DE2902213A1

DE2902213A1 - Einrichtung zur kontinuierlichen ueberwachung des luftdruckes in fahrzeugreifen

Info

Publication number: DE2902213A1
Application number: DE19792902213
Authority: DE
Inventors: Frieder Dipl Ing Heintz; Walter Jansche; Karl-Otto Dipl Ing Dr Linn; Konrad Dipl Ing Wolf; Erich Dipl Ing Dr Zabler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-01-20
Filing date: 1979-01-20
Publication date: 1980-07-31
Also published as: DE2902213C2

Description

Einrichtung zur kontinuierlichen Überwachung des
Luftdruckes in Fahrzeugreifen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung des Luftdruckes im Reifen eines Fahrzeugrades, mit einer auf dem Fahrzeugrad angeordneten Magnetspule und mit einer auf dem Fahrzeug befestigten Induktionsschleife, die dem Magnetfeld der an ihr vorbeilaufenden Magnetspule ausgesetzt ist.
Aus der GB-PS 1 382 877 ist eine Einrichtung dieser Art bekanntgeworden, bei welcher ein dem Luftdruck im Reifen ausgesetzter, mechanischer Schalter einen Teil der mit dem Fahrzeugrad umlaufenden Magnetspule kurzschließt, wenn der Reifenluftdruck einen kritischen Wert unterschreitet. Dort ist mit der am Fahrzeug befestigten Induktionsschleife ein selbstschwingender Oszillator verbunden, der durch die veränderliche Induktivität der umlaufenden Magnetspule verstimmt wird. Eine derartige Grenzwertüberwachung des Reifendruckes mittels eines Druckschalters läßt unberücksichtigt, daß beim Betrieb eines Craftfahrzeuges der Reifendruck im allgemeinen nicht schlagartig unter den kritischen Grenzwert absinkt.
Der Erfinaung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem allmählichen Absinken des Reifendruckes dem Fahrzeugführer rechtzeitig eine Warnmeldung zu geben, damit er das Kraftfahrzeug bei sich ankündigender Reifenpanne stillsetzen kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die mit dem Fahrzeugrad umlaufende Magnetspule zusammen mit einem Kondensator einen elektrischen Schwingkreis bildet, dessen Resonanzfrequenz in Abhängigkeit von dem im Reifen herrschenden Luftdruck kontinuierlich veränderbar ist.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit den nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen: Figur 1 einen Drucksensor mit elektromagnetischer Kuppung n sche.;atischer Darstellung, Figur 2 ausschnittsweise einen in Achsrichtung geführten Querschnitt durch einen Kraftfahrzeugreifen und Figur 3 ein Blockschaltbild zur nergieversorgung des Sensors nach Figur 1 und zur Auswertung der von diesem gelieferten Meßwerte.
Der in Figur 1 dargestellte Drucksensor erlaubt die Reifendruckmessung über die Resonanzfrequenz eines Scnwringkreises. Dieser enthält einen mit trockenem Referenzgas gefüllten oder evakuierten kapazitiven Druckgeber, der zwei dem Reifenluftdruck ausgesetzte, unsere Membranen 1 und 2 einer Membrandose 3 enthält.
Diese sind an ihrem Rand gegeneinander isoliert, jedoch druckdicht verbunden. Zwischen beiden Membranen 1 und 2 befindet sich eine ebenfalls isoliert eingespannte, steife Platte 4, die als Gegenelektrode zu den beiden äußeren, untereinander elektrisch verbundenen Membranen dient und mit diesen zusammen einen elektrischen Kondensator bildet. Wenn der durch Pfeile angedeutete Reifendruck ansteigt, werden die äußeren Membranen aus ihrer mit gestrichelten Linien angedeuteten, gewölbten Form, die sie bei einem sehr niedrigen Reifendruck annehmen, mit steigendem Druck gegen die platte 4 bewegt, wodurch sich die Kapazität zwischen den Membranen 1, 2 und der Platte erhöht. Der von den Membranen und der Platte gebildete Kondensator ist Teil eines Schwingungskreises, zu dem eine Spule 5 gehört, welche zusammen mit der Druckdose den in Figur 2 bei 6 angedeuteten Drucksensor bildet und bei jedem TJmlauf einer auf dem Fahrzeug be--stiote, beispielsweise als Induktionsschleife ausgeführten Spule 7 gegenübertritt und dort elektrische Schwingungen induziert, welche über eine bei 8 angedeutet Oszillatorschaltung 8 gemessen wird. Aus der Eigenfrequen des anschwingenden Oszillators 8 kann dann kontinuierlich auf den Reifendruck geschlossen werden.
Eine Kennlinienbeeinflussung ist durch Formgebung der Membranen 1 und 2 möglich. Das hier vorgesehene Prinzip, die Eigenfrequenz des aus der Spule 8 und der Kapazität der :íe..br~ndose 3 gebildeten Kondensators zur Messung des Luftdruckes zu verwenden, läßt sich auch mit induktiven Membranweggebern realisieren, beispielsweise mit einem Kurzschlußringgeber.
Da jeweils eine Messung pro Radumdrehung möglich ist, ergibt sich eine günstige frequenzanaloge Auswertung bei geringem Aufwand.
Figur 2 zeigt die räumliche Anordnung des Drucksensors 6 in dem Steg 9 zwischen der Schulter 10 und dem Tiefbett 11 der Felge 12 eines Kraftfahrzeugrades, dessen Reifen bei 13 und dessen Bremstrommel bei 14 angedeutet ist. Die in Figur 1 bei 7 angedeutete} zweite Spule, welche als Induktionsschleife wirkt, kann in gleichem radialem Abstand an einem feststehenden Fahrzeugteil, beispielsweise der nicht dargestellten Tragscheibe für die Bremsbacken und den Rad-Bremszylinder befestigt sein.
Im Gegensatz zur Anordnung nach Figur 1, in welcher aer Druksensor 6 Teil eines passiven Schwingkreises Rist, iann die Messung des Reifendruckes über die Resonanzfrequenz eines aktiven Schwingkreises erfolgen, welcher in einem mit dem Rad umlaufenden Meßsender 15 verrundet ist. Dieser kann seine Energie nach Figur 3 aus einem feststehenden Energiesender 16 empfangen, der mit einer Frequenz von etwa 20 KHz schwingt und elektrische bzw. elektromagnetische Wellen aussendet, die von einem mit dem Rad umlaufenden Energie empfänger 17 aufgenommen werden. Die dort aufgenommene elektrische Energie kann zum Betrieb des Meßsenders 15 verwendet werden, dessen Eigenfrequenz wie bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel druckabhängig verändert wird und mittels eines feststehenden Meßempfängers 18 registriert wird. Kurz bevor der Meßsender 15 an dem Meßempfänger 18 vorbeidreht, stehen sich die beiden aus dem Energiesender 16 und dem Energieempfänger 17 bestehenden Koppeleinheiten kongruent gegenüber und übertragen dann die für eine kurze Schwingzeit des Meßsenders 15 erforderliche Energie auf das rotierende Rad.
Ein direktes Übersprechen vom Energiesender 16 auf den Meßempfänger 18 kann durch verschiedene Frequenzlagen des Versorgungs- und des Meßsignales vermieden werden.
Sowohl die rotierenden Koppelpunkte 17 und 15 als auch der Energiesender 16 und der Meßempfänger 18 können als kompakte Einheiten ausgebildet sein.
Die Anordnung nach Figur 3 erfordert zwar einen etwas höheren Aufwand, bietet jedoch eine größere Sicherheit dagegen, daß die Meßwerte durch Abstandschwankungen verfälscht werden.
Die Zeit, die bei Höchstgeschwindigkeit zur Energieversorgung zur Verfügung steht, beträgt ca. 2 ms, was eine Übertragungsfrequenz der vom Energiesender 16 zum Energieempfänger 17 gelangenden Energie von ca. 10 bis 20 kHz erfordert, während die Meßfrequenzen des Meßsenders 15 sich zweckmäßig zwischen 50 und 100 kllz druckabhängig ändern.
L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche inrichtung zur Überwachung des Luftdruckes im Reifen eines Fahrzeugrades, mit einer auf dem Fahrzeugrad angeordneten Magnetspule und mit einer auf dem Fahrzeug befestigten Induktionsschleife, die dem Magnetfeld der an ihr vorbeilaufenden Magnetspule ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (5) zusammen mit einem Kondensator einen elektrischen Schwingkreis bildet, dessen Resonanzfrequenz in Abhängig-et von dem im Reifen herrschenden Luftdruck verändera- Ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Kondensftors (3, 4) in Abhängigkeit vom Luftdruck veränderbar ist, insbesondere kontinuierlich veränderbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator wenigstens eine Elektrode (1, 2) hat, deren Abstand gegenüber der zweiten Kondensatorelektrode.(4) in Abhängigkeit von dem im Reifen herrschenden Luftdruck veränderbar ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Reifenluftdruck ausgesetzte Membrandose (3) vorgesehen ist, die zwei an ihrem Rand gegeneinander isoliert und druckdicht befestigte Membranen (1, 2) enthält, die als Kondensatorelektroden ausgebildet sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrandose (3) zwischen ihren beiden äußeren, dem Reifenluftdruck ausgesetzten Membranen (1, 2) eine mittlere Membran, vorzugsweise steife Membran oder Platte (4) aufweist, welche die Gegenelektrode zu den beiden äußeren, untereinander elektrisch verbundenen sich druckabhängig verschiebenden Membranen bildet.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, aaß die Resonanzfrequenz sich druckabhängig im Bereich von etwa 50 kHz bis 100 kHz ändert.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, aaß zur Speisung des Schwingkreises (6) mit elektrischer Energie ein auf vom im Fahrzeugrad angeordneter, drahtloser Energieempfänger (17) vorgesehen ist, der mit einem am Fahrzeug installierten Energiesender-(15) zusammenarbeitet.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiesender (16) elektromagnetische Schwingungen von etwa 20 kHz an den Energieempfänger liefert.