DE10300020A1

DE10300020A1 - Vorrichtung zum Überwachen einer Drehung eines Objekts um eine Achse

Info

Publication number: DE10300020A1
Application number: DE10300020A
Authority: DE
Inventors: Ansaf Ibrahem Alrabady
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 2002-01-04
Filing date: 2003-01-03
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2023-01-04
Also published as: US20030128128A1; US6741170B2; DE10300020B4

Abstract

Ein Sensor (36) zum Überwachen von Drehung eines Objekts (16) um eine Achse (20) weist ein Schalterglied (40) auf, das in eine Neutralposition gedrückt ist und relativ zu dem Objekt (16) bewegbar ist. Eine Bewegungsrichtung des Schalterglieds (40) relativ zu dem Objekt (16) ist anzeigend für eine Drehrichtung des Objekts (16). Trägheit des Schalterglieds (40) während der Anfangsdrehung des Objekts (16) führt zu einer Relativbewegung des Schalterglieds (4) weg von der Neutralposition. Zentrifugalkraft während der Drehung des Objekts (16) verstärkt weiter die Relativbewegung des Schalterglieds (40). Der Sensor (36) weist außerdem eine Einrichtung (56) zum Überwachen einer Bewegungsrichtung des Schalterglieds (40) auf sowie zum Liefern eines dafür anzeigenden Signals.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sensor zum Überwachen einer Drehung bzw. Rotation eines Objekts um eine Achse. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Sensor zum Überwachen einer Drehrichtung eines Fahrzeugreifens um seine Befestigungsachse.

Hintergrund der Erfindung

Das Überwachen eines Zustands eines Fahrzeugreifens während des Betriebs des Fahrzeugs wird mit der Verwendung von Platt- oder Flachlaufreifentechnologie zunehmend beliebter bzw. verbreiteter. Reifenzustandsüberwachungsvorrichtungen warnen den Fahrzeugfahrer bzw. machen ihn aufmerksam, wenn sich ein Reifenzustand außerhalb eines normalen Betriebsbereichs befindet. Wenn zum Beispiel der Druck in einem bestimmten Reifen niedrig ist, kann die diesem Reifen zugeordnete Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung den Fahrer auf den niedrigen Druckzustand aufmerksam machen.

Es gibt viele bekannte Reifenzustandsüberwachungssysteme. Viele der bekannten Reifenzustandsüberwachungssysteme haben Reifenzustandsüberwachungsvorrichtungen, die Druck in einem Reifen abfühlen. Die Reifenzustandsüberwachungsvorrichtungen senden Signale, die entweder für einen Warnzustand oder für den tatsächlichen Druck im Reifen anzeigend sind. Eine fahrzeugbasierte Steuerung bzw. ein Controller empfängt die gesendeten Signale. Im Allgemeinen hat jeder Reifen des Fahrzeugs eine zugeordnete Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung. Daher ist es wünschenswert, an der fahrzeugbasierten Steuerung empfangene Signale mit der bestimmten Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung zu korrelieren, die das Signal sendet.

Einige der bekannten Reifenzustandsüberwachungssysteme versehen jede Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung mit einem zugeordneten Identifikationscode. Die fahrzeugbasierte Steuerung ist mit den entsprechenden Identifikationscodes und der Stelle am Fahrzeug, die mit jedem entsprechenden Identifikationscode korreliert, programmiert. Bei diesen bekannten Systemen muss die fahrzeugbasierte Steuerung jedes Mal wieder programmiert werden, wenn eine Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung ersetzt wird, oder jedes Mal, wenn die Reifen des Fahrzeugs gedreht werden.

Andere bekannte Reifenzustandsüberwachungssysteme verdrahten Antennen in jeden Radschacht bzw. Radausnehmung des Fahrzeugs. Jede Radschachtantenne empfängt die gesendeten Signale von ihrer zugeordneten Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung und überträgt die Signale an die fahrzeugbasierte Einheit. Da die Radschachtantennen mit der fahrzeugbasierten Einheit hartverdrahtet sind, ist die Stelle bzw. Lage einer Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung, die ein Zustandssignal liefert, bekannt.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Sensor zum Überwachen einer Dreh- bzw. Rotationsrichtung eines Objekts um eine Achse vorgesehen. Der Sensor weist ein Schaltglied auf, das in eine neutrale bzw. Neutralposition relativ zum Objekt gedrückt wird und relativ zu dem Objekt weg von der Neutralposition bewegbar ist. Eine Richtung der Relativbewegung zwischen dem Schaltglied und dem Objekt ist anzeigend für die Drehrichtung des Objekts. Die Trägheit des Schaltglieds während einer Anfangsdrehung des Objekts führt zu einer Relativbewegung des Schaltglieds weg von der Neutralposition. Eine Zentrifugalkraft während der Objektdrehung wirkt weiterhin auf das Schaltglied, um die Relativbewegung des Schaltglieds weg von der Neutralposition zu verstärken. Der Sensor weist weiterhin eine Einrichtung zum Überwachen der Richtung der Relativbewegung zwischen dem Schaltglied und dem Objekt auf, und zum Vorsehen eines dafür anzeigenden Signals.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Sensor zum Überwachen von Drehung eines Objekts um eine Achse vorgesehen. Der Sensor weist ein bewegbares Schaltglied auf, das in eine Neutralposition gedrückt wird und das geeignet ist, um sich relativ zu Schaltkontakten zu bewegen, und zwar ansprechend auf eine Drehbeschleunigung des Objekts. Das Schaltglied ist weiterhin ansprechend auf Zentrifugalkraft, die aus einer Objektdrehung resultiert, um eine Bewegung des Schaltglieds zu verstärken und dadurch die Schaltkontakte zu schließen. Ein Schließen der Schaltkontakte ist anzeigend für die Drehrichtung des Objekts. Der Sensor weist außerdem eine Einrichtung zum Überwachen von Schalterschliessung bzw. -schliessstellung auf und zum Liefern eines dafür anzeigenden Signals.

Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Abfühlen eines Zustands eines Fahrzeugreifens vorgesehen. Die Vorrichtung weist einen Reifendrehungs- bzw. -rotationssensor zum Überwachen der Drehung des Fahrzeugreifens um seine Befestigungsachse auf. Der Reifendrehungssensor umfasst ein bewegbares Schaltglied und eine Überwachungseinrichtung. Das Schaltglied wird in eine Neutralposition relativ zum Reifen gedrückt und ist relativ zum Reifen weg von der Neutralposition drehbar. Eine Richtung der Relativbewegung zwischen dem Schaltglied und dem Reifen ist anzeigend für die Drehrichtung des Reifens. Die Trägheit des Schaltglieds während der Anfangsdrehung des Reifens führt zu einer Relativbewegung des Schaltglieds weg von der Neutralposition. Eine Zentrifugalkraft während der Reifendrehung wirkt weiterhin auf das Schaltglied, um die Relativbewegung des Schaltglieds weg von der Neutralposition zu verstärken. Die Überwachungseinrichtung überwacht die Bewegungsrichtung des Schaltglied und liefert ein dafür anzeigendes Drehrichtungssignal. Die Vorrichtung weist weiterhin eine Steuerung auf zum Empfangen des Drehrichtungssignals von der Überwachungseinrichtung und zum Liefern eines Sendesignals, das anzeigend für das Drehrichtungssignal ist. Die Vorrichtung weist weiterhin noch einen Sender auf zum Senden des Sendesignals.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorangegangenen und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute des Gebietes, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, beim Lesen der folgenden Beschreibung offensichtlich werden, unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs einschließlich einer Vorrichtung, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugreifens einschließlich eines Ausführungsbeispiels einer Reifendrehungsüberwachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für die Vorrichtung der Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Reifendrehungsüberwachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für die Vorrichtung der Fig. 1;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Reifendrehungsüberwachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für die Vorrichtung der Fig. 1; und
Fig. 5A und 5B schematische Darstellungen eines vierten Ausführungsbeispiels einer Reifendrehungsüberwachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für die Vorrichtung der Fig. 1.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 stellt ein Passagierfahrzeug 12 dar einschließlich einer Vorrichtung 10, die gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Das Fahrzeug 12 umfasst eine Fahrerseite, in Fig. 1 versteckt, und eine Beifahrerseite 14. Das Fahrzeug 12 umfasst außerdem vier Räder 16. Zwei der Räder 16 sind auf der Fahrerseite des Fahrzeugs 12 gelegen und sind in Fig. 1 nicht gezeigt. Zwei der Räder 16 sind auf der Beifahrerseite 14 des Fahrzeugs 12 gelegen.
Ein Reifen 18 ist an jedem Rad 16 des Fahrzeugs 12 auf eine bekannte Weise angebracht. Wenn er an einem entsprechenden Rad 16 angebracht ist, ist der Reifen 18 für eine Drehung mit dem entsprechenden Rad befestigt. Wenn sich das entsprechende Rad 16 um seine Befestigungsachse 20 dreht, treibt Reibungswiderstand zwischen dem Reifen 18 und dem Untergrund bzw. Boden 22 das Fahrzeug in die geeignete bzw. entsprechende Richtung an.
Fig. 2 stellt schematisch ein Rad 16 einschließlich eines daran angebrachten zugeordneten Reifens 18 dar. Das Rad 16 und der zugeordnete Reifen 18 in Fig. 2 sind repräsentativ für jede Rad/Reifenkombination am Fahrzeug 12. Vorzugsweise umfasst jede der Rad/Reifenkombinationen des Fahrzeugs 12 eine zugeordnete Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung, die unten diskutiert und in den begleitenden Zeichnungen gezeigt ist.
Das Rad 16 und der zugeordnete Reifen 18 umfassen eine nach innen gerichtete bzw. Innenseite (nicht gezeigt) und eine nach außen gerichtete bzw. Außenseite 24 (Fig. 2). Das Rad 16 ist an einer zugeordneten Radnabe des Fahrzeugs 12 auf eine bekannte Weise angebracht. Wenn es angebracht ist, weist die Außenseite 24 nach außen.
Wenn sich das Fahrzeug 12 in eine Vorwärtsrichtung bewegt, durch den Pfeil F in Fig. 1 angezeigt, drehen sich die Räder 16 auf der Beifahrerseite 14 des Fahrzeugs in einer Uhrzeigersinnrichtung, wenn von der Außenseite 24 auf der Beifahrerseite des Fahrzeugs gesehen. Im Gegensatz dazu drehen sich die Räder 16 auf der Fahrerseite des Fahrzeugs 12 in eine Gegenuhrzeigersinnrichtung, wenn von der Außenseite auf der Fahrerseite des Fahrzeugs gesehen. Wenn daher eine Fortbewegungsrichtung des Fahrzeugs 12 bekannt ist, ist die Drehrichtung der Räder 16 anzeigend für eine Seite des Fahrzeugs 12, auf der das Rad und der dem Rad zugeordnete Reifen 18 gelegen sind.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 umfasst die Vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeugreifenzustandsüberwachungsvorrichtung 28 und eine fahrzeugbasierte Steuereinheit 30. Die Fahrzeugreifenüberwachungsvorrichtung 28 ist an einem Rad 16 des Fahrzeugs 12 auf eine bekannte Weise angebracht. Vorzugsweise umfasst jedes Rad 16 des Fahrzeugs 12 eine zugeordnete Fahrzeugreifenzustandsüberwachungsvorrichtung 28. Jede Fahrzeugreifenzustandsüberwachungsvorrichtung 28 umfasst eine Leistungsversorgung 32. Vorzugsweise ist die Leistungsversorgung 32 eine Langzeitbatterie.
Die fahrzeugbasierte Steuereinheit 30 ist am Körper des Fahrzeugs 12 angebracht, beispielsweise in der Fahrzeugkabine. Die fahrzeugbasierte Steuereinheit 30 arbeitet in Verbindung mit allen Fahrzeugreifenzustandsüberwachungsvorrichtungen 28, um einen Fahrzeugfahrer auf Warnzustände in den entsprechenden Reifen 18 des Fahrzeugs 12 aufmerksam zu machen bzw. ihn zu warnen.
Jede Fahrzeugreifenzustandsüberwachungsvorrichtung 28 umfasst ein Gehäuse 34. Die Fahrzeugreifenzustandsüberwachungsvorrichtung 28 umfasst außerdem einen Rotations- bzw. Drehsensor 36. Der Drehsensor 36 kann innerhalb des Gehäuses 34 der Fahrzeugreifenzustandsüberwachungsvorrichtung 28 angebracht sein, wie in Fig. 1 gezeigt ist, oder kann ein separates Gehäuse umfassen, wie in Fig. 2 bei 38 gezeigt ist. Wenn der Drehsensor 36 ein separates Gehäuse 38 umfasst, ist der Drehsensor vorzugsweise benachbart zum Gehäuse 34 der Fahrzeugreifenzustandsüberwachungsvorrichtung 28 angebracht und ist betriebsmäßig damit verbunden.
Ein Ausführungsbeispiel des Drehsensors 36, in Fig. 2 dargestellt, umfasst ein Schwunggewicht bzw. Pendel 40 und erste und zweite elektrische Schalter AB bzw. AC. Das Pendel 40 ist aus einem elektrisch leitenden Material gebildet und umfasst erste und zweite Enden 42 bzw. 44. Das erste Ende 42 des Pendels 40 ist verschwenkbar am Gehäuse 38 befestigt. Die Schwenkbefestigung des ersten Endes 42 gestattet es dem Pendel 40, sich durch einen vordefinierten Pfad innerhalb einer gegebenen Ebene zu bewegen oder zu schwingen. Das zweite Ende 44 des Pendels 40 umfasst ein Gewicht. Das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels 40 ist radial einwärts vom erste Ende 42 des Pendels 40 gelegen, mit Bezug auf die Befestigungsachse 20 des Rads 16.
Eine Feder 46 ist am Gehäuse 38 befestigt und kontaktiert einen Teil des Pendels 40 benachbart zum ersten Ende 42. Die Feder 46 spannt das Pendel 40 in eine neutrale bzw. Neutralposition vor, gezeigt in Fig. 2. In der Neutralposition ist das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels 40 in etwa zwischen dem ersten Ende 42 des Pendels 40 und der Befestigungsachse 20 des Rads 16 ausgerichtet.
Der erste elektrische Schalter AB umfasst erste und zweite elektrische Kontakte 48 bzw. 50. Der erste elektrische Kontakt 48 ist am ersten Ende 42 des Pendels 40 gelegen. Der zweite elektrische Kontakt 50 ist vom ersten elektrischen Kontakt 48 innerhalb einer Bewegungsebene des Pendels 40 beabstandet. Wie unten in mehr Einzelheit diskutiert werden wird, sind die ersten und zweiten elektrischen Kontakte 48 und 50 nicht elektrisch miteinander verbunden, wenn das Pendel 40 sich in seiner Neutralposition befindet, d. h. der Schalter AB ist offen. Wenn das Pendel 40 vollständig nach rechts geschwungen wird, wie in Fig. 2 gesehen, sind die ersten und zweiten elektrischen Kontakte 48 und 50 elektrisch miteinander verbunden, und zwar durch das Pendel 40, d. h. der Schalter AB ist geschlossen.
Der zweite elektrische Schalter AC umfasst den ersten elektrischen Kontakt 48 und einen dritten elektrischen Kontakt 52. Der dritte elektrische Kontakt 52 ist vom ersten elektrischen Kontakt 48 innerhalb der Bewegungsebene des Pendels 40 beabstandet. Der dritte elektrische Kontakt 52 ist auf einer Seite der Neutralposition entgegengesetzt zum zweiten elektrischen Kontakt 50 gelegen. Wie unten in mehr Einzelheit diskutiert werden wird, sind die ersten und dritten elektrischen Kontakte 48 und 52 nicht elektrisch miteinander verbunden, wenn das Pendel 40 sich in seiner Neutralposition befindet, d. h. der Schalter AC ist offen. Wenn das Pendel 40 vollständig nach links geschwungen ist, wie in Fig. 2 gesehen, sind die ersten und dritten elektrischen Kontakte 48 und 52 elektrisch miteinander verbunden, und zwar durch das Pendel 40, d. h. der Schalter AC ist geschlossen.
Der Drehsensor 36 der Fig. 2 zeigt eine Drehrichtung des Fahrzeugrads 16 um seine Befestigungsachse 20 an. Durch das Kennen der Drehrichtung des Rads 16 und das Wissen, ob das Fahrzeug 12 sich vorwärts oder rückwärts bewegt, ist die Seite des Fahrzeugs, auf der das Rad 16 gelegen ist, bekannt.
Während einer Drehung des Fahrzeugrads 16 wirken sowohl Trägheits- als auch Drehkräfte auf das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels 40. Wenn das Rad 16 erstmals beginnt, sich zu drehen, beschleunigt das Gehäuse 38 des Drehsensors 36 mit der Beschleunigung des Rads. Während der Beschleunigung des Gehäuses 38 ist die Trägheit des mit Gewicht versehenen zweiten Endes 44 derart, dass die Kraft der Feder 46 überwunden wird und sich das mit Gewicht versehene zweite Ende des Pendels 40 relativ zum Gehäuse 38 und weg von der Neutralposition bewegt, und zwar zu einem der zweiten und dritten elektrischen Kontakte 50 und 52 hin, abhängig von der Drehrichtung des Rads 16. Nachdem sich das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels 40 weg von der Neutralposition bewegt hat, beginnt eine aus der Radialbeschleunigung entstehende Kraft, auf das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 zu wirken und verstärkt weiter die Bewegung des mit Gewicht versehenen Endes 44 weg von der Neutralposition.
Die vom mit Gewicht versehenen zweiten Ende 44 des Pendels 40 erfahrene Radialbeschleunigung, mit A_r bezeichnet, kann folgendermaßen ausgedrückt werden:

A_r = ω²/r

wobei w die Winkelgeschwindigkeit des Rads ist, d. h. die Veränderung im Winkel θ über die Zeit oder dθ/dt, und wobei r der Radius von der Befestigungsachse 20 des Rads 16 zu dem mit Gewicht versehenen zweiten Ende ist. Der Wert von r verändert sich, wenn sich das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels 40 bewegt.
Die auf das Gehäuse 38, oder einen Punkt am Rad 16, wirkende Tangentialbeschleunigung, mit A_T bezeichnet, kann folgendermaßen ausgedrückt werden:

A_T = αr

wobei α die Winkelbeschleunigung des Gehäuses 38 oder eines Punkts am Rad 16 ist, d. h. die Veränderung in der Winkelgeschwindigkeit ω über die Zeit oder dω/dt, und wobei r der Radius von der Befestigungsachse 20 des Rads 16 zum Gehäuse 38 oder dem Punkt am Rad 16 ist.
Die Trägheit des mit Gewicht versehenen zweiten Endes 44 des Pendels 40 widersteht einer Bewegung während einer Tangentialbeschleunigung des Gehäuses 38. Infolge der Trägheit des mit Gewicht versehenen zweiten Endes 44 führt eine Tangentialbeschleunigung des Gehäuses 38 zu einer Relativbewegung des mit Gewicht versehenen zweiten Endes relativ zum Gehäuse 38 in eine Richtung entgegengesetzt der Komponenten der Tangentialbeschleunigung, die auf das Gehäuse wirkt. Infolge einer andauernden Drehung des Rads 16 erfährt das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels eine Zentrifugalkraft, die die Tendenz hat, das mit Gewicht versehene zweite Ende radial nach außen zu drücken, und zwar relativ zur Befestigungsachse 20 des Fahrzeugrads 16.
Wiederum unter Bezugnahme auf die Fig. 2, wenn sich das Fahrzeugrad 16 in Ruhe befindet, d. h. nicht dreht, drückt die Feder 46 das Pendel bzw. spannt es vor, um das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels 40 in der Neutralposition zu positionieren. Die Feder 46 stellt sicher, dass ein entsprechender Schalter AB oder AC nicht geschlossen ist, wenn sich das Fahrzeugrad 16 in Ruhe befindet. Zum Beispiel angenommen, das Fahrzeugrad 16 kommt in einer Position zur Ruhe, so dass der Drehsensor 36 an der bei 54 in Fig. 2 gezeigten Position gelegen ist. Ohne dass die Feder 46 das Pendel 40 in die Neutralposition vorspannt oder es drückt, würde die Schwerkraft das zweite Ende 44 des Pendels 40 nach unten ziehen, wie in Fig. 2 gesehen, und kann zum Schließen des ersten Schalters AB führen. Wenn die Schwerkraft den ersten Schalter AB schließt, würde der Drehsensor 36 fälschlicherweise eine Drehung des Fahrzeugrads 16 anzeigen. Durch das Vorspannen des Pendels 40 in die Neutralposition werden solche falschen bzw. Fehlanzeigen von Drehung infolge der Schwerkraftanziehung am mit Gewicht versehenen zweiten Ende 44 vermieden. Daher muss die Feder 46 eine ausreichende Stärke besitzen, um das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels 40 in der Neutralposition zu halten, wenn sich das Rad 16 nicht dreht, unabhängig davon, wo das Rad, und wiederum wo der Drehsensor 36 stoppt. Fachleute werden erkennen, dass der Schwerkrafteffekt beim Auswählen einer Vorspannkraft der Feder 46 in Betracht gezogen werden muss, so dass das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels 40 in der Neutralposition gehalten wird, wenn sich der Reifen in Ruhe befindet.
Wenn das Fahrzeugrad 16 der Fig. 2 beginnt, aus einer Ruheposition zu beschleunigen, beginnt das Gehäuse 38 des Drehsensors 36 zu beschleunigen. Die Trägheit des mit Gewicht versehenen zweiten Endes 44 des Pendels 40 widersteht einer Bewegung. Infolgedessen bewegt sich das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 relativ zum Gehäuse 38 in eine Richtung entgegengesetzt der Tangentialbeschleunigung, die auf das Gehäuse wirkt. Die Vorspannung oder der Druck der Feder 46 widersteht der anfänglichen Relativbewegung des mit Gewicht versehenen zweiten Endes 44 des Pendels 40 relativ zum Gehäuse 38. Nachdem das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 die Federvorspannkraft überwindet und weg von oder aus der Neutralposition bewegt wird, tritt eine weitere Bewegung des mit Gewicht versehenen Endes 44 aufgrund einer Zentrifugalkraft F_c auf. Die Zentrifugalkraft F_c steigt, wenn die Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugrads 16 steigt.
Genau gesagt, wenn das Fahrzeugrad 16 beginnt, sich in einer Uhrzeigersinnrichtung zu drehen, durch den Pfeil CW in Fig. 2 angezeigt, beschleunigt das Gehäuse 38 des Drehsensors 36. Die Trägheit des mit Gewicht versehenen Endes 44 des Pendels 40 widersteht den Beschleunigungskräften. Infolgedessen, dass die Trägheit einer Tangentialbeschleunigung A_TCW des Gehäuses 38 widersteht, bewegt sich das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels 40 relativ zum Gehäuse 38 in eine Linksrichtung, wie in Fig. 2 gesehen, weg von der Neutralposition und hin zum dritten elektrischen Kontakt 52. Die Richtung der Relativbewegung des mit Gewicht versehenen zweiten Endes 44, relativ zum Gehäuse 38, ist entgegengesetzt der Richtung der Tangentialbeschleunigung des Rads 16 und des Gehäuses 38.
Wenn sich das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 in der Neutralposition befindet, würde jeder auf das mit Gewicht versehene zweite Ende wirkenden Zentrifugalkraft F_c durch die Struktur des Pendels 40 widerstanden werden. Wenn sich das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels 40 weg von der Neutralposition bewegt, bewegt sich die Struktur des Pendels zu einem Winkel, der von einer imaginären Linie zwischen dem ersten Ende 42 des Pendels und der Befestigungsachse 20 des Rads 16 abgesetzt ist. Infolgedessen beginnt die Zentrifugalkraft F_c, eine Bewegung des mit Gewicht versehenen zweiten Endes 44 des Pendels 40 zu beeinflussen. Die Zentrifugalkraft F_c verstärkt die Bewegung des mit Gewicht versehenen zweiten Endes 44 hin zum dritten elektrischen Kontakt 52. Auch wenn das Fahrzeugrad 16 beginnt, sich mit einer konstanten Geschwindigkeit zu drehen, fährt die Zentrifugalkraft F_c fort, auf das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels 40 zu wirken, um das mit Gewicht versehene zweite Ende hin zum dritten elektrischen Kontakt 52 zu bewegen.
In einer ähnlichen Weise widersteht, wenn sich das Pendel 40 in einer Neutralposition befindet und das Fahrzeugrad beginnt, in einer Gegenuhrzeigersinnrichtung zu beschleunigen, durch CCW in Fig. 2 angezeigt, Trägheit der Tangentialbeschleunigung A_TCCW des Gehäuses 38 und führt dazu, dass sich das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels 40 nach rechts bewegt, wie in Fig. 2 gesehen, relativ zum Gehäuse. Nachdem sich das zweite Ende 44 des Pendels 40 nach rechts bewegt, verstärkt die Zentrifugalkraft F_c die Bewegung des mit Gewicht versehenen zweiten Endes 44 hin zum zweiten elektrischen Kontakt 50.
Zusammengefasst wird eine Anfangsbewegung des mit Gewicht versehenen Endes 44 des Pendels 40 weg von der Neutralposition nur durch die Trägheit des mit Gewicht versehenen zweiten Endes beeinflusst, die der Tangentialbeschleunigung A_TCW oder A_TCCW des Gehäuses 38 widersteht. Nachdem sich das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels 40 weg von der Neutralposition bewegt, verstärkt die Zentrifugalkraft F_c weiter die Bewegung des mit Gewicht versehenen zweiten Endes des Pendels weg von der Neutralposition.
Zusätzlich wirkt die Zentrifugalkraft F_c auf das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels 40, um das mit Gewicht versehene zweite Ende des Pendels gegen einen entsprechenden der elektrischen Kontakte 50 oder 52 zu halten und dadurch Schalterschliessung vorzusehen. Wenn sich zum Beispiel das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels 40 gegen den zweiten elektrischen Kontakt 50 bewegt, wird die Zentrifugalkraft F_c fortfahren, auf das mit Gewicht versehene zweite Ende zu wirken, um die Schliessung des ersten Schalters AB zu erhalten. Wenn das Fahrzeugrad 16 beginnt, sich mit einer konstanten Geschwindigkeit zu drehen, oder wenn sich das Fahrzeugrad leicht verlangsamt bzw. verzögert, wird der erste Schalter AB geschlossen bleiben.
Im Ausführungsbeispiel des in Fig. 2 dargestellten Drehschalters 36 sind die zweiten und dritten elektrischen Kontakte 50 und 52 tangential ausgerichtet, relativ zur Befestigungsachse 20 des Rads 16, mit dem ersten Ende 42 des Pendels 40 oder dem ersten elektrischen Kontakt 48. Wenn sich daher das Pendel 40 bewegt, um einen der ersten und zweiten Schalter AB und AC zu schließen, bewegt sich das Pendel in eine Position, wo sich die Struktur des Pendels tangential erstreckt. Infolgedessen widersteht die Struktur des Pendels 40 jeder aus einer Tangentialbeschleunigung entstehenden Tangentialkraft oder Trägheitskraft, die auf das mit Gewicht versehene zweite Ende 44 des Pendels 40 wirken kann, um den entsprechenden Schalter AB oder AC zu öffnen. Daher bleibt das zweite Ende 44 des Pendels des Drehschalters 36 in Kontakt mit einem entsprechenden elektrischen Kontakt 50 oder 52, bis die auf das mit Gewicht versehene Ende 44 wirkende Zentrifugalkraft F_c geringer als die Federkraft wird, die das Pendel 40 zur Neutralposition hin vorspannt oder drückt. Die Feder 46 kann so gewählt sein, dass ein entsprechender Schalter AB oder AC geschlossen bleiben wird, solange das Fahrzeug 12 sich über einer Schwellenwertgeschwindigkeit fortbewegt. Zum Beispiel kann die Feder 46 so gewählt sein, dass der entsprechende Schalter AB oder AC geschlossen bleibt, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit unter fünf Meilen pro Stunde sinkt.
Wiederum unter Bezugnahme auf die Fig. 1 umfasst die Fahrzeugreifenzustandsüberwachungsvorrichtung 28 außerdem eine Mikrosteuerung 56. Die Funktionen der Mikrosteuerung 56 könnten unter Verwendung von Digital- /Analogschaltungen oder einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung ("ASIC") erzielt werden. Die Mikrosteuerung 56 ist betriebsmäßig mit dem Drehsensor 36 verbunden und empfängt ein Drehrichtungssignal vom Drehsensor, das anzeigend für die Drehrichtung des Rads 16 ist. In einem Ausführungsbeispiel überwacht die Mikrosteuerung 56, um zu bestimmen, ob der erste Schalter AB geschlossen ist, oder ob der zweite Schalter AC geschlossen ist.
Die Fahrzeugreifenzustandsüberwachungsvorrichtung 28 kann ebenfalls andere Reifenzustandssensoren 58 umfassen, die betriebsmäßig mit der Mikrosteuerung 56 verbunden sind. Die anderen Reifenzustandssensoren 58 können Reifendruck- und Reifentemperatursensoren umfassen.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Drehsensor 26 in Serie zwischen der Leistungsversorgung 32 und der Mikrosteuerung 56 verdrahtet. Infolgedessen empfängt die Mikrosteuerung 56 keine elektrische Leistung bis ein entsprechender Schalter AB oder AC des Drehsensors sich schließt. Dieses Ausführungsbeispiel reduziert den Leistungsverbrauch der Fahrzeugreifenzustandsüberwachungsvorrichtung 28 und verlängert die Batterielebensdauer.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Mikrosteuerung 56 fortlaufend mit elektrischer Energie von der Leistungsquelle 32 versorgt werden. Die Mikrosteuerung 32 kann in einen Schlafmodus eintreten, um Energieverbrauch zu reduzieren und aus dem Schlafmodus "aufwachen", wenn ein entsprechender Schalter AB oder AC des Drehsensors 36 sich schließt, oder periodisch aufwachen, um zu bestimmen, ob entweder der Schalter AB oder AC geschlossen ist.
Die Mikrosteuerung 56 der Fig. 1 empfängt das Drehrichtungssignal vom Drehsensor 36 und andere Signale von den anderen Reifenzustandssensoren 58. Die Mikrosteuerung 56 verarbeitet die empfangenen Signale und gibt ein Sendesignal aus, das anzeigend für die empfangenen Signale ist, einschließlich der bestimmten Drehrichtung des Reifens. Das Sendesignal kann auch eine Präambel umfassen, Reifenidentifikationsinformation, Check- bzw. Prüfsummeninformation und eine Postambel.
Die Fahrzeugreifenzustandsüberwachungsvorrichtung 28 umfasst außerdem einen Sender 60 und eine Antenne 62. Der Sender 60 empfängt das Sendesignal von der Mikrosteuerung 56 und sendet das Signal über die Antenne 62. Vorzugsweise ist das gesendete Signal ein Hochfrequenzsignal.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst die fahrzeugbasierte Steuereinheit 30 eine Antenne 64, eine Steuerung 66, eine Anzeige 68 und kann andere Sensoren 70umfassen. Die Antenne 64 empfängt das Sendesignal und überträgt das Sendesignal an die Steuerung 66.
Die Steuerung 66 ist vorzugsweise ein Mikrocomputer oder eine ASIC. Die Steuerung 66 demoduliert das Sendesignal und verarbeitet die empfangenen Signale, einschließlich des Drehrichtungssignals und von Signalen von den anderen Reifenzustandssensoren 58. Die Steuerung 66 kann einen Algorithmus anwenden, der über einen Zeitraum bzw. abhängig von der Zeit Proben (Samples) vom Drehrichtungssignal nimmt, um eine Drehung des Rads zu bestimmen. Basierend auf der Drehung des Rads kann die Steuerung 66 eine Seite des Fahrzeugs bestimmen, auf der das Rad 16 angebracht ist.
Die anderen Sensoren 70 in der fahrzeugbasierten Steuereinheit 30 können eine Fortbewegungsrichtung des Fahrzeugs anzeigen. In einem Ausführungsbeispiel können die anderen Sensoren 70 einen Fahrzeuggetriebepositionssensor (nicht gezeigt) umfassen, der den Gang abfühlt, in dem das Fahrzeuggetriebe positioniert ist und ein dafür anzeigendes Gangsignal an die Steuerung 66 liefert. Zum Beispiel angenommen das Fahrzeug 12 hat ein automatisches Fahrzeuggetriebe, wenn das Fahrzeuggetriebe sich in DRIVE (D) befindet, liefert der Fahrzeuggetriebepositionssensor ein Gangsignal an die Steuerung 66, das anzeigt, dass jede Bewegung des Fahrzeugs 12 eine Vorwärtsbewegung ist. Die Steuerung 66 verarbeitet dann das Drehrichtungssignal mit dem Wissen der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 12 und kann leicht eine Seite des Fahrzeugs bestimmen, auf der das entsprechende Fahrzeugrad 16 gelegen ist.
Die Anzeige 68 kann verwendet werden, um den Fahrer auf einen abgefühlten Reifenzustand aufmerksam zu machen. Zusätzlich kann die Anzeige 68 verwendet werden, um dem Fahrer die Seite des Fahrzeugs 12 anzuzeigen, auf die der Warnzustand zutrifft. Wenn daher ein Fahrzeugreifen 18 niedrigen Druck hat, kann die Anzeige 6 den Fahrer auf den niedrigen Druck aufmerksam machen und eine Seite des Fahrzeugs 12 mit dem Niedrigdruckreifen anzeigen. Dies verhindert, dass der Fahrer jeden Reifen 18 des Fahrzeugs 12 prüfen muss, um zu bestimmen, welcher Reifen den Warnzustand betätigt bzw. ausgelöst hat.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Drehsensors 36 gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in der Vorrichtung 10 der Fig. 1. Der Drehsensor 36 in Fig. 3 umfasst ein Gehäuse 80 und ein bewegbares Glied 82. Das Gehäuse 80 ist relativ zum Fahrzeugrad 16 in einer geeigneten Weise befestigt und dreht sich mit dem Fahrzeugrad. Das Gehäuse 80 definiert einen Pfad, durch den das Glied 82 bewegbar ist. Der Pfad ist bogenförmig und erstreckt sich um einen bei 84 angezeigten Mittelpunkt. Der Mittelpunkt 84 ist radial auswärts vom Pfad gelegen, und zwar relativ zur Befestigungsachse 20 des Fahrzeugrads 16. Der Pfad umfasst eine bogenförmige Innenwand 86 am nächsten zum Mittelpunkt 84 des Pfads und eine Außenwand 88, die sich parallel zur Innenwand erstreckt. Ein elektrischer Kontakt 90 ist an der Innenwand 86 des Pfads nahe einem ersten Ende 94 des Pfads gelegen, und ein elektrischer Kontakt 92 ist an der Innenwand des Pfads nahe des zweiten Endes 96 des Pfads gelegen. Alternativ können einer oder beide elektrischen Kontakte 90 und 92 an einer Außenwand 88 des Pfads gelegen sein.
Eine Neutralposition und erste und zweite Drehpositionen sind innerhalb des Pfads definiert. Die Neutralposition ist am Schnittpunkt des Pfads und einer imaginären Linie gelegen, die den Mittelpunkt 84 des Pfads mit der Befestigungsachse 20 des Fahrzeugrads 16 verbindet. Die erste Drehposition ist nahe einem ersten Ende 94 des Pfads gelegen. Die zweite Drehposition ist nahe einem zweiten Ende 96 des Pfads gelegen, auf einer entgegengesetzten Seite der Neutralposition von der ersten Drehposition.
Der Drehsensor 36 der Fig. 3 umfasst außerdem zwei elektrisch leitende Vorspannelemente oder Federn 98 und 100. Ein erstes elektrisch leitendes Vorspannelement 98 umfasst erste und zweite Enden 102 bzw. 104. Das erste Ende 102 des ersten Vorspannelements 98 ist mit dem ersten Ende 94 des Pfads verbunden. Das zweite Ende 104 des ersten Vorspannelements 98 trägt einen elektrischen Kontakt 106. Der elektrische Kontakt 90 und der elektrische Kontakt 106 bilden gemeinsam einen ersten Drehschalter. Eine Länge des ersten Vorspannelements 98 ist derart bemessen, so dass, wenn es in einem entspannten Zustand ist, der elektrische Kontakt 106 benachbart zur Neutralposition positioniert ist.
Ein zweites elektrisch leitendes Vorspannelement 100 umfasst ebenfalls erste und zweite Enden 108 bzw. 110. Das erste Ende 108 des zweiten Vorspannelements 100 ist mit dem zweite Ende 96 des Pfads verbunden. Das zweite Ende 110 des zweiten Vorspannelements 100 trägt einen elektrischen Kontakt 112. Der elektrische Kontakt 92 und der elektrische Kontakt 112 bilden gemeinsam einen zweiten Drehschalter. Eine Länge des zweiten Vorspannelements 100 ist derart bemessen, so dass, wenn es in einem entspannten Zustand ist,
der elektrische Kontakt 112 benachbart zur Neutralposition positioniert ist. Der Drehsensor 36 der Fig. 3 arbeitet unter den gleichen Prinzipien wie der Drehsensor der Fig. 2. Wenn er in der Neutralposition gelegen ist, widersteht die Innenoberfläche 86 des Pfads jeder Radialbewegung des Glieds 82. Daher initiiert die Trägheit des Glieds 82, die aus der Tangentialbeschleunigung des Gehäuses 80 entsteht, eine Bewegung des Glieds 82 relativ zum Gehäuse. Das Glied 82 bewegt sich relativ zum Gehäuse 80 und weg von der Neutralposition, wenn die Trägheit die Vorspannung oder den Druck eines entsprechenden Vorspannelements 98 oder 100 überwindet.
Nachdem es weg von der Neutralposition bewegt wurde, verstärkt die Zentrifugalkraft F_c die Bewegung des Glieds 82 hin zum entweder ersten oder zweiten Ende 94 oder 96 des Pfads, abhängig von der Richtung der Anfangsbewegung des Glieds 82 relativ zum Gehäuse. Wenn das Glied 82 an der ersten oder zweiten Drehposition ankommt, ist der der entsprechenden Position zugeordnete Drehschalter geschlossen. Der Drehschalter bleibt geschlossen, bis Kräfte, die wirken, um das Glied 82 hin zur Neutralposition zu bewegen, die Zentrifugalkraft F_c überwinden, die das Glied in der entsprechenden Drehposition relativ zu den elektrischen Kontakten 90 und 92 hält.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Drehsensors 36 gemäß der vorliegenden Erfindung. Strukturen in Fig. 4, die die gleichen oder ähnlich zu in Fig. 3 beschriebenen Strukturen sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, unter Hinzunahme des Indexes "a". Der Drehsensor 36 der Fig. 4 ist identisch mit dem Drehsensor der Fig. 3 mit der Ausnahme, dass der Pfad innerhalb des Gehäuses 80a in Fig. 4 winkelförmig bzw. gewinkelt im Gegensatz zu bogenförmig ist. In Fig. 4 ist die Neutralposition am Ursprung 114a des winkelförmigen Pfads gelegen. Der Drehsensor der Fig. 4 arbeitet in der gleichen Weise wie der Drehsensor der Fig. 3.
Fig. 5A und 5B sind schematische Darstellungen eines vierten Ausführungsbeispiels des Drehsensors 36 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Drehsensor 36 der Fig. 5A und 5B umfasst eine gekrümmte Platte 130, die relativ zur Befestigungsachse 20 des Fahrzeugrads 16 befestigt ist. Die gekrümmte bzw. kurvenförmige Platte 130 bildet einen stumpfen Winkel. Ein Ursprung 132 des stumpfen Winkels bildet einen radial innersten Teil der gekrümmten Platte 130 in Bezug auf die Befestigungsachse 20 des Rads 16. Die gekrümmte Platte 130 umfasst außerdem erste und zweite Enden 134 bzw. 136, die auf entgegengesetzten Seiten des Ursprungs 132 gelegen sind.
Der Drehsensor 36 der Fig. 5A und 5B umfasst außerdem einen Kippschalter (teeter-totter switch) 138, der radial auswärts von der gekrümmten Platte 130 gelegen ist. Der Kippschalter 138 umfasst einen zentralen Stütz- bzw. Drehpunkt (fulcrum) 140, der radial mit dem Ursprung 132 der gekrümmten Platte 130 und der Befestigungsachse 20 des Fahrzeugrads 16 ausgerichtet ist. Der zentrale Stützpunkt 140 ist relativ zur Befestigungsachse des Rads 16 befestigt und bildet einen ersten elektrischen Kontakt 142. Der Kippschalter 138 umfasst ebenfalls erste und zweite Enden 144 bzw. 146, die auf entgegengesetzten Seiten des zentralen Stützpunktes 140 gelegen sind.
Der Drehsensor 36 umfasst außerdem zweite und dritte elektrische Kontakte 148 bzw. 150. Der zweite elektrische Kontakt 148 befindet sich rechts vom ersten elektrischen Kontakt 142, wie in den Fig. 5A und 5B gesehen. Der dritte elektrische Kontakt 150 befindet sich links vom ersten elektrischen Kontakt 142, wie in den Fig. 5A und 5B gesehen. Die ersten und zweiten elektrischen Kontakte 142 und 148 bilden gemeinsam einen ersten Schalter AB. Die ersten und dritten elektrischen Kontakte 142 und 150 bilden gemeinsam einen zweiten Schalter AC.
Ein erstes Vorspannelement 152 verbindet das erste Ende 144 des Kippschalters 138 mit dem ersten Ende 134 der gekrümmten Platte 130. Ein zweites Vorspannelement 154 verbindet das zweite Ende 146 des Kippschalters 138 mit dem zweiten Ende 136 der gekrümmten Platte 130. Die ersten und zweiten Vorspannelemente 152 und 154 spannen den Kippschalter 138 in die in Fig. 5A gezeigte Position vor.
Ein Pfad ist zwischen der gekrümmten Platte 130 und dem Kippschalter 138 definiert. Der Pfad umfasst eine Neutralposition und erste und zweite Drehpositionen. Die Neutralposition ist als eine Position zwischen dem Ursprung 132 der gekrümmten Platte 130 und dem zentralen Stützpunkt 140 des Kippschalters 138 definiert. Die erste Drehposition ist zwischen dem ersten Ende 134 der gekrümmten Platte 130 und dem ersten Ende 144 des Kippschalters 138 gelegen. Die zweite Drehposition ist zwischen dem zweiten Ende 136 der gekrümmten Platte 130 und dem zweiten Ende 146 des Kippschalters 138 gelegen.
Ein bewegbares Glied 156 ist im Pfad gelegen und bewegt sich von der Neutralposition zu entweder den ersten oder zweiten Drehpositionen ansprechend auf eine Drehung des Fahrzeugrads 16. Wände des Gehäuses, nicht dargestellt, begrenzen die Bewegung des Glieds 156 auf den in den Fig. 5A und 5B dargestellten Pfad. Vorzugsweise ist das Glied 156 eine sphärische Stahlkugel.
Fig. 5A stellt das Glied 156 in der Neutralposition dar. Die Vorspannkraft der Vorspannelemente 152 und 154 ist ausreichend, um einer Bewegung des Glieds 156 ansprechend auf die Schwerkraft zu widerstehen, so dass das Glied in der Neutralposition gehalten wird, wenn sich das Rad 16 in Ruhe befindet. Wenn das Rad 16 beginnt sich zu drehen, wirkt der zentrale Stützpunkt 140 des Kippschalters 138 entgegen jeder Radialbewegung des Glieds 156. Die Trägheit des Glieds 156 widersteht einer Tangentialbeschleunigung, was eine Relativbewegung des Glieds 156 weg von der Neutralposition initiiert. Das Glied 156 beginnt, sich hin zu einer der ersten und zweiten Drehpositionen zu bewegen, nachdem die Trägheit die Vorspannkraft der Vorspannelemente 152 und 154 überwindet.
Die Zentrifugalkraft F_c verstärkt weiter die Relativbewegung des Glieds 156 weg von der Neutralposition. Die Zentrifugalkraft F_c drückt das Glied 156 gegen den Kippschalter 138 und bewirkt, dass sich der Kippschalter dreht. Zum Beispiel dreht sich, wobei das Glied 156 nach rechts bewegt ist, wie in Fig. 5B gezeigt ist, infolge der Gegenuhrzeigersinndrehung des Rads 16, der Kippschalter 138 gegen den Uhrzeigersinn, wie in den Fig. 5A und 5B gezeigt ist, um den zentralen Stützpunkt 140. Wenn das Glied 156 in der ersten Drehposition gelegen ist, wie in Fig. 5B dargestellt, kontaktiert der Kippschalter 138 den zweiten elektrischen Kontakt 148, und der erste Schalter AB schließt sich. Die Zentrifugalkraft F_c hält das Glied 156 in der ersten Drehposition und hält die Schliessung des Schalters AB, bis Kräfte, die auf das Glied wirken, um das Glied hin zur Neutralposition zu bewegen, die Zentrifugalkraft F_c überwinden.
Die Bewegung des Glieds 156 hin zur zweiten Drehposition ist ähnlich der Bewegung des Glieds hin zur ersten Drehposition. Wenn es an der zweiten Drehposition gelegen ist, kontaktiert der Kippschalter 138 den dritten elektrischen Kontakt 150, und der zweite Schalter AC schließt sich.
Aus der obigen Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen entnehmen. Zum Beispiel können Halleffekt- oder optische Sensoren benachbart zum Bewegungspfad des Glieds 40, 82, 82a oder 156 angebracht sein zum Überwachen einer Bewegung des Glieds. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachkönnens sollen von den angefügten Ansprüchen abgedeckt sein. (20423) Zeichnungslegende Fig. 1
32 Leistungsversorgung
36 Drehsensor
58 andere Reifenzustandssensoren
60 Sender
66 Steuerung
68 Anzeige
70 andere Sensoren
Fig. 2, 3, 4. 5A, 5B
56 Mikrosteuerung

Claims

1. Ein Sensor zum Überwachen einer Dreh- bzw. Rotationsrichtung eines Objekts um eine Achse, wobei der Sensor Folgendes aufweist:
ein Schalterglied, das in eine Neutralposition relativ zu dem Objekt gedrückt wird und relativ zu dem Objekt bewegbar ist, und zwar weg von der Neutralposition, wobei eine Richtung der Relativbewegung zwischen dem Schalterglied und dem Objekt anzeigend für die Drehrichtung des Objekts ist, wobei Trägheit des Schalterglieds während der Anfangsdrehung des Objekts zu einer Relativbewegung des Schalterglieds weg von der Neutralposition führt, wobei Zentrifugalkraft während der Objektdrehung weiter auf das Schalterglied wirkt, um die Relativbewegung des Schalterglieds weg von der Neutralposition zu verstärken; und
eine Einrichtung zum Überwachen der Richtung der Relativbewegung zwischen dem Schalterglied und dem Objekt und zum Liefern eines dafür anzeigenden Signals.

2. Der Sensor nach Anspruch 1, wobei das Glied durch einen vordefinierten Pfad bewegbar ist, wobei der Pfad die Neutralposition umfasst und eine vorbestimmte Position, in die sich das Schalterglied während der Relativbewegung bewegt, wobei die Neutralposition des Pfads näher an der Achse des Objekts ist als die vorbestimmte Position.

3. Der Sensor nach Anspruch 2, der des Weiteren Struktur zum Definieren des Pfads umfasst, wobei die Struktur einer Relativbewegung des Schalterglieds in eine Radialrichtung widersteht, wenn sich das Schalterglied in der Neutralposition befindet.

4. Der Sensor nach Anspruch 3, wobei die Struktur einer Relativbewegung des Schalterglieds aus der vorbestimmten Position widersteht, und zwar ansprechend auf eine Tangentialbeschleunigung des Objekts.

5. Der Sensor nach Anspruch 1, wobei eine Zentrifugalkraft das Schalterglied in der vorbestimmten Position hält bis eine Winkelgeschwindigkeit des Objekts unter einen Schwellenwertpegel fällt.

6. Der Sensor nach Anspruch 1, der des Weiteren mindestens eine Feder umfasst, wobei die mindestens eine Feder das Schalterglied in die Neutralposition drückt.

7. Der Sensor nach Anspruch 6, wobei die Kraft der Feder ausreichend ist, um einer Bewegung des Schalterglieds infolge von Schwerkraft zu widerstehen.

8. Der Sensor nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung erste und zweite elektrische Schalter umfasst, wobei sich das Schalterglied relativ zu dem Objekt in eine erste Richtung bewegt, um den ersten elektrischen Schalter zu schließen, und sich relativ zu dem Objekt in eine zweite Richtung bewegt, unterschiedlich von der ersten Richtung, um den zweiten elektrischen Schalter zu schließen.

9. Der Sensor nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung einen Kippschalter (teeter-totter switch) umfasst.

10. Ein Sensor zum Überwachen einer Drehung eines Objekts um eine Achse, wobei der Sensor Folgendes aufweist:
ein bewegbares Schalterglied, das in eine Neutralposition gedrückt wird und geeignet ist, um sich relativ zu den Schalterkontakten zu bewegen ansprechend auf eine Drehbeschleunigung des Objekts, wobei das Schalterglied weiter ansprechend auf eine Zentrifugalkraft ist, die aus der Objektdrehung resultiert, um die Bewegung des Schalterglieds zu verstärken und so die Schalterkontakte zu schließen, wobei das Schließen der Schalterkontakte anzeigend für eine Drehrichtung des Objekts ist; und
eine Einrichtung zum Überwachen von Schalterschliessung und zum Liefern eines dafür anzeigenden Signals.

11. Der Sensor nach Anspruch 10, wobei ein erster der Schalterkontakte in einer vorbestimmten Position gelegen ist, wobei die Neutralposition näher an der Achse des Objekts ist als die vorbestimmte Position.

12. Der Sensor nach Anspruch 11, wobei eine Zentrifugalkraft das Schalterglied in der vorbestimmten Position hält bis eine Winkelgeschwindigkeit des Objekts unter einen Schwellenwertpegel fällt, wobei die Zentrifugalkraft dadurch die Schliessung der Schalterkontakte hält bis die Winkelgeschwindigkeit des Objekts unter den Schwellenwertpegel fällt.

13. Der Sensor nach Anspruch 10, der des Weiteren mindestens eine Feder umfasst, wobei die mindestens eine Feder das Schalterglied in die Neutralposition drückt.

14. Der Sensor nach Anspruch 13, wobei eine Kraft der Feder ausreichend ist, um einer Bewegung des Schalterglieds infolge von Schwerkraft zu widerstehen.

15. Eine Vorrichtung zum Abfühlen eines Zustands eines Fahrzeugreifens, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist:
einen Reifendrehungssensor zum Überwachen von Drehung des Fahrzeugreifens um seine Achse, wobei der Reifendrehungssensor ein bewegbares Schalterglied und eine Überwachungseinrichtung umfasst,
wobei das Schalterglied in eine Neutralposition relativ zum Reifen gedrückt ist und relativ zu dem Reifen weg von der Neutralposition bewegbar ist, wobei eine Richtung der Relativbewegung zwischen dem Schalterglied und dem Reifen anzeigend für die Drehrichtung des Reifens ist,
wobei Trägheit des Schalterglieds während der Anfangsdrehung des Reifens zu einer Relativbewegung des Schalterglieds weg von der Neutralposition führt, wobei Zentrifugalkraft während der Reifendrehung weiter auf das Schalterglied wirkt, um die Relativbewegung des Schalterglieds weg von der Neutralposition zu verstärken, wobei die Überwachungseinrichtung die Richtung der Bewegung des Schalterglieds überwacht und ein dafür anzeigendes Drehrichtungssignal liefert;
eine Steuerung zum Empfangen des Drehrichtungssignals von der Überwachungseinrichtung und zum Liefern eines Sendesignals anzeigend für das Drehrichtungssignal; und
einen Sender zum Senden des Sendesignals.

16. Die Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Schalterglied des Reifendrehungssensors relativ zu dem Reifen durch einen vordefinierten Pfad bewegbar ist, wobei der Pfad die Neutralposition und eine vorbestimmte Position umfasst, wobei die Neutralposition des Pfads näher an der Befestigungsachse des Reifens ist als die vorbestimmte Position.

17. Die Vorrichtung nach Anspruch 16, die des Weiteren Struktur zum Definieren des Pfads umfasst, wobei die Struktur einer Relativbewegung des Schalterglieds in eine Radialrichtung widersteht, wenn sich das Schalterglied in der Neutralposition befindet.

18. Die Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Struktur einer Bewegung des Schalterglieds aus der vorbestimmten Position widersteht, und zwar ansprechend auf eine Tangentialbeschleunigung des Reifens.

19. Die Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei Zentrifugalkraft das Schalterglied in der vorbestimmten Position hält bis eine Winkelgeschwindigkeit des Reifens unter einen Schwellenwertpegel fällt.

20. Die Vorrichtung nach Anspruch 15, die des Weiteren mindestens eine Feder umfasst, wobei die mindestens eine Feder das Schalterglied in die Neutralposition drückt.

21. Die Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei eine Kraft der Feder ausreichend ist, um einer Bewegung des Schalterglieds infolge von Schwerkraft zu widerstehen.

22. Die Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Überwachungseinrichtung erste und zweite elektrische Schalter umfasst, wobei sich das Schalterglied relativ zu dem Reifen in eine erste Richtung bewegt, um den ersten elektrischen Schalter zu schließen, und sich relativ zu dem Reifen in eine zweite Richtung, unterschiedlich von der ersten Richtung, bewegt, um den zweiten elektrischen Schalter zu schließen.

23. Die Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Überwachungseinrichtung einen Kippschalter umfasst.

24. Die Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Reifendrehungssensor betriebsmäßig mit der Steuerung verbunden ist, und zwar auf eine Weise, so dass die Steuerung nicht mit Leistung versorgt wird, bis der Reifendrehungssensor die Drehrichtung des Reifens anzeigt.

25. Die Vorrichtung nach Anspruch 15, die des Weiteren eine fahrzeugbasierte Einheit zum Empfangen des Sendesignals umfasst, wobei die fahrzeugbasierte Einheit außerdem ein Fahrzeugfortbewegungssignal von anderen Sensoren empfängt, wobei die fahrzeugbasierte Einheit das Sendesignal und das Fahrzeugfortbewegungssignal verarbeitet, um eine Lage des Fahrzeugreifens zu bestimmen.

26. Die Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei die anderen Sensoren einen Fahrzeuggetriebepositionssensor umfassen.