DE2925130A1

DE2925130A1 - Pressure monitoring system for e.g. vehicle tyre - uses measurement of ultrasonic energy reflected by tyre wall or road surface to indicate loss of air

Info

Publication number: DE2925130A1
Application number: DE19792925130
Authority: DE
Inventors: Rudolf Andres; Albert Dipl Ing Stolz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1979-06-22
Filing date: 1979-06-22
Publication date: 1981-01-08

Abstract

The tyre-pressure monitoring system produces a signal when the side wall of a tyre deforms outwardly beyond a given maximum limit to indicate loss of air in the tyre. The system (6) has an ultrasonic transmitter directing ultrasound waves onto the side wall of the tyre. An ultrasound receiver receives waves reflected from the tyre wall. The receiver output is a function of the time required by the waves to travel from the transmitter to the receiver and is a measure of how far the tyre wall is away from the receiver, i.e. the deformation of the wall. The receiver output is converted into an electrical signal suitable for displaying on the driver's instrument panel. Instead of the wall of the tyre, the ultrasonic waves may be reflected from the surface of the road to achieve the same result. Each tyre may have its own display or may share a display.

Description

"Überwachungseinrichtung für Reifen von Fahrzeugrädern""Monitoring device for tires of vehicle wheels"

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung für Reifen von Fahrzeugrädern, die am Fahrzeugbaufbau in unmittelbarer Nähe eines Rades angeordnet ist und bei Verlinderung der Seitenwandgestalt des Reifens über einen vorgegebenen Grenzwert ein Signal an eine Anzeigeeinrichtung abgibt.The invention relates to a monitoring device for tires from Vehicle wheels, which are arranged on the vehicle body in the immediate vicinity of a wheel is and when the sidewall shape of the tire is reduced beyond a predetermined one Limit value emits a signal to a display device.

Es ist eine Vorrichtung zum Anzeigen von Luftverlust in einem Reifen des Rades eines Fahrzeuges aus der DE-OS 24 56 215 bekannt, die auf eine Änderung der Seitenwandgestalt des Reifens anspricht. Diese Vorrichtung besteht aus einer am Fahrzeugrahmen in unmittelbarer Njhe des Rades befestigten Fühleinrichtung mit einem einem elektrischen signalgebenden Stromkreis schließenden Schalter und einem in einer Fläche der Seitenwand des Reifens eingebetteten Permanantmagneten. Der Schalter spricht auf die Intensität des Magnetfeldes dieses Permanentmagneten an, wenn nach Luftverlust des Reifens der Permanentmagnet sich diesem Schalter genähert und einem bestimmten Abstand unterschritten hat. Die Fühleinrichtung ist über einen eLektrischen Stromt;reis mit einer irn Innenraum des Fahrzeugs angeordneten Anzeigeeinrichtung verbunden, die beim Schließen des Schalters die Anzeigeeinrichtung betätigt. Eine Anwendung dieser bekannten Vorrichtung zur Anzeige von Luftverlust in einem Reifen ist nur zusanlmen mit der Verwendung von speziell ausgebildeten Reifen mit in der Seitenwand eingebetteten Magneten möglich und schlileßt die Verwendung von normalen hande üblichen Reifen aus.It is a device for indicating loss of air in a tire of the wheel of a vehicle from DE-OS 24 56 215 known to a change the sidewall shape of the tire is responsive. This device consists of one with sensing device attached to the vehicle frame in the immediate vicinity of the wheel a switch closing an electrical signaling circuit and a permanent magnets embedded in a surface of the sidewall of the tire. Of the Switch responds to the intensity of the magnetic field of this permanent magnet, when the permanent magnet approaches this switch after the tire has lost air and has fallen below a certain distance. The sensing device is about a Electric current with a display device arranged in the interior of the vehicle connected, which actuates the display device when the switch is closed. One Use of this known device for indicating air loss in a tire is only combined with the use of specially trained tires with in the Side wall embedded magnets possible and excludes the use of normal negotiate common tires.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überwachungseinrichtung für Reifen von Fahrzeugrädern zu schaffen, die bei Veränderung der Seitenwandgestalt des Reifens iiber einen v-rgegebenen Grenzwert, z. I3. Verursacht durch zu geringen Fülldruck im Reifen oder druck zu große Traglast des Reifens ein Signal an eine Anzeigeeinrichtung abgibt.The object of the invention is to provide a monitoring device for tires of vehicle wheels to create when changing the sidewall shape of the tire over a given limit value, e.g. I3. Caused by insufficient filling pressure in the tire or too high a load on the tire, a signal is sent to a display device gives away.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Überwachungseinrichtung einen Sender für hochfrequente Schallwellen, einen Empfänger fijr die vIn einer Reflexionsfläche zurückgeworfenen Schallwellen und Einrichtungen aufweist, über die die Veränderung der Seitenwandgestalt des Reifens als Funktion des Abstandes der Reflexionsfläche vom Sender und Empfänger erfaßbar und in Signale fiir die Anzeigeeinrichtung umsetzbar ist.This object is achieved according to the invention in that the monitoring device a transmitter for high-frequency sound waves, a receiver for the vIn one Reflecting surface having reflected sound waves and facilities over the change in the sidewall shape of the tire as a function of the distance the reflective surface can be detected by the transmitter and receiver and converted into signals for the display device is feasible.

Die erfindungsgemäße vergleichsweise einfache und billige Reifenüberwachungseinrichtung hat den wesentlichen Vorteil, daß mit ihr die Veränderung der Seitenwandgestalt von normalen handelsüblichen Reifen überwacht werden kann und die Reifen nicht wie bei der im vorstehenden beschriebenen bekannten Überwachungseinrichtung mmit besonderen Betätigungs elementen, z. B. mit Permanentmagneten versehen werden müssen. Die Verwendung dieser mit hochfrequenten Schmallwellen arbeitenden Einrichtung gewährleistet eine definierte Begrenzung des Wirkungsbereiches der ausgesendeten hochfrequenten Schallwellen. Ferner besitzt sie einen guten Wirkungsgrad und eine hohe Nachweisempfindlichkeit fiir Bewegungen. Schlier,lich zeichnct sich die erfindungsgemäße Einrichtung durch eine hohe mecanische Stabilität und eine weitgehende Schmutz- und spritzwasserunempfindlichkeit aus, wie sie bei einer Anordnung in der Nähe der Räder von Fahrzeugen unbedingt erforderlich ist.The comparatively simple and inexpensive tire monitoring device according to the invention has the significant advantage that it allows you to change the shape of the side wall can be monitored by normal commercial tires and the tires do not like in the case of the known monitoring device described above with special ones Actuating elements, z. B. must be provided with permanent magnets. The usage this device, which works with high-frequency narrow waves, ensures a Defined limitation of the effective area of the emitted high-frequency sound waves. It also has a good efficiency and high detection sensitivity for movements. Finally, the device according to the invention is characterized by high mechanical stability and extensive resistance to dirt and splash water as they are essential for an arrangement near the wheels of vehicles is required.

In Ausgestaltung der erfindung kann die Überwachungseinrichtung so am Fahrzeugaufbau iii unmittelbarer Nibe des Rades angeordnet sein, dar. der Sender ein Strahlenbündel hochfrequenter Schallwollen senkrecht zur Fahrbahnoberfläche aussendet, diese bei unter normalem Betriebsdruck stehenden Reifen jedoch nicht beaufschlagt. Bei Abfall des Fülldrucks oder zu großer Traglast des Reifens z. B.In an embodiment of the invention, the monitoring device can so be arranged on the vehicle body iii the immediate nibe of the wheel, is the transmitter a bundle of rays high-frequency soundwool perpendicular to the road surface emits, but not when the tires are under normal operating pressure applied. If the inflation pressure drops or the tire has too much load z. B.

durch Überladung des Fahrzeugs verringert sich der tbstand zwischen dem am Fahrzeugaufbau angeordneten Sender und der Fahrbahnoberfläche. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes werden die von dem Sender ausgesendeten Schallwellen an der Fahrbahnoberfläche zurückgeworfen.overloading the vehicle reduces the distance between the transmitter arranged on the vehicle body and the road surface. When exceeded The sound waves emitted by the transmitter become a predetermined limit value thrown back on the road surface.

vom Empfänger wieder aufgenommen und iii Signale für die Anzeigoeinrichtung umgesetzt.resumed by the receiver and iii signals for the display device implemented.

In Ausgestaltung der Erfindung kann die Überwachungseinrichtung so am Fahrzeugaufbau in unmittelbarer Nähe des Rades angeordnet sein, daP der Sender ein Strahlenbündel hochfrequenter Schallwellen parallel zur Außenfläche der Seitenwand des unter normalen Betriebsdruck stehenden Reifens aussendet und der Empfänger die hochfrequenten Schallwellen wieder empfängt, wcun diesc von der z. D. durch zu geringen Fülldruck oder zu großer Tragmast nach außen ausgewölbten Seitenwand des Reifens zurückgeworfen werden. Zur besseren Erfussung der Veränderung der Seitenwandgestalt des Reifens kann der von den Schallwellen beaufschlagte Bereich in Laufrichtung des Rades größer als quer zur Laufrichtung sein.In an embodiment of the invention, the monitoring device can so be arranged on the vehicle body in the immediate vicinity of the wheel, since the transmitter a bundle of high frequency sound waves parallel to the outer surface of the side wall of the tire under normal operating pressure and the recipient sends the receives high-frequency sound waves again, wcun diec from the z. D. by too little Inflation pressure or too large a load-bearing mast outwardly bulging sidewall of the tire be thrown back. For a better understanding of the change in the shape of the side wall of the tire, the area affected by the sound waves can move in the direction of travel of the wheel must be larger than it is perpendicular to the direction of travel.

In ausgestaltung der Erfindung erweist es sich als zweckmäßig, die vom Sender ausgesendeten Schallwellen in den unhörbaren Ultraschallwellenbereich zu legen, damit eine störende Hörbare Schallwellenabgabe an die Umgebung des Fahrzeugs vermieden wird.In an embodiment of the invention, it proves to be expedient that the Sound waves emitted by the transmitter into the inaudible ultrasonic wave range to put so that an annoying audible sound wave emission to the surroundings of the vehicle is avoided.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Überwachungseinrichtung mit einer gemeinsamen Anzeigeeinrichtung fiir alle Reifen des Fahrzeugs ausgestattet sein. Us kann aber auch jedem Reifen des Fahrzeugs eine Anzeigeeinrichtung zugeordnet sein, die bei einer Veränderung der Seitenwandgestalt des zugeordneten Reifens betätigt wird.In a further embodiment of the invention, the monitoring device equipped with a common display device for all tires of the vehicle be. Us can also be assigned a display device to each tire of the vehicle be actuated upon a change in the sidewall shape of the associated tire will.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung naher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

In der Figur ist eine Querschnittsansicht eines auf einer Felge aufgezogenen Reifens, in kontinuierlichen Linien in der Stellung, die er bei Luftverlust eiimimmt und in gestrichelten Linien in der Stellung, wenn er unter normalem Betriebsdruck steht, dargestellt.In the figure is a cross-sectional view of a mounted on a rim Tire, in continuous lines in the position it assumes when it loses air and in dashed lines in the position when it is under normal operating pressure is shown.

In der Figur ist der Reifen mit 1 bezeichnet, der auf einer Folge 2 aufgezogen als Rad 3 auf dem Radtrnger 4 eines Fahrzeugs 5 montiert ist. Zum Erfassen der Veränderung der Seitenwandgestalt dieses Reifens l ist auf der Innenseite des Rades 3 am Radträger 4 eine Überwachungseinrichtung 6 angeordnet, die über einen elektrischen Stromkreis mit einer z. B. im Innenraum des Fahrzeugs 5 angeordneten Anzeigeeinrichtung verbunden ist. Die Überwachungseinrichtung 6 besteht aus einem Sender, der Ultraschallwellen in Form eines scharf abgegrenzten Strahlenbündels 7 aussendet, einem Empfänger, der die ausgesendeten, von einer in eine bestimmten Abstand angeordneten Reflexionsfläche 8 zurückgeworfenen Ultraschallwellen empfängt und aus Binrichtungen, über die die Veränderung der Seitenwandgestalt des Reifens 1 als Fun1tion des Abstandes der Reflexionsfl.che 8 vom Sender und Empfänger erfaßbar und in Signale für die Anzeigeeinri chtung umsetzbar ist. Die Ultraschallwellen werden in einem Strahlenbündel 7 mit einem Öffnungswinkel von maAimal 50 vom Sender ausgesendet und parallel zur Fläche der dem Radträger 4 zugekehrten Seitenwand 9 des auf den normalen Betriebszustand aufgepumpten Reifens 1, jedoch nicht bis zur Fahrbahnoberfläche, auf der das Rad 3 läuft, geführt. Bei einer Veränderung der Seitenwandgestalt1z. B.In the figure, the tire is denoted by 1, which is on a train 2 is mounted as a wheel 3 on the wheel carrier 4 of a vehicle 5. To capture the change in the sidewall shape of this tire l is on the inside of the Wheel 3 is arranged on the wheel carrier 4, a monitoring device 6, which has a electrical circuit with a z. B. arranged in the interior of the vehicle 5 Display device is connected. The monitoring device 6 consists of one Transmitter, the ultrasonic waves in the form of a sharply delineated beam 7 sends out, a receiver that sends the sent out, from one to a certain Spaced reflective surface 8 receives reflected ultrasonic waves and from directions about the change in the sidewall shape of the tire 1 can be detected as a function of the distance between the reflection surface 8 from the transmitter and receiver and can be converted into signals for the display device. The ultrasonic waves are in a beam 7 with an opening angle of max 50 from the transmitter emitted and parallel to the surface of the side wall 9 facing the wheel carrier 4 of the tire 1 inflated to the normal operating condition, but not up to Road surface on which the wheel 3 runs out. If the Sidewall shape 1z. B.

verursacht durch zu geringen Fülldruck im Reifen l oder durch zu große Traglast des Reifens 1. bei Uberladung des Fahrzeugs 5/flachen sich die Seitenwände 9 des Reifens i nach außen ab. Die dem Radträger 4 zugekehrte Seitenwand 9 des Reifens l taucht dadurch in den abgegrenzten Bereich des vom Sender der Überwachungseirichtung 6 ausgesendeten Strahlenbündols 7 ein und wirkt dabei als Reflexionsfläche 8, von der die vom Sender ausgesendeten Ultraschallwellen reflektiert werden. Der Empfänger nimmt die reflektierten Ultraschallwellen wieder auf. Mit Auswert- und Umsetzeinrichtungen, die dem Empfänger nachgeschaltet sind, wird die Laufzeit der ausgesendeten u w d wieder empfansenell Ultraschallwellen ermittelt und in eine elektrische Spannung umgewandelt, die über den elektrischen Stromkreis die im Fahrzeuginneraum angeordnete Anzeigeeinrichtung betätigt.Caused by insufficient inflation pressure in the tire oil or by too high Load capacity of the tire 1. when the vehicle is overloaded 5 / the side walls flatten 9 of the tire i to the outside. The side wall 9 of the tire facing the wheel carrier 4 l thereby dives into the demarcated area of the transmitter of the surveillance device 6 sent out A beam bundle 7 and acts as a reflection surface 8, from which the ultrasonic waves emitted by the transmitter are reflected. Of the Receiver picks up the reflected ultrasonic waves again. With evaluation and Conversion devices, which are connected downstream of the receiver, the running time of the emitted u w d again received ultrasonic waves are determined and converted into a electrical voltage converted via the electrical circuit inside the vehicle arranged display device operated.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

"Monitoring device for tires of vehicle wheels" A n s p r ü c h e 1. Monitoring device for tires of vehicle wheels that are attached to the vehicle body is arranged in the immediate vicinity of a wheel and when the side wall shape is changed of the tire sends a signal to a display device above a predetermined limit value delivers, characterized in that the monitoring device (6) has a transmitter for high-frequency sound waves, a receiver for those of a reflective surface (8) has reflected sound waves and facilities through which the change of the sides "edge shape of the tire 1. as a function of the distance of the reflective surface (8) can be detected by the transmitter and receiver and in signals for the display device is feasible.

2. Monitoring device according to claim 1, characterized in that that the reflective surface (8) is formed from the upper surface of the roadway (10).

3. Monitoring device according to claim 1, characterized in that that the reflective surface (8) is formed by a side and (9) of the tire (i)

4. Monitoring device according to claim 1 to 3, characterized in that the The area affected by the sound waves is larger in the direction of travel of the wheel (3) than is transverse to the direction of travel.

5. Monitoring device according to claim 1 to 4, characterized in that that the sound paths are in the inaudible ultrasonic wave range.

6. Monitoring device according to claim 1 to 5, characterized in that that a common display device is provided for all tires (1) of the vehicle (5) is.

7. Monitoring device according to claim 1 to =, characterized in that that a display device is assigned to each tire (1) of the vehicle (5).