller das Fahrzeug fährt. ⁶^ Steht das Fahrzeug dagegen still, so wird in aller Regel von dem Oszillator ein Schwingungssignal auch dann nicht erzeugt, wenn Ηργ Fühler die impedanz der Reihenschaltung der drehbaren Induktivitäten unter den bestimmten Wert vermindert hat, da in diesem Falle die drehbaren und feststehenden Induktivitäten zum Herstellen der erforderlichen induktiven Kopplung nicht ausreichend benachbart sind. Die bekannte Überwachungsanordnung arbeitet daher nur bei fahrendem Fahrzeug. Aber auch die Auswertung der vom Oszillator abgegebenen Schwingungssignale ist zumindest bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten schwierig, da gesonderte Schaltungsteile vorgesehen werden müssen, die die Abgabe eines Schwingungssignals durch den Oszillator auch bei sehr kurzen Kopplungszeiten und eine entsprechende Auswertung bzw. Verlängerung dieser Schwingungssignale zur Abgabe an den Alarmgeber sicherstellen.

Aus der DE-OS 21 43 392 ist eine Überwachungsanordnung für den Luftdruck in Kraftfahrzeugreifen bekannt, die einen Detektor zum Erfassen eines Schwingens des Oszillators aufweist, um ein Alarmsignal abzugeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überwachungsanordnung der genannten Art so weiterzubilden, daß diese unabhängig von der Drehzahl der Reifen arbeitet, also sowohl beim Stillstand eines Fahrzeuges als auch bei seiner maximalen Geschwindigkeit ein Alarmsignal ohne besonderen Schaltungsaufwand erzeugen kann.

Bei eirer Überwachungsanordnung der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst

Durch die Anordnung der drehbaren Spule konzentrisch zur Achse des Reifens und durch zwei voneinander ausreichend beabstandete feststehende Spulen, die damit nur über einen Teil der konzentrischen Spule miteinander induktiv gekoppelt werden können, wird sichergestellt, daß unabhängig von einer Drehung des Reifens, also sowohl bei einem Stillstand als auch bei sehr hoher Geschwindigkeit des Fahrzeuges, immer eine gleichbleibende induktive Kopplung zwischen den zwei festen Spulen und der drehbaren konzentrischen Spule erreicht wird. Vermindert daher der Fühler die Impedanz seiner Reihenschaltung mit der drehbaren Spule, so gibt der Oszillator ein kontinuierliches Schwingungssignal sowohl beim Stillstand als auch bei hoher Geschwindigkeit des Fahrzeuges an. Ohne besonderen Schaltungsaufwand kann daher das den Alarmzustand angebende Alarmsignal zuverlässig und kontinuierlich erzeugt werden.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 schematisch die Überwachungsanordnung eines Fahrzeugstreifens in Verbindung mit einem Fahrzeugrad und den danebenliegenden Teilen des Fahrzeuges,

F i g. 2 ein erster Teil einer Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen Überwachungsanordnung und

F i g. 3 ein weiterer Teil der Schaltungsanordnung der erfindungsgemäßen Überwachungsanordnung.

In Fig. 1 ist die räumliche Anordnung der neuen Überwachungsanordnung in Verbindung mit einem Fahrzeugrad und den benachbarten Teilen eines Fahrzeuges dargestellt, während in F i g. 2 ein Teil der elektrischen Schaltung der Überwachungsanordnung dargestellt ist. Ein herkömmlicher Luftreifen 72 ist auf einer Felge 73 eines Rades 74 befestigt, das auf einer

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76 dreht Ein Radlager 78 ist mit Hilfe von Bolzen-Muttern-Anordnungen 79 derart mit einem Rahmen 80 verbunden, daß die Achse 76 sich um ihre Längsachse drehen kann. Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, sind mit dem Rakraen 80 außerdem Tragglieder 82a und 82b befestigt, die ihrerseits erste und zweite feste oder stationäre Spulen 14 und 16 tragen, die auf Vorsprüngen 83a und 83f> aufgewickelt sind, die von den Traggliedern jeweils hervorstehen. Die Tragglied^·" 82a und 826 und die Vorsprünge 83a und ι ο 836 halten die stationären Spulen 14 und 16 neben einer drehbaren Spule 12, um eine ausreichende induktive Kopplung zwischen ihnen sicherzustellen. Die drehbare Spule 12 ist koaxial auf der Reifenanordnung befestigt, in der Zeichnung auf der Felge 73, z. B. mit Hilfe eines aus Harz gefertigten Ringes. Wie bereits erwähnt, sind die stationären Spulen 14 und 16 zur induktiven Kopplung mit der drehbaren Spule 12 angeordnet Sie sind jedoch voneinander induktiv abgetrennt Das bedeutet, daß eine induktive Kopplung zwischen den stationären Spulen 14 und 16 allein Ober die drehbare Spule 12 möglich ist Falls gewünscht können die Spulen 14 und 16 Teiie einer einzigen Spule sein, die jedoch voneinander induktiv getrennt sind. Diese Beziehung ist anhand der F i g. 2 besser zu verstehen. Da die drehbare Spule 12 koaxial auf der Reifenanordnung befestigt ist, wird die induktive Kopplung zwischen der c rehbaren Spule 12 und jeder der stationären Spulen 14 und 16 unabhängig von einer Fahrzeugbewegung aufrechterhalten. Ein Fühler 10 ist auf der Reifenanordnung i-j der -Jo gezeigten Weise befestigt um einen anormalen Betriebszustand des Reifens 22, wie z. B. zu niedriger Luftdruck und/oder eine zu hohe Reifentemperatur, zu erfassen, und ist elektrisch mit der drehbaren Spule 12 über eine Leitung 10a verbunden, um mit dieser eine Reihenschaltung U zu bilden. Die Reihenschaltung 11 steuert den Grad der induktiven Kopplung zwischen den stationären Spulen 14 und 16, die Teil der in F i g. 2 dargestellten Schaltung sind. Wie in F i g. 2 gezeigt ist, bilden die ersten und zweiten stationären Spulen 14 und ίο 16 positive Rückkopplungsspulen eines über seinen Kollektor abgestimmten Oszillators 5. Die erste stationäre Spule 14 und ein Kondensator 18 sind über Leitungen 15 parallel geschaltet und bilden einen Resonanzkreis 19. Ein Anschluß des Resonanzkreises 19 ■»■> ist mit einer Kollektorelektrode 26c eines Transistors 26 über eine Leitung 17a und der andere Anschluß des Resonanzkreises mit einem positiven Anschluß 32 über eine Leitung i7b mit einer hier nicht gezeigten Fahrzeugbatterie verbunden. Ein aus Widerständen 28 so und 30 bestehender Spannungsteiler ist zwischen die Speiseleitungen 33 und 35 geschaltet, die zu der Fahrzeugbatterie führen, und gibt ein geeignetes Vorspannungspotential an eine Basiselektrode 26b des Transistors 26 ab. Die Speiseleitung 35 kommt von einem negativen Batterieanschluß 34. Die zweite stationäre Spule 16 ist zwischen die Basiselektrode 266 über einen Koppelkondensator 24 zur positiven Rückkopplung zum Oszillator 5 und die Speiseleitung 35 über Leitungen 17 geschaltet. Eine Emitterelektrode 26e < >o des Transistors 26 ist über einen Widerstand 22 und einen Kondensator 20, die parallel geschaltet sind, mit der Speiseleitung 35 verbunden. Der Oszillator 5 erzeugt eine Schwingung, wenn die induktive Kopplung zwischen den stationären Spulen 14 und 16 ausreichend <>5 ist. Dieses wird durch Änderung der Impedanz der Reihenschaltung 11 gesteuert, die den Fühler 10 und die

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Schalter im Fühler 10 geöffnet so ist der durch die Spule 12 fließende induzierte Strom vernachlässigbar klein oder gleich null, so daß kein Schwingen des Oszillators 5 infolge der sehr schwachen Kopplung zwischen den stationären Spulen 14 und 16 auftreten kann. Dieses wird durch eine nicht ausreichende positive Rückkopplung bewirkt Vermindert dagegen der Fühler 10 die Impedanz der Serienschaltung Ii unter einen vorbestimmten Wert durch Änderung des Schalters, so erzeugt der Oszillator 5 eine Schwingung infolge seiner positiven Rückkopplung und einer ausreichenden induktiven Kopplung zwischen den stationären Spulen 14 und 16. Erfaßt daher der Fühler 10 einen anormalen Betriebszustand des Reifens, um den Widerstand der Serienschaltung 11 unter den vorbestimmten Wert zu vermindern, so schwingt der Oszillator 5. Wird also eine Schwingung in der Überwachungsanordnung festgestellt so gibt diese damit einen unsicheren oder anormalen Betriebszustand des Reifens an. Das Ausgangssignal vom Oszillator 5 wird an einen Anschluß 36 eines Detektors und Alarmgebers gegeben, die im einzelnen später erläutert werden. In einer praktischen Ausführung weist der Fühler 10 druck- und temperaturempfindliche Elemente auf, die parallel oder in Serie angeordnet sind. Als druckempfindliches Element kann ein druckempfindlicher Schalter oder eine ihren Widerstand entsprechend des Reifenluftdrukkes ändernde Einrichtung benutzt werden. Als temperaturempfindliches Element kann ein Bimetallelement oder ein NTC (negativer Temperaturkoeffizient) -Thermistor benutzt werden. Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, wird die neue Überwachungsanordnung in Verbindung mit einem schlauchlosen Reifen benutzt, wobei der Fühler 10 in der gezeigten Weise auf der Felge 73 befestigt ist so daß er die Montage oder Demontage des Reifens 72 nicht beeinflußt Um ein Prüfen des Fühlers 10 während einer herkömmlichen Überwachung der Überwachungsanordnung zu ermöglichen, ist der Fühler 10 vorzugsweise eingeschraubt, so daß er von dem Rad 74 entfernt werden kann. Wird jedoch ein Schlauchreifen benutzt, so kann der Fühler 10 auf dem Ventilsitz oder jedem anderen Ort befestigt werden, an dem er den inneren Zustand des Reifens überwachen kann.

In F i g. 3 ist ein Detektor und Alarmgeber 45 gezeigt der mit der in F i g. 2 gezeigten Schaltung verbunden ist, um ein Schwingen des Oszillators 5 zu erfassen und ein Warnsignal an den Fahrer zu geben. Die in Fig.3 gezeigte Schaltung ist ein herkömmliches ODER-Glied, das mit einer Warnlampe 54 verbunden ist. Das Ausgangssignal vom Anschluß 36 der Fig.2 wird an einen Anschluß 38 gegeben. Die Wechselspannungskomponente gelangt durch einen Kondensator 46a und wird durch eine Diode 48a gleichgerichtet. Diese Spannung lädt einen Kondensator 56 auf und hebt das Basispotential eines Transistors 52 über einen Widerstand 50 an, so daß der Transistor 52 leitend wird und die Warnlampe 54 aufleuchtet, um ein Warnsignal an den Fahrer zu geben. Selbstverständlich können auch andere geeignete Alarmgeber anstelle der Warnlampe 54, wie z. B. ein Summer, benutzt werden. Wird die neue Überwachungsanordnung bei einem Fahrer mit vier Rädern benutzt, so werden die Anschlüsse 38,40,42 und 44 z. B. mit vier Oszillatoren verbunden, die für das rechte vordere, das rechte hintere, das linke vordere und das linke hintere Rad jeweils vorgesehen sind, wobei Kondensatoren 46b, 46c und 46c/ und Dioden 486, 48c

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Anschluß auch für den Reservereifen bei der in F i g. 3 gezeigten Schaltung vorgesehen werden, wenn dieses gewünscht wird. Bei der gezeigten Schaltung, bei der eine Warnlampe 54 gemeinsam benutzt wird, kann nicht unterschieden werden, welcher der Reifen einen anormalen Betriebszustand zeigt. Es kann jedoch ohne weiteres auch eine Überwachungsschaltung angegeben werden, mit der ein unzulässiger Betriebszustand eines einzelnen Reifens angegeben werden kann. Bei der beschriebenen Überwachungsanordnung wird der £ male Betriebszustand dem Fahrer angegeben, wem Fühler 10 die Impedanz der Serienschaltung 11 ι einen vorbestimmten Wert vermindert, so daß Oszillator 5 zu schwingen beginnt. Selbstverstän kann die neue Überwachungsanordnung jedoch aui modifiziert werden, daß das Abbrechen der Schwin] den unzulässigen Betriebszustand darstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Überwachungsanordnung zum automatischen Erfassen eines anormalen Betriebszustandes von Kraftfahrzeugreifen, mit einem mit dem Reifen drehbaren Fühler zum Erfassen des anormalen Betriebszustandes, einer mit dem Reifen drehbaren Spule, die zur Verminderung der Impedanz der Reihenschaltung unter einen bestimmten Wert mit dem Fühler in Reihe geschaltet ist, mit einem am ι ο Fahrzeug befestigten Oszillator mit einer aus zwei Spulen gebildeten festen Rückkopplungsschleife, die neben der drehbaren Spule zur induktiven Kopplung mit dieser angeordnet ist, und einem mit dem Oszillator verbundenen Alarmgeber, mit dem bei dessem Schwingen ein Alarmsignal abgebbar ist, wobei bei einer Impedanz der Reihenschaltung unter dem vorbestimmten Wert die induktive Kopplung zwischen der festen Rückkopplungsschleife und der drehbaren Spule eine zum Schwingen des Oszillators ausreichende Rückkopplung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Spule (12) konzentrisch zur Achse des Reifens (74) angeordnet ist und daß die beiden Spulen (14 und 16) der Rückkoppiungsschleife gegenseitig in einem Abstand angeordnet sind.

2. Überwachungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Alarmgeber (45) einen Detektor (46, 48) zum Erfassen eines Schwingens des Oszillators (5) umfaßt.