DE3801278A1 - Anordnung mit einem am rad eines kraftfahrzeuges montierten schalter zur ueberwachung des reifeninnendruckes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem am Rad eines Kraftfahrzeuges montierten, bei Druckabfall betätigbaren Schal­ ter zur Überwachung des Reifeninnendruckes, mit einem am Fahr­ werk montierten Hochfrequenzgeber und mit einem Schwingkreis, von dem in der einen Schalterstellung elektrische Spannungsim­ pulse für ein Auswertungsgerät erzeugbar sind.

Für die Signalübertragung in Reifendruck-Überwachungsanlagen von Kraftfahrzeugen sind zahlreiche recht aufwendige Anordnungen be­ kannt, bei denen die elektrische Leistung in Form von Impulsen oder Schwingungen aus einer fest am Fahrwerk angebrachten Spule in eine radseitige und folglich umlaufende Spule übertragen wird. Ein zugleich eingekoppeltes Abfragesignal wird radseitig in Ab­ hängigkeit davon, ob der Luftdruck des Reifeninnenraumes unter oder über einem im voraus gewählten Schwellenwert liegt, inner­ halb der Elektronik unterschiedlich moduliert. Bei einer solchen Anordnung kann beispielsweise in einem Schwingkreis die Impuls- oder Schwingungsdämpfung durch Hinzu- oder Wegschalten eines ohmschen Widerstandes wesentlich abgeändert werden, und ein da­ bei entstehendes Antwortsignal wird von der fahrwerkseitigen Spule aufgenommen und in einem nachgeschalteten Gerät ausgewertet.

Weiterhin sind Anordnungen mit zwei Spulenpaaren bekannt, von de­ nen das eine der Energieübertragung und das andere der Signal­ übertragung dient. In derartigen Anordnungen wird zur Signalco­ dierung auch die Frequenzvervielfachung benutzt. Schließlich sind Anordnungen bekannt, in denen Mikrowellen der Übertragung von Leistung bzw. von Signalen dienen, was jedoch nur mit ziemlich kostspieligen Bauteilen und Schaltungselementen realisiert wer­ den kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine recht einfach ge­ baute und dementsprechend kostengünstige Anordnung der eingangs bezeichneten Art unter Verwendung leicht verfügbarer Bau- und Schaltungselemente anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Fahr­ werk als Hochfrequenzgeber eine Schaltung aus einem im Kilohertz­ bereich arbeitenden Sinuswellen-Generator, aus einer ersten Spule und aus dem Auswertungsgerät, sowie am Rad als Schwingkreis eine Schaltung zumindest aus einem Kondensator, aus einer zweiten Spu­ le, aus einer Diode und aus dem Schalter ausgebildet sind, in des­ sen Schaltzustand vom Schwingkreis bei einer Anregung über die erste Spule zumindest eine der Oberwellen der Anregungsschwingung zum Auswertungsgerät am Fahrwerk übertragbar ist.

In Weiterbildung der Erfindung können für weitere Anwendungsmög­ lichkeiten zwei oder mehrere Bandpässe bzw. Bandsperren in den Schwingkreis mit Hilfe je eines ihnen zugeordneten Schalters ein­ fügbar sein, der beim Eintreten eines Zustandes betätigbar ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge­ stellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild der grundlegenden Anordnung gemäß der Erfindung mit ihrer induktiven Kopplung zwischen ei­ nem radseitigen Schwingkreis und der fahrwerkseitigen Schaltung zur Schwingungserzeugung und -auswertung und die

Fig. 2a und 2b Schaltbilder von radseitigen Schwingkreisen mit weiteren auf einen Zustand ansprechen­ den Schaltern.

Wie aus dem Schaltbild der grundlegenden Anordnung gemäß Fig. 1 hervorgeht, sind zwei induktiv über jeweils eine Spule 12, 13 ge­ koppelte Schaltkreise 10 und 20 vorgesehen, von denen der eine 10 am Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges und der andere 20 innerhalb eines Prüfelementes an einem Rad oder, genauer gesagt, an einer Felge des betreffenden Rades angebracht ist. Im einzelnen stellt der Schaltkreis 10 einen sog. Hochfrequenzgeber mit einem Sinus­ wellen-Generator 1 als wesentlichen Bestandteil dar, der ein si­ nusförmiges Signal in einem Frequenzbereich zwischen 1 und 100 kHz gegebenenfalls nach einer entsprechenden Verstärkung über ein Oberwellenfilter 2 an die Spule 12 ausgibt. Während der so­ weit erläuterte Abschnitt des Schaltkreises 10 den an die Spule 12 angeschlossenen Sender bildet, dient die Spule 12 auch als Empfänger und ist mit einem Auswertungsgerät 3 verbunden.

Der im Prüfelement an der Felge untergebrachte Schaltkreis 10 ist ein auf eine vorgegebene Resonanzfrequenz abgestimmter Schwing­ kreis, in dem die Spule 13 die notwendige Induktivität L bildet und ein Kondensator 18 mit einer Kapazität C liegt. Ferner ent­ hält der Schaltkreis 20 eine Diode 16 zur Erzeugung von Harmoni­ schen der von der Spule 12 übertragenen sinusförmigen Signale, ein Tiefpaßfilter 22 zur Unterdrückung höherer Harmonischer und einen druckabhängigen Schalter 24, der so lange geschlossen bleibt, wie der Reifeninnendruck einen gegebenenfalls eingestell­ ten Schwellenwert überschreitet.

In der Schließstellung des Schalters 24 werden durch die Diode 16 Oberwellen erzeugt, die vom Schwingkreis auf die Spule 12 übertragen und im Auswertungsgerät 3 nachgewiesen werden. Wenn durch einen Druckverlust im Reifeninnenraum der vorgegebene Schwellenwert unterschritten wird, öffnet sich der Schalter 24, so daß keine Oberwellen mehr erzeugt werden. Infolgedessen lie­ fert das Auswertungsgerät ein Warnsignal an den Fahrer.

In den Fig. 2a und 2b sind weitere Ausführungsformen des rad­ seitigen Schwingkreises mit mehreren Schaltern 24, 24′ und 24′′ dargestellt, die einen Zustand (Druck, Temperatur) abfühlen und beim Überschreiten eines Schwellenwertes, also bei einem Übergang von einem Wertebereich zum benachbarten öffnen oder schließen. Bei einer Anordnung dieser Schalter im Reifeninnenraum kann der eine Schalter 24 infolge eines zu geringen Druckes, der zweite Schalter 24′ infolge eines zu hohen Druckes und der dritte Schal­ ter 24′′ infolge einer zu hohen Temperatur öffnen und das Auswer­ tungsgerät 3 (Fig. 1) zur Ausgabe eines Warnsignals veranlassen. Wie aus den Schaltbildern erkennbar ist, sind die Schalter 24, 24′ und 24′′ jeweils in Reihe mit einem Bandpaß 52, 52′ bzw. 52′′ zueinander parallel in dem Schwingkreis der Fig. 2a oder zur je­ weiligen Überbrückung einer von drei in Reihe mit dem Schwing­ kreis der Fig. 2b geschalteten Bandsperren 54, 54′ und 54′′ ge­ schaltet. Die Bandpässe 52, 52′ und 52′′ lassen jeweils die erste, zweite bzw. dritte Oberwelle des bei der Resonanzfrequenz ange­ regten Schwingkreises der Fig. 2a hindurchgehen, während die Bandsperren 54, 54′ und 54′′ bezüglich der Bandpässe 52, 52′ und 52′′ (Fig. 2a) invertiert arbeiten, also alle Frequenzen mit Aus­ nahme eines schmalen Frequenzbereiches hindurchgehen lassen, in den bei der Bandsperre 54 die erste Oberwelle, bei der Bandsperre 54′ die zweite Oberwelle und bei der Bandsperre 54′′ die dritte Oberwelle hineinfällt.

Da die Schwingkreise mit Frequenzen im Bereich von 1 bis 100 kHz angeregt werden können, sind zwei einfache induktive Bauteile zur drahtlosen Übertragung zwischen Fahrwerk und Rad, nämlich die bei­ den Spulen 12 und 13 völlig ausreichend, und es werden relativ große Übertragungsentfernungen bei guter Störsicherheit erreicht.

Im Hinblick auf die ziemlich kurze Zeitdauer, während der bei ei­ nem Radumlauf die am Rad montierte Spule 13 an der am Fahrwerk montierten Spule 12 vorbeigeführt wird, bezogen auf die Gesamt­ dauer eines Radumlaufes, kann es vorteilhaft sein, die Längenaus­ dehnung der am Fahrwerk montierten Spule 12 in Richtung des Rad­ umfanges um ein Vielfaches größer als die Länge der radseitigen Spule 13 zu wählen, die mit Rücksicht auf die Zentrifugalkräfte bei hohen Drehzahlen massenmäßig klein zu halten ist.

Wie sich aus dem vorstehenden ergibt, können durch einen unwe­ sentlichen Mehraufwand weitere physikalische Schwellenwerte zum Betätigen eines Schalters 24, 24′ bzw. 24′′ z. B. bei einer zu hohen Temperatur oder bei einem zu hohen Luftdruck überwacht wer­ den. Im Vergleich mit anderen Anordnungen zeichnet sich die An­ ordnung gemäß der Erfindung durch eine große Reichweite bei der Signalübertragung und eine hohe Störsicherheit aus.

Wie in der Fig. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, kann bei einer abgeänderten Ausführungsform der druckabhängige Schal­ ter 24 auch parallel zur Diode 16, also nicht in Reihe mit ihr, angeordnet werden. In diesem Fall treten die Oberwellen im geöff­ neten Zustand des Schalters 24 auf, während im geschlossenen Zu­ stand nur die Grundfrequenz übertragen wird. Als Resonanzfrequenz des Schwingkreises wird vorzugsweise die Frequenz der eingestrahl­ ten Grundschwingung oder einer ihrer ersten Harmonischen gewählt.

Claims (7)

1. Anordnung mit einem am Rad eines Kraftfahrzeuges mon­ tierten, bei Druckabfall betätigbaren Schalter zur Überwachung des Reifeninnendruckes, mit einem am Fahrwerk montierten Hoch­ frequenzgeber und mit einem Schwingkreis, von dem in der einen Schalterstellung elektrische Spannungsimpulse für ein Auswer­ tungsgerät erzeugbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß am Fahr­ werk als Hochfrequenzgeber eine Schaltung (10) aus einem im Kilo­ hertzbereich arbeitenden Sinuswellen-Generator (1), aus einer er­ sten Spule (12) und aus dem Auswertungsgerät (3), sowie am Rad als Schwingkreis eine Schaltung (20) zumindest aus einem Konden­ sator (18), aus einer zweiten Spule (13), aus einer Diode (16) und aus dem Schalter (24) ausgebildet sind, in dessen Schaltzu­ stand vom Schwingkreis bei einer Anregung über die erste Spule (12) zumindest eine der Oberwellen der Anregungsschwingung zum Auswertungsgerät (3) am Fahrwerk übertragbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz des Schwingkreises gleich der Anregungsfre­ quenz oder einer Harmonischen davon ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltung (10) am Fahrwerk zwischen dem Sinuswellen-Gene­ rator (1) und der ersten Spule (12) ein Oberwellenfilter (2) liegt.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur induktiven Signalübertragung bei hohen Drehzahlen des Ra­ des die Längenausdehnung der ersten Spule (12) am Fahrwerk in Richtung des Radumfanges ein Vielfaches der Länge der am Rad mon­ tierten zweiten Spule (13) beträgt.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung höherer harmonischer Schwingungen in der Schaltung (20) am Rad ein Tiefpaßfilter (22) angeschlossen ist.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung weiterer Zustände (zu hoher Druck, zu hohe Tempe­ ratur) im Reifeninnenraum zum Schalter (24) ein Bandpaß (52) in Reihe und zu den letzteren (24; 52) parallel weitere Schalter (24′, 24′′) in Reihe mit jeweils einem Bandpaß (52′, 52′′) ange­ schlossen sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung weiterer Zustände (zu hoher Druck, zu hohe Tempe­ ratur) im Reifeninnenraum zum Schalter (24) parallel eine Bandsperre (54) liegt und zu den letzteren (24; 54) in Reihe wei­ tere Schalter (24′, 24′′) mit je einer zugehörigen parallel lie­ genden Bandsperre (54′, 54′′) geschaltet sind.