DE3909466A1

DE3909466A1 - Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung des reifendrucks

Info

Publication number: DE3909466A1
Application number: DE19893909466
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Doduco GmbH and Co KG Dr Eugen Duerrwaechter
Current assignee: Doduco Solutions GmbH
Priority date: 1989-03-22
Filing date: 1989-03-22
Publication date: 1990-10-04

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Überwachung des Reifendrucks mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 an gegebenen Merkmalen.

Aus der DE-OS 34 45 854 ist ein Verfahren zur Reifendruck überwachung bekannt, bei dem eine Messung des Reifeninnen drucks mit im Reifeninnenraum angeordnetem Drucksensor erfolgt. Ein vom Drucksensor ausgehendes Signal wird über eine Sende vorrichtung, welche im Reifeninnenraum liegt, an einen am Fahr zeug ortsfest angeordneten Empfänger übertragen. Zur Energie versorgung der Sendeeinheit ist eine elektrische Energiever sorgung im Rad vorgesehen.

Nachteilig bei diesen Verfahren ist, daß ein großer Aufwand betrieben werden muß, um die Druckinformation von dem drehen den Rad zu der Karosserie zu übermitteln. Bei dieser Lösung ist auch der zur Verwirklichung des Verfahrens hohe Kostenaufwand als Nachteil zu sehen.

Aus der EP 8 77 10 016 ist ein Verfahren zum Überwachen von Reifen an Fahrzeugen bekannt, in welchem die Druckmessung mit einem Dehnelement, das mit dem Reifeninnenraum gekoppelt ist und drehfest mit dem Rad verbunden ist, erfolgt. Ein orts fest im Umlaufbereich des Dehnelementes angebrachter Sensor tastet das Dehnelement ab.

Zwar arbeitet dieses bekannte Verfahren weitgehend zufrieden stellend, jedoch ist auch hier zur Signalübertragung eine teuere und aufwendige Sensoranordnung von Nöten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren zum Überwachen von Reifen an Fahrzeugen so weiterzubilden, daß eine einfache und zuverlässige Über wachung des Reifens gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Überwachung des Reifendrucks mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im Gegensatz zum Stand der Technik verzichtet das Verfahren auf eine Reifendruckmessung. Stattdessen wird der Abstand zwischen der Fahrbahn und einer vorgegebenen Stelle der Radaufhängung ge messen und mit einem Normalabstand verglichen. Bei dem Normal abstand handelt es sich um solch einen Abstand, der bei einer bestimmten Zuladung und einem der Zuladung angepaßten Reifen druck zwischen der Radaufhängung und der Fahrbahn gemessen wird. Aus dem Vergleich des gemessenen Abstandes mit dem Normalab stand erhält man eine Kenngröße, welche die Reifenverformung in Abhängigkeit von der Reifen- bzw. Achsbelastung spezifi ziert. Diese Reifenverformung ist das bestimmende Maß für die Fahrsicherheit und das Fahrverhalten von Fahrzeugen. Der Ein fluß von Reifenverschleiß, Aquaplaning oder Schnee auf das Fahrverhalten und die Fahrsicherheit des Fahrzeugs kann be rücksichtigt werden.

Vorzugsweise wird zur Messung des Abstandes zwischen der Fahr bahn und einer vorgegebenen Stelle der Radaufhängung die Lauf zeit eines Signales gemessen. Hierbei handelt es sich um eine einfache und berührungslose Messung.

Der Abstand wird vorzugsweise während einer Zeitspanne wieder holt gemessen und aus den verschiedenen Messungen ein Mittel wert gebildet. Durch die Mittelwertbildung erhält man ein um die Einflüsse von Fahrzeugbewegung und Fahrbahnunebenheit be reinigtes Signal. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch eine Fehl interpretation der einzelnen Meßwerte verhindert wird. Vorzugs weise wird der Abstand periodisch gemessen und die so gewonnene Abstandsinformation einer Tiefpaßfilterung unterzogen, um die in dem Signal enthaltenen Einflüsse der Fahrbahnunebenheiten und Fahrzeugbewegungen zu eliminieren.

Als Kenngröße der Reifenverformung wird vorzugsweise die Differenz zwischen dem normalen Abstand und dem gemessenen aktuellen Ab stand gebildet. Die Bildung solch einer Kenngröße erfordert keinen großen Aufwand und ist leicht zu verwirklichen.

Vorzugsweise wird als Kenngröße der Reifenverformung der Quotient aus dem gemessenen Abstand und dem Normalabstand gebildet. Liegt keine Verformung des Reifens vor, so ist die Kenngröße gleich "1".

Die aus den Abstandsdaten und dem Normalabstand gewonnene Kenn größe wird vorzugsweise permanent angezeigt, woraus die Tendenz der Reifenverformung erkannt werden kann. So kann ein schleichen der Druckverlust sicher festgestellt werden. Auf der anderen Seite kann auch die Druckerhöhung aufgrund der Temperaturerhöhung im Reifeninnern festgestellt werden.

Vorzugsweise wird beim Über- und Unterschreiten eines vorge gebenen oberen bzw. unteren Grenzwertes durch die Kenngröße ein Warnsignal abgegeben. Bei diesem Warnsignal kann es sich um ein optisches oder akustisches Signal handeln, mit dem die Aufmerksamkeit des Fahrers auf den Reifenzustand gelenkt wird. Vorteilhaft ist die Einführung von Grenzwerten, um z.B. bei einer forscheren Fahrweise nicht schon beim Durchfahren von Kurven Warnsignal auszulösen, welches den Fahrer irritieren und zu Fehlverhalten und Unfällen führen könnte.

Das Verfahren wird vorteilhafterweise mit einer Vorrichtung mit einem an der Radaufhängung angebrachten, den Abstand zwischen sich und der Fahrbahn berührungslos messenden Sensor, der Signale an eine Auswerteschaltung liefert und die Auswerte schaltung mit einem im Fahrzeug angebrachten Signalgeber ver bunden ist, ausgeführt. Eine Energieversorgung der Vorrich tung ist einfach mittels der im Fahrzeug vorhandenen Batterie möglich. Die einzelnen Teile der Vorrichtung sind ortsfest mit der Radaufhängung verbunden, wodurch kein Eingriff in das Rad erforderlich ist.

Vorzugsweise weist der Sensor einen Signalgeber zum Aussenden von impulsförmigen Signalen und einen Empfänger zum Empfang der von der Fahrbahn reflektierten Signale auf. In der Auswerte schaltung wird die Laufzeit des Signals zwischen dem Signalgeber und dem Empfänger bestimmt und ausgewertet.

Vorzugsweise sind der Signalgeber und der Empfänger elektro akustische Wandler. Insbesondere arbeiten diese Wandler in dem Ultraschallbereich. Bei einem elektroakustischen Wandler kann der Signalgeber zugleich auch der Empfänger sein. Hierdurch wird der Sensor in seiner Ausführungsform kompakt.

Die Abstandsmessung kann auch durch elektrooptische Wandler erfolgen.

Zur Auswertung der von dem Sensor kommenden Signale ist eine Auswerteschaltung vorgesehen, mit einem Integrator, der die vom Empfänger kommenden Signale über eine vorgegebene Zeitspanne integriert. Das Ausgangssignal des Integrators wird einem Vergleicher zugeführt, welcher die ermittelte Kenngröße mit den vorgewählten Grenzwerten vergleicht.

Zweckmäßigerweise ist zur Eliminierung von Störeinflüssen am Eingang der Auswerteschaltung ein Tiefpaßfilter vorgesehen. Der Ausgang des Tiefpaßfilters ist mit dem Eingang des Inte grators verbunden.

Das aus dem Vergleicher kommende Signal wird einem im Fahr zeuginneren angeordneten Signalgeber zugeführt, bei dem es sich vorzugsweise um ein analog anzeigendes Anzeigeinstrument handelt, auf welchem der Sollwert des Reifendrucks in der Skalenmitte liegt. Aus der Abweichung der angezeigten Größe von dem Sollwert kann entschieden werden, ob z.B. eine Druck erhöhung aufgrund einer Temperaturerhöhung vorliegt oder eine Druckminderung im Reifeninneren vorliegt.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsbei spiele.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Radaufhängung mit einem Rad und einem Sensor, die

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Sensors, die

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild der Vorrichtung, und die

Fig. 4 zeigt ein weiteres Blockschaltbild der Vor richtung.

An einer Felge 2 ist ein Reifen 3 befestigt. Die Felge mit dem Reifen ist an einer Radaufhängung 1 angebracht. Der untere Teil des Reifens 3 berührt die Fahrbahn 4. An der Radauf hängung 1 ist ein Sensor 6 befestigt. Der Sensor 6 sendet impulsförmige Signale 5 a aus, die in der Fig. 1 strichpunktiert dargestellt sind. Das von dem Sensor 6 ausgesandte Signal 5 a trifft auf die Fahrbahn 4 und wird dort reflektiert. Das reflektierte Signal 5 b wird von dem Sensor 6 empfangen.

Der Sensor 6 ist gleichzeitig ein Signalgeber und Empfänger.

In der Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform des Sensors dar gestellt. Mit der Fig. 1 übereinstimmende Teile tragen überein stimmende Bezugszahlen. In diesem Ausführungsbeispiel besteht der Sensor aus einem Signalgeber 9 und einem Empfänger 10. Der Signalgeber 9 sendet impulsförmige Signale 5 a aus. Diese Signale werden von der Fahrbahn 4 reflektiert. Das reflek tierte Signal 5 b wird von dem Empfänger 10 empfangen.

In der Fig. 3 ist ein Blockschaltbild der Vorrichtung dar gestellt. Der Sender 9 sendet impulsförmige Signale 5 a aus, die als reflektierte Signale 5 b von den Empfängern 10 empfangen werden. Der Signalgeber 9 ist mit einem Taktgeber 12 verbunden. Der Taktgeber 12 ist mit einem Timer 11 ver bunden. Wird ein Signal von dem Signalgeber 9 ausgesandt, so gibt der Taktgeber 12 dem Timer 11 ein Signal. Der Timer 11 ist mit dem Ausgang des Empfängers 10 verbunden. Wird von dem Empfänger 10 das Signal 5 b empfangen, so erhält der Timer 11 vom Empfänger 10 ein Signal. Die Zeitdifferenz zwischen dem Signal vom Taktgeber 12 und dem Signal vom Empfänger 10 entspricht der Laufzeit der impulsförmigen Sig nale 5 a, b. Aus der Laufzeitmessung kann auf den Abstand zwischen der Radaufhängung und der Fahrbahn geschlossen werden. Das digitale Signal des Timers 11 wird dem Digital eingang des Digital-Analog-Wandlers 15 zugeführt. Der analoge Ausgang des D/A-Wandlers ist mit dem Eingang des Tiefpaß filters 16 verbunden. Das Tiefpaßfilter 16 unterdrückt die störenden Signale. Das gefilterte Signal des Tiefpaß filters 16 wird dem Integrator 13 zugeführt. Der Integrator 13 integriert die Laufzeit über eine vorgegebene Meßzeit. Das integrierte Signal wird vom Integrator 13 an einen Vergleicher 14 übergeben. In dem Vergleicher 14 findet ein Vergleich zwischen dem integrierten Signal, welches dem Ab stand zwischen der Radaufhängung 1 und der Fahrbahn 4 ent spricht, und einem Normalabstand statt.

Die Auswertung kann durch Differenzen- oder Quotienten bildung entsprechend den Beziehungen
V=B/B₀ oder
V=B₀-B
bestimmt werden. B ist hierbei der Abstand oder die Signal laufzeit zwischen der Fahrbahn und der Radaufhängung und B₀ ist der Normalabstand. Das aus dem Vergleicher 14 kommende Signal V wird einem Signalgeber 8, welcher sich im Fahrzeug inneren befindet, zugeführt. Bei diesem Signalgeber kann es sich um ein analog anzeigendes Anzeigeinstrument handeln, bei wel chem der Sollwert des Reifendruckes in der Skalenmitte liegt. Bei dem Signalgeber 8 kann es sich auch um einen akustischen und/oder optischen Signalgeber handeln.

In der Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer Variante der Vorrich tung dargestellt. Im Gegensatz zu dem Blockschaltbild der Fig. 3 verzichtet man hier auf den D-A-Wandler 15 und auf das Tiefpaßfilter 16. Das digitale Signal des Timers 11 wird direkt dem Integrator 13 zugeführt. Nach Integration wird das Signal dem Vergleicher 14 zur Auswertung übergeben. Das vom Vergleicher 14 kommende Signal wird dem Signalgeber 8, welcher sich im Fahrzeuginneren befindet, übertragen.

Claims

1. Verfahren zur Überwachung des Drucks in Reifen auf einer Felge, welche an einer Radaufhängung eines Fahr zeugs befestigt ist, gekennzeichnet durch
Messen des Abstandes zwischen der Fahrbahn und einer vorge gebenen Stelle der Radaufhängung, und
Vergleichen des gemessenen Abstandes mit einem Normalabstand.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Abstandes die Laufzeit eines Signals zwischen der Radaufhängung der Fahrbahn gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Abstand während einer Zeitspanne wieder holt gemessen und aus den verschiedenen Messungen ein Mittel wert gebildet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Abstand periodisch gemessen und das ge wonnene, die Abstandsinformation enthaltende Signal zur Eli minierung der Einflüsse von Fahrzeugbewegung und Fahrbahnun ebenheiten einer Tiefpaßfilterung unterzogen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kenngröße die Differenz zwischen dem normalen Abstand und dem gemessenen Abstand gebildet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kenngröße der Quotient aus dem gemessenen Ab stand und dem Normalabstand gebildet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich net, daß die Kenngröße permanent angezeigt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Warnsignal abgegeben wird, wenn die Kenngröße einen vorgewählten oberen oder unteren Differenz wert über- bzw. unterschreitet.

9. Vorrichtung zur Überwachung des Drucks in Reifen auf einer Felge, welche an einer Radaufhängung eines Fahr zeugs befestigt ist, gekennzeichnet durch
einen an der Radaufhängung (1) angebrachten, den Abstand zwi schen sich und der Fahrbahn berührungslos messenden Sensor (6),
eine mit dem Sensor (6) verbundene Auswerteschaltung (7) zur Auswertung der vom Sensor (6) gelieferten Ausgangssignale, und
einen im Fahrzeug angebrachten Signalgeber (8), dessen Eingang mit dem Ausgang der Auswerteschaltung (7) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (6) einen Signalgeber (9) zum Aus senden von impulsförmigen Signalen (5 a) und einen Empfänger (10) zum Empfang der von der Fahrbahn reflektierten Signale (5 b) umfaßt, und daß die Auswerteschaltung (7) die Laufzeit der Signale (5 a, b) zwischen Signalgeber (9) und Empfänger (10) bestimmt und auswertet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (9) und der Empfänger (10) elek troakustische, insbesondere im Ultraschallbereich arbeitende, Wandler sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (9) zugleich der Empfänger (10) ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (9) und der Empfänger (10) elektro optische Wandler sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (7) einen Integrator (13) enthält, der die vom Empfänger (10) kommenden Signale (5 b) über eine vorgegebene Zeitspanne integriert, und daß ein Vergleicher (14) vorgesehen ist, dem das Ausgangssignal des Integrators (13) zugeführt wird.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang der Auswerteschaltung ein Tiefpaßfilter (16) vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Signalgeber (8) ein analog anzeigendes Anzeigeinstrument vorgesehen ist, auf welchem der Sollwert des Reifendrucks in der Skalenmitte liegt.