DE4401962C1 - Displacement meter (odometer) for fastening to a wheel of a motor vehicle - Google Patents

Abstract

Displacement meter for fastening to motor vehicle wheels, which generates and transmits displacement-dependent data, the entire measuring device being fastened to and rotating with the motor vehicle wheel and a counterbalanced baseplate being mounted so that it can rotate in the displacement meter, and a gyroscope whose axis is perpendicular to the axis of rotation of the motor vehicle wheel being arranged on this baseplate.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wegemeßvorrichtung zur Befestigung an einem Rad eines Kraftfahrzeuges.The present invention relates to a position measuring device for attachment to a wheel of a motor vehicle.

Hierbei ist es aus der US-PS 4 697 278 bereits bekannt, ei­ ne Wegemeßvorrichtung zur Befestigung an einem Rad eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, die wegeabhängige Daten er­ zeugt und überträgt, wobei die gesamte Wegemeßvorrichtung am Kfz-Rad befestigt ist und sich mit diesem dreht, in der Wegemeßvorrichtung ein Pendel zur Erzeugung einer festen Bezugslage drehbar gelagert ist, dessen Schwerpunkt unter der Drehachse des Kfz-Rades liegt, und die Übertragung der wegeabhängigen Daten drahtlos erfolgt und im Pendel ein Geber für die Wegimpulse sowie ein Sender für die Daten vorgesehen sind.It is already known from US Pat. No. 4,697,278 ne measuring device for attachment to a wheel Motor vehicle to create the route-dependent data testifies and transmits, the entire Wegemeßvorrichtung is attached to the car wheel and rotates with it, in the Wegemeßvorrichtung a pendulum to produce a fixed Reference position is rotatably supported, the center of gravity under the axis of rotation of the motor vehicle wheel, and the transmission of route-dependent data takes place wirelessly and in the pendulum Transmitter for the path impulses and a transmitter for the data are provided.

Die Pendeleigenschaft der Wegemeßvorrichtung gemäß US-PS 4 697 278 führt jedoch zu Meßungenauigkeiten und Meßfehlern, wenn starke Verzögerungen oder Beschleunigungen oder Lenk­ einschläge auf das Kfz-Rad einwirken. Die Meßvorrichtung beginnt dann um die Drehachse zu schwingen, die Meßergeb­ nisse sind nicht mehr verwertbar.The pendulum property of the position measuring device according to US Pat. No. 4 697 278 leads to measurement inaccuracies and measurement errors, when there are strong decelerations or accelerations or steering impact on the car wheel. The measuring device then begins to oscillate around the axis of rotation, the measuring result nisse are no longer usable.

Dieses Problem wurde zwar in der DE-PS 42 14 607 erkannt. Dort wurde dann zusätzlich ein Kreisel vorgesehen, dessen Rotationsachse senkrecht auf der Drehachse des Rades steht. This problem was recognized in DE-PS 42 14 607. A gyro was then also provided there Axis of rotation is perpendicular to the axis of rotation of the wheel.  

Dadurch konnte eine wesentliche Stabilisierung der Meßvor­ richtung erreicht werden.This allowed a substantial stabilization of the measurement direction can be achieved.

Trotzdem verbleiben auch bei dem Stand der Technik gemäß DE-PS 42 14 607 die Probleme, daß einerseits auch durch die Verwendung des Kreisels die Pendelschwingungen nicht voll­ ständig verhindert werden können, und daß andererseits na­ türlich das Pendel zu einer Unwucht an dem zu messenden Kraftfahrzeugrad führt, da dieses Pendel, damit es als Pen­ del wirkt, stets eine Unwucht darstellen muß.Nevertheless, according to the state of the art DE-PS 42 14 607 the problems that on the one hand by the Using the gyroscope the pendulum vibrations are not full can be constantly prevented, and on the other hand na of course the pendulum to an unbalance on the measured Motorcycle wheel leads as this pendulum so it as a pen del acts, must always represent an imbalance.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wege­ meßvorrichtung zur Befestigung an Kfz-Rädern zu schaffen, bei der die Pendelwirkung der Meßvorrichtung völlig ent­ fällt, und gleichzeitig auch keine Unwucht mehr am Rad auf­ tritt.It is therefore an object of the present invention to find a way to create measuring device for fastening to motor vehicle wheels, in which the pendulum effect of the measuring device completely ent falls, and at the same time no more unbalance on the wheel occurs.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Wegemeßvor­ richtung zur Befestigung an Kfz-Rädern mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by way of measurement Direction for attachment to motor vehicle wheels with the features of claim 1 solved.

Das besondere Verdienst der vorliegenden Erfindung liegt darin, erkannt zu haben, daß entgegen dem gesamten bisheri­ gen Stand der Technik auf die Schwerkraftausrichtung und damit die Pendeleigenschaften der Wegemeßvorrichtung völlig verzichtet werden kann, wenn statt dessen ein Kreisel zur Stabilisierung der drehbaren Grundplatte an dem bewegten Rad gewählt wird. Insbesondere ist es ein Verdienst der vorliegenden Erfindung, erkannt zu haben, daß die Stabili­ sierungswirkung des Kreisels ausreicht, um gute Meßergeb­ nisse zu erhalten.The particular merit of the present invention lies in having recognized that, contrary to all state of the art on gravity alignment and thus the pendulum properties of the measuring device completely can be dispensed with if a gyro instead Stabilization of the rotating base plate on the moving Wheel is selected. In particular, it is to the credit of present invention to have recognized that the Stabili effect of the gyroscope is sufficient to ensure good measurement results to receive nits.

Es ist dabei bevorzugt, den Kreisel mittig auf der Grund­ platte anzuordnen. Da die Masse des Kreisels einen wesent­ lichen Anteil an der Gesamtmasse der Grundplatte darstellt, wird dadurch die Auswuchtung der Grundplatte wesentlich er­ leichtert. It is preferred to center the gyroscope on the bottom to arrange plate. Since the mass of the top is essential represents part of the total mass of the base plate, the balancing of the base plate becomes essential relieved.  

Weiterhin ist es besonders bevorzugt, auf der Grundplatte eine fernsteuerbare Schaltvorrichtung zum Ein- und Aus­ schalten des Kreisels, der Meßelektronik und des Senders vorzusehen. Dadurch können die Stromverbraucher jeweils nur dann eingeschaltet werden, wenn tatsächlich eine Messung durchgeführt wird. Die Akkumulatoren können dadurch wesent­ lich geringer dimensioniert werden, und die ganze Vorrich­ tung wird leichter.Furthermore, it is particularly preferred on the base plate a remote-controlled switching device for on and off switch the gyro, the measuring electronics and the transmitter to provide. As a result, electricity consumers can only then be turned on when actually taking a measurement is carried out. The accumulators can thereby be essential Lich dimensioned smaller, and the whole Vorrich tion becomes easier.

In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, die Schaltvorrichtung mittels Funksignalen zu betätigen. Damit kann dann jederzeit vom Inneren des Kraftfahrzeugs aus eine Messung ausgelöst werden, und die Messung wieder beendet werden.In this context, it is particularly preferred that To actuate the switching device by means of radio signals. In order to can then at any time from the inside of the motor vehicle Measurement are triggered, and the measurement is ended again become.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an­ hand der Zeichnung dargestellt werden.In the following an embodiment of the invention be represented by the drawing.

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine erfindungs­ gemäße Wegemeßvorrichtung in seitlicher Draufsicht auf das Rad. Fig. 1 shows a sectional view through an inventive measuring device in a side plan view of the wheel.

Eine erfindungsgemäße Wegemeßvorrichtung umfaßt ein Gehäuse 10, welches hermetisch dicht sein kann, und welches vor­ zugsweise aus für elektromagnetische Wellen gut durchlässi­ gem Material hergestellt ist. Dieses Gehäuse wird in be­ kannter Weise mittels Klemmhülsen auf die Radschrauben bzw. Radmuttern eines nicht treibenden Rades des zu untersuchen­ den Kraftfahrzeuges aufgesetzt. Gemäß der vorliegenden Er­ findung kann dieses Gehäuse 10 wesentlich flacher ausge­ führt werden, als die Gehäuse bei Wegemeßeinrichtungen nach dem Stand der Technik. Letztere mußten nämlich eine gewisse Höhe aufweisen, damit die Verbindungsleitung, die gleich­ zeitig die Wegemeßvorrichtung gegenüber der Drehbewegung des Rades stabilisierte, am Fahrzeugkotflügel vorbeigeführt werden konnte. In Fig. 1 ist das Gehäuse 10 aufgeschnitten dargestellt. In diesem Gehäuse 10 ist eine Grundplatte 12 um die Drehachse 14 des Kraftfahrzeugrades drehbar gela­ gert. Diese Grundplatte 12 ist ausgewuchtet, d. h. der Schwerpunkt der Grundplatte 12 liegt an der Stelle, an der die Drehachse 14 des Kfz-Rades durch die Grundplatte 12 tritt. Auf der Drehachse 14 des Kfz-Rades und der Grund­ platte 12 ist ein Kreisel 16 mittig angeordnet. Die Dreh­ achse 18 dieses Kreisels 16 steht senkrecht auf der Dreh­ achse 14 des Kfz-Rades und der Grundplatte 12. Neben dem Kreisel 16 sind Akkumulatoren 20 zur Stromversorgung der Wegemeßvorrichtung, des Antriebsmotors für den Kreisel und für den Sender angeordnet. Oberhalb der Rotationsachse ist ein lichtaussendendes Element, beispielsweise eine Laser- oder Leuchtdiode 22 und ein lichtempfangendes Element 24, beispielsweise ein Fototransistor, angeordnet. Mit dem von dem lichtaussendenden Element 22 erzeugten Lichtstrahl 26 wird die Innenseite des Gehäuses 10 abgetastet. Auf dieser Innenseite ist eine entsprechende Markierung aus licht­ reflektierenden und nicht lichtreflektierenden Zonen aufge­ bracht, durch die der Lichtstrahl entsprechend der Drehung des Rades unterbrochen wird. Das dergestalt unterbrochene Lichtsignal wird von dem Empfangselement 24 aufgenommen. Dieses Empfangselement 24 steuert einen Sender 28, der ent­ sprechend der Wegimpulse getaktet wird, und dessen Aus­ gangssignal über eine Antenne 30 zu dem Empfänger im Kraftfahrzeug übertragen wird.A path measuring device according to the invention comprises a housing 10 , which can be hermetically sealed, and which is preferably made from material permeable to electromagnetic waves. This housing is placed in known manner by means of clamping sleeves on the wheel bolts or wheel nuts of a non-driving wheel of the motor vehicle to be examined. According to the present invention, this housing 10 can be made much flatter than the housing in path measuring devices according to the prior art. The latter had to have a certain height so that the connecting line, which at the same time stabilized the path measuring device with respect to the rotational movement of the wheel, could be guided past the vehicle fender. In Fig. 1, the housing 10 is shown cut open. In this housing 10 , a base plate 12 is rotatably encircled about the axis of rotation 14 of the motor vehicle wheel. This base plate 12 is balanced, ie the center of gravity of the base plate 12 lies at the point at which the axis of rotation 14 of the motor vehicle wheel passes through the base plate 12 . On the axis of rotation 14 of the motor vehicle wheel and the base plate 12 , a gyroscope 16 is arranged centrally. The axis of rotation 18 of this gyroscope 16 is perpendicular to the axis of rotation 14 of the motor vehicle wheel and the base plate 12th In addition to the gyroscope 16 , accumulators 20 for powering the path measuring device, the drive motor for the gyroscope and for the transmitter are arranged. A light-emitting element, for example a laser or light-emitting diode 22 and a light-receiving element 24 , for example a photo transistor, is arranged above the axis of rotation. The inside of the housing 10 is scanned with the light beam 26 generated by the light-emitting element 22 . On this inside, a corresponding marking of light-reflecting and non-light-reflecting zones is brought up, through which the light beam is interrupted in accordance with the rotation of the wheel. The light signal thus interrupted is received by the receiving element 24 . This receiving element 24 controls a transmitter 28 , which is clocked accordingly, and the output signal is transmitted from an antenna 30 to the receiver in the motor vehicle.

Zwischen die Akkumulatoren 20 und die Stromverbraucher auf der Grundplatte 12 (Kreisel 16, Meßelektronik 22, 24 und Sender 28) ist ein funkferngesteuerter Schalter 32 geschal­ tet. Mittels dieses funkferngesteuerten Schalters 32 kann die Wegemeßvorrichtung vom Kraftfahrzeuginneren aus ein- und ausgeschaltet werden. Die Wegemeßvorrichtung verbraucht also nur noch während derjenigen Zeit tatsächlich elektri­ sche Energie aus den Akkumulatoren 20 in größerem Umfang, während der tatsächlich eine Messung durchgeführt werden soll. Dadurch kann entweder die Betriebsdauer mit einer Ak­ kuladung wesentlich verlängert werden, oder die Akkus kön­ nen kleiner, damit billiger und leichter ausgeführt werden. Verglichen mit dem Stromverbrauch von Kreisel 16 und Sender 28 fällt der Stromverbrauch des funkferngesteuerten Schal­ ters 32 praktisch nicht ins Gewicht.Between the batteries 20 and the current consumers on the base plate 12 (gyroscope 16 , measuring electronics 22 , 24 and transmitter 28 ), a radio-controlled switch 32 is switched. By means of this radio remote-controlled switch 32 , the path measuring device can be switched on and off from inside the motor vehicle. The Wegemeßvorrichtung so only consumes electrical energy from the accumulators 20 to a greater extent only during that time, during which a measurement is actually to be carried out. This can either significantly increase the operating time with a battery charge, or the batteries can be smaller, making them cheaper and lighter. Compared to the power consumption of gyro 16 and transmitter 28 , the power consumption of the radio-controlled switch 32 is practically insignificant.

Alternativ kann statt einer optischen Abtastung der Innen­ fläche des Gehäuses 10 zur Erzeugung der wegabhängigen Im­ pulse auch ein Umdrehungs-Impulswandler Verwendung finden. Dabei ist dann auf der Innenseite des Gehäuses 10 eine ent­ sprechende Zähnung vorgesehen, in der ein Zahnrad kämmt, welches wiederum den Umdrehungs-Impulsgeber antreibt. Die­ ser taktet dann den Sender 28 entsprechend.Alternatively, instead of an optical scanning of the inner surface of the housing 10 to generate the path-dependent Im pulse, a revolution pulse converter can also be used. A corresponding toothing is then provided on the inside of the housing 10 , in which a gear meshes, which in turn drives the rotation pulse generator. The water then clocks the transmitter 28 accordingly.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Wegemeßvorrichtung ist folgendermaßen:
Die Wegemeßvorrichtung wird auf einem nicht treibenden Rad des zu untersuchenden Kraftfahrzeugs in bekannter konven­ tioneller Weise befestigt. Das gesamte Gehäuse 10 dreht sich dabei mit dem Kfz-Rad. In dem Gehäuse 10 ist die Grundplatte 12 drehbar gelagert. Dabei ist darauf zu ach­ ten, daß die Lagerung möglichst reibungsarm erfolgt (bei­ spielsweise Kugellager).The function of the measuring device according to the invention is as follows:
The Wegemeßvorrichtung is attached to a non-driving wheel of the motor vehicle to be examined in a known conventional manner. The entire housing 10 rotates with the motor vehicle wheel. The base plate 12 is rotatably mounted in the housing 10 . It is important to ensure that the storage is as low-friction as possible (for example, ball bearings).

Wenn eine Messung durchgeführt werden soll, wird durch ein Funksignal, beispielsweise aus dem Kraftfahrzeuginneren, der funkferngesteuerte Schalter 32 ausgelöst und damit der Kreisel und der Sender eingeschaltet. Durch die Rotation des Kreisels wird die Grundplatte 12 abgebremst und in einer Position festgehalten. Die Grundplatte 12 ist nun im wesentlichen fixiert und es können Messungen mit großer Ge­ nauigkeit vorgenommen werden, ohne daß ein Pendeln der Grundplatte durch Beschleunigungen oder Verzögerungen be­ fürchtet werden muß, da die Grundplatte ja ausgewuchtet ist. Wenn die Messung beendet ist, kann der funkfernge­ steuerte Schalter 32 wieder ausgeschaltet werden, so daß nicht unnötig den Akkumulatoren 20 elektrische Energie ent­ zogen wird. Es wird lediglich noch der Ruhestrom des Schal­ ters 32 verbraucht. If a measurement is to be carried out, the radio remote-controlled switch 32 is triggered by a radio signal, for example from the interior of the motor vehicle, and the gyro and the transmitter are thus switched on. The base plate 12 is braked by the rotation of the gyroscope and held in one position. The base plate 12 is now essentially fixed and measurements can be carried out with great accuracy without having to fear an oscillation of the base plate due to accelerations or decelerations, since the base plate is balanced. When the measurement is complete, the radio-controlled switch 32 can be turned off again, so that the batteries 20 are not unnecessarily ent drawn electrical energy. Only the quiescent current of the switch 32 is consumed.

Eine optische Abtastung des Wegsignals von der Innenseite des Gehäuses 10 hat den Vorteil, daß diese Abtastung rei­ bungslos erfolgt.An optical scanning of the path signal from the inside of the housing 10 has the advantage that this scanning takes place smoothly.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeich­ nung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.All of the description, claims and drawings features and advantages of the invention, including constructive details and spatial Arrangements can be made either by themselves or in any Combination be essential to the invention.

Claims (4)

1. Wegemeßvorrichtung zur Befestigung an einem Rad eines Kraftfahrzeuges, die wegeabhängige Daten erzeugt und überträgt, wobei die gesamte Wegemeßvorrichtung am Kfz-Rad befestigt ist und sich mit die­ sem dreht und in der Wegemeßvorrichtung eine ausgewuchtete Grundplatte (12) drehbar gelagert ist, und auf dieser Grund­ platte (12) ein Kreisel (16) angeordnet ist, dessen Achse (18) senkrecht auf der Rotationsachse (14) des Kfz-Rades steht. 1. Wegemeßvorrichtung for attachment to a wheel of a motor vehicle that generates and transmits path-dependent data, wherein the entire Wegemeßvorrichtung is attached to the motor vehicle wheel and rotates with the sem and in the Wegemeßvorrichtung a balanced base plate ( 12 ) is rotatably mounted, and on this base plate ( 12 ) a gyroscope ( 16 ) is arranged, the axis ( 18 ) of which is perpendicular to the axis of rotation ( 14 ) of the motor vehicle wheel. 2. Wegemeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kreisel (16) mittig auf der Grundplatte (12) angeordnet ist.2. Wegemeßvorrichtung according to claim 1, characterized in that the gyroscope ( 16 ) is arranged centrally on the base plate ( 12 ). 3. Wegemeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf der Grundplatte (12) eine fernsteuer­ bare Schaltvorrichtung (32) zum Ein- und Ausschalten des Kreisels (16) vorgesehen ist.3. Wegemeßvorrichtung according to claim 1 or 2, characterized in that on the base plate ( 12 ) a remote-controllable switching device ( 32 ) for switching the gyro ( 16 ) is provided. 4. Wegemeßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schaltvorrichtung (32) mittels Funksignalen betätigbar ist.4. Wegemeßvorrichtung according to claim 3, characterized in that the switching device ( 32 ) can be actuated by means of radio signals.