DE4326976A1

DE4326976A1 - Method and device for monitoring vehicle tyres

Info

Publication number: DE4326976A1
Application number: DE19934326976
Authority: DE
Inventors: Manfred Ludewig
Original assignee: Manfred Ludewig
Current assignee: LUDEWIG, MANFRED, 82346 ANDECHS, DE
Priority date: 1993-08-11
Filing date: 1993-08-11
Publication date: 1995-02-16

Abstract

The present invention provides a monitoring device for vehicle tyres (2) which contains a distance measuring device (3) for measuring the distance between a measuring surface (4) on the internal wall of the vehicle tyre (2) and a reference surface (5) which is fixed in relation to the rim (1) and for transmitting a corresponding output signal. Preferably, the distance measurement takes place in a contactless fashion with a wave transmitter and a wave receiver by determining the distance from a propagation time of a wave signal between wave transmitter, measurement surface (4) and wave receiver. It is particularly advantageous if the distance measuring device (3) comprises a transmission device for wireless transmission of the output signal to a receiving device which is arranged spatially separated from the respective vehicle wheel in the body of the vehicle or on the chassis of the associated vehicle. The monitoring method according to the invention provides for the detection of distances and the transmission of the detected distance values at different times in order to minimise interference influences on other electronic devices. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen von Fahrzeugreifen, insbesondere zum Überwachen eines Betriebszustandes eines auf einer Felge montierten Fahrzeugreifens.The present invention relates to a method and a Device for monitoring vehicle tires, in particular for monitoring an operating state of one on a rim mounted vehicle tire.

Fahrzeugreifen von Kraftfahrzeugen sollen die ihnen zugeführte Antriebsleistung des Motors möglichst verlustfrei und sicher auf die Fahrbahn übertragen. Beim Abbremsen und Beschleunigen des Kraftfahrzeuges sind bei unterschiedlichen Straßenzuständen in sämtlichen Geschwindigkeitsbereichen optimale Haftungswerte sicherzustellen, um die Sicherheit der Fahrzeuginsassen zu gewährleisten. In schwierigen Fahrsituationen mit plötzlicher starker Richtungsänderung muß insbesondere die Seitenstabilität der Reifen gut und das Fahrverhalten stabil sein.Vehicle tires from motor vehicles are said to them The drive power supplied to the motor is as lossless as possible and safely transferred to the road. When braking and Accelerating the motor vehicle are different Road conditions in all speed ranges ensure optimal liability values to ensure the safety of the To ensure vehicle occupants. In difficult Driving situations with sudden strong change of direction must especially the lateral stability of the tires well and that Driving behavior be stable.

Auch erwartet der Fahrzeugfahrer eine lange Lebensdauer der Fahrzeugreifen.The vehicle driver also expects a long service life for the Vehicle tires.

Die obigen strengen Anforderungen an die modernen Fahrzeugreifen lassen sich zwar einerseits durch eine optimierte Reifenherstellungs-Technologie erfüllen, allerdings muß aber auch für jeden Fahrzeugreifen die Flächenbelastungsverteilung in der Auflagefläche zwischen Fahrzeugreifen und Fahrbahnoberfläche optimal eingestellt sein.The above strict requirements for the modern Vehicle tires can be meet optimized tire manufacturing technology, however, the must also for each vehicle tire Wing load distribution in the contact area between Vehicle tires and road surface optimally adjusted his.

Üblicherweise versucht man eine optimale Flächen belastungsverteilung durch Einstellen eines entsprechend gewählten Reifendrucks zu erzielen.Usually one tries an optimal area load distribution by adjusting accordingly to achieve the selected tire pressure.

Da jedoch der richtige Reifendruck von einer ganzen Reihe von Parametern abhängt, läßt sich durch eine schlichte Reifendruckkontrolle noch nicht beurteilen, ob die Flächenbelastungsverteilung optimal ist.However, since the correct tire pressure from a whole range of Depends on parameters, can be done by a simple Tire pressure monitoring does not yet assess whether the Wing load distribution is optimal.

Zu den oben erwähnten Parametern gehören insbesondere die Reifentemperatur, die Art des verwendeten Reifengases, die Beladungsverteilung des Fahrzeuges und die Art und Beschaffenheit des Fahrzeugreifens selbst.The parameters mentioned above include in particular the Tire temperature, the type of tire gas used, the Load distribution of the vehicle and the type and Condition of the vehicle tire itself.

Zur Veranschaulichung der Problematik illustrieren Fig. 4(a) und (b), 5(a) und (b) und 6(a) und (b) die Flächenbelastungsverteilung unter der Annahme eines vorgegebenen festen Parametersatzes bei verschiedenen Innendrucken des Fahrzeugreifens.To illustrate the problem, FIGS. 4 (a) and (b), 5 (a) and (b) and 6 (a) and (b) illustrate the wing load distribution under the assumption of a predetermined fixed parameter set at different internal pressures of the vehicle tire.

Wie in Fig. 4(a) gezeigt, ist durch einen zu hohen Innendruck der Fahrzeugreifen 2 zu stark ausgewölbt und liegt im Extremfall nur noch mit einer sehr kleinen Auflagefläche auf der Fahrbahn auf.As shown in FIG. 4 (a), the vehicle tire 2 is bulged too much due to an excessive internal pressure and, in extreme cases, only has a very small contact surface on the road.

Die in Fig. 4(b) gezeigte Belastungsverteilung weist somit in der Mitte eine konzentriert hohe Flächenbelastung auf. Dadurch ergeben sich dauernd hoher Verschleiß des Fahrzeugreifens und ein schlechtes Brems- und Fahrverhalten des Kraftfahrzeuges. The load distribution shown in Fig. 4 (b) thus has a concentrated high area load in the middle. This results in constantly high wear on the vehicle tire and poor braking and driving behavior of the motor vehicle.

Wie in Fig. 5(a) gezeigt, ist durch einen zu niedrigen Innendruck der Fahrzeugreifen 2 über das vorgesehen Maß hinaus zusammengedrückt. Die Auflagefläche nimmt zwar scheinbar für den Betrachter von außen zu, jedoch ist die Reifenmitte von außen nicht sichtbar nach innen gewölbt, und der Fahrzeugreifen 2 liegt vorwiegend auf den Schultern auf. Dadurch entsteht, wie in Fig. 5(b) gezeigt, eine Belastungsverteilung mit zwei an den Schultern liegenden Maxima. Hier sorgen die hohen Flächenbelastungen für übermäßige Verschleißwerte des Fahrzeugreifens. Auch wirkt sich gravierend aus, daß durch die erhöhte Walkarbeit sehr viel Wärme erzeugt wird, welche eine ständige Temperatur erhöhung des Reifens zur Folge hat. Im Extremfall kann dies zur explosionsartigen Zerstörung des Fahrzeugreifens 2 führen.As shown in FIG. 5 (a), the vehicle tire 2 is compressed beyond the intended amount by an internal pressure that is too low. The contact surface apparently increases for the viewer from the outside, but the center of the tire is not visibly curved inwards from the outside, and the vehicle tire 2 lies predominantly on the shoulders. As shown in Fig. 5 (b), this creates a load distribution with two maxima lying on the shoulders. Here the high wing loads cause excessive wear of the vehicle tire. Also has a serious effect that a lot of heat is generated by the increased flexing work, which has a constant temperature increase of the tire. In extreme cases, this can lead to the explosive destruction of the vehicle tire 2 .

Auch führt der größere Abrollwiderstand des Fahrzeugreifens 2 zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeuges. Letzthin ist die Seitenstabilität des Fahrzeugreifens 2 in diesem Falle schlecht, und bei hoher Querbelastung (Kurvenfahrt) kann der Fahrzeugreifen 2 von der Felge 1 springen.The greater rolling resistance of the vehicle tire 2 also leads to increased fuel consumption by the motor vehicle. Ultimately the lateral stability of the vehicle tire 2 in this case is poor, and can at high transverse load (cornering) of the vehicle tire 2 from the rim. 1

Wie in Fig. 6(a) gezeigt, liegt bei einem richtigen Innendruck der Fahrzeugreifen 2 gleichmäßig auf der Fahrbahnoberfläche auf. Die entsprechende in Fig. 6(b) gezeigte Belastungsverteilung ergibt eine konstant über die Auflagefläche verlaufende Flächenbelastung auf niedrigem Niveau. Somit erhält man ein optimales Fahrverhalten bei minimalem Verschleiß.As shown in FIG. 6 (a), when the internal pressure is correct, the vehicle tire 2 lies evenly on the road surface. The corresponding load distribution shown in FIG. 6 (b) gives a constant surface load at a low level that extends over the contact surface. So you get an optimal driving behavior with minimal wear.

Je mehr jedoch die Belastungsverteilung von der idealen in Fig. 6(b) gezeigten Form abweicht, desto mehr Sicherheitsreserven gehen verloren, und die wirtschaftliche Ausnutzung des Reifenmaterials wird zunehmend schlechter.However, the more the load distribution deviates from the ideal shape shown in Fig. 6 (b), the more safety reserves are lost, and the economic use of the tire material becomes increasingly poor.

Deshalb ist eine automatische Überwachung der Belastungsverteilung aller Reifen notwendig, um gegebenenfalls durch Verändern des Reifendrucks wieder den optimalen Innendruck einzustellen.That is why automatic monitoring of the Load distribution of all tires necessary to if necessary by changing the tire pressure again optimal internal pressure.

Aus einem Werbeprospekt von Michel in aus dem Jahre 1992 ist ein sogenanntes M.T.M.-System bekannt, welches zur Überwachung eines Betriebszustandes eines auf einer Felge montierten Fahrzeugreifens dient.From an advertising brochure by Michel in from 1992 a so-called M.T.M. system known, which for Monitoring an operating condition of a on a rim mounted vehicle tire is used.

Hierin sind im Tiefbett der Felge in einem Trägerelement zwei Sensoren zur Messung von Druck und Temperatur integriert. Die Weiterleitung der Daten erfolgt über eine ringförmige Antenne auf der Radinnenseite. Die am Rad befestigten Elemente haben ein Gesamtgewicht von ca. 100 g.In the drop center of the rim there are two in one carrier element Integrated sensors for measuring pressure and temperature. The The data is forwarded via a ring-shaped antenna on the inside of the wheel. Have the elements attached to the wheel a total weight of approx. 100 g.

Von der Ringantenne werden die erfaßten Druck- und Temperaturwerte in codierter Form drahtlos an eine Empfangseinheit übertragen, welche einerseits die Sensoren mit elektromagnetischer Wellenenergie versorgt und andererseits die codierten Informationen weiterverarbeitet, wobei die Weiterverarbeitung durch einen Mikroprozessor geschieht. Vom Mikroprozessor werden die verarbeiteten Daten direkt an eine Anzeige am Armaturenbrett geleitet, wo der Fahrer sie wahrnehmen kann.The detected pressure and Temperature values in coded form wirelessly to a Transfer receiving unit, which on the one hand, the sensors supplied with electromagnetic wave energy and on the other hand, the coded information is further processed, the further processing by a microprocessor happens. The processed data is from the microprocessor directed directly to an indicator on the dashboard where the Driver can perceive them.

Weiterhin ist aus einer Produktbeschreibung von Doduco/Alligator aus dem Jahre 1990 ein System zur Reifendrucküberwachung bekannt, welches sich PRIMAC nennt und eine Druckerfassung mit magnetischer Kopplung bietet. Furthermore, from a product description of Doduco / Alligator from 1990 a system for Tire pressure monitoring known, which is called PRIMAC and offers pressure sensing with magnetic coupling.

Das Systemkonzept von PRIMAC basiert auf der Anwendung eines Druckgebers im Rad, in dem sich druckabhängig die Lage eines Faltenbalges und mit ihm die Position eines Dauermagneten ändert. Ein an der Radaufhängung angebrachter Signalaufnehmer erfaßt das Feld dieses Magneten. Die Meßsignale sämtlicher Signalaufnehmer gelangen zu einer zentralen, von einem Mikrocomputer gesteuerten Auswerte-Elektronik, die mit einem Anzeige- und Bedienungsteil im Fahrzeuginnern verbunden ist.The PRIMAC system concept is based on the application of a Pressure sensor in the wheel, in which the position of a Bellows and with it the position of a permanent magnet changes. A signal sensor attached to the wheel suspension detects the field of this magnet. The measurement signals of all Signal pickups arrive at a central one Microcomputer-controlled evaluation electronics with a Display and control part is connected inside the vehicle.

Das Meßprinzip beruht auf der druckabhängigen Verschiebung dieses Druckmagneten, um einen Weg Δx, wodurch sich der Abstand zum Signalaufnehmer und damit das auf diesen wirkende Magnetfeld ändert. Ein zweiter fest mit dem Druckgeber verbundener Referenzmagnet wird für Kompensationszwecke benötigt, um eine Verfälschung der Messung zu verhindern, wenn einsatzbedingte Lageänderungen zwischen Rad und Radaufhängung, hervorgerufen z. B. durch Radlagerspiel oder Felgenverformung auftreten.The measuring principle is based on the pressure-dependent displacement this pressure magnet by a path Δx, which causes the Distance to the signal pickup and thus the one acting on it Magnetic field changes. A second fixed with the thruster connected reference magnet is used for compensation purposes required to prevent the measurement from being falsified, if operational changes in position between wheel and Suspension, caused z. B. by wheel bearing play or Rim deformation occur.

Der Signalaufnehmer umfaßt bei jeder Radumdrehung die Felder von Druck- und Referenzmagnet. Die so erzeugten Impulse liefern ein Maß für die Druckänderung im Reifen.The signal pick-up encompasses the fields with each wheel revolution of pressure and reference magnet. The impulses generated in this way provide a measure of the pressure change in the tire.

In der Auswerte-Elektronik werden die so ermittelten Informationen verarbeitet. Eine Warnung erfolgt, sobald der Ist-Druck eines Reifens den bei der Kalibrierung festgelegten Soll-Druck, einen fest vorgegebenen Wert unterschreitet. Dabei werden Fehlwarnungen aufgrund von Fahreinflüssen (z. B. Druckstöße in den Reifen) oder Umwelteinflüssen (z. B. Temperaturschwankungen) durch Plausibilitätsprüfungen während der Auswertung vermieden.These are determined in the evaluation electronics Information processed. A warning is issued as soon as the Actual pressure of a tire is the one specified during calibration Target pressure, falls below a predetermined value. False warnings due to driving influences (e.g. Pressure surges in the tires) or environmental influences (e.g. Temperature fluctuations) through plausibility checks during the evaluation avoided.

Die Reifendruck-Überwachung berücksichtigt Druckabweichungen von beladungsabhängigen Soll-Druckwerten, die der Fahrer bei der Befüllung der Reifen entsprechend der Werksvorschriften festgelegt hat. Diese individuell für jedes Rad vorgebbaren Soll-Drücke übernimmt das System selbständig auf "Knopfdruck" des Fahrers (Kalibrierung).The tire pressure monitoring takes pressure deviations into account of load-dependent target pressure values that the driver inflation of the tires according to the factory regulations has set. These can be specified individually for each bike The system automatically takes on target pressures at the push of a button the driver (calibration).

Außerdem ist es allgemein bekannt, in Fahrzeugen Ultraschall- Abstandsmeßgeräte zur Messung von Abständen zwischen verschiedenen Kraftfahrzeugen zu benutzen.It is also generally known to use ultrasound in vehicles. Distance measuring devices for measuring distances between to use different motor vehicles.

Die bekannten Fahrzeugreifen-Überwachungsvorrichtungen erlauben jedoch nur eine Druck- und Temperaturüberwachung bzw. nur eine direkte Drucküberwachung und können somit nicht die oben erwähnten zahlreichen weiteren relevanten äußeren Parameter ohne weiteres mit berücksichtigen.The known vehicle tire monitoring devices however, only allow pressure and temperature monitoring or only direct pressure monitoring and therefore cannot the numerous other relevant external ones mentioned above Take parameters into account without further ado.

Weiterhin sind diese bekannten Fahrzeugreifen- Überwachungsvorrichtungen schwer (Unwucht), mechanisch kompliziert und störungsanfällig.Furthermore, these known vehicle tire Monitoring devices heavy (unbalanced), mechanical complicated and prone to failure.

Zudem gleichen die modernen Fahrwerke der Kraftfahrzeuge viele störende Parameter aus, welche über die Räder auf die Fahrzeuge einwirken. Dadurch sind derartige Unzulänglichkeiten an der Bereifung vom Fahrzeuglenker nur in stark abgeschwächter Form zu erkennen und sind von diesen deshalb meistens nicht mehr einschätzbar, sondern wirken sich unvorhergesehen, mithin katastrophal aus.In addition, the modern chassis of the motor vehicles are the same many disruptive parameters, which the wheels on the Vehicles act. This makes them Shortcomings in the tires of the vehicle driver only in severely weakened form and are recognizable by them therefore mostly no longer assessable, but have an effect unforeseen, therefore catastrophic.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen von Fahrzeugreifen der eingangs spezifizierten Art zu schaffen, welche es ermöglichen, eine Abweichung der Belastungsverteilung eines Fahrzeugreifens von ihrer Optimalform einfach und direkt zu ermitteln. It is therefore an object of the present invention to provide a method and a device for monitoring vehicle tires to create the type specified above, which it allow a deviation in the load distribution of a Vehicle tires from their optimal shape easily and directly determine.

Erfindungsgemäß wird die obige Aufgabe gelöst nach Anspruch 1 durch eine Überwachungsvorrichtung zum Überwachen eines Betriebszustandes eines auf einer Felge montierten Fahrzeugreifens, gekennzeichnet durch eine Abstandsmeßeinrichtung zum Messen des Abstandes zwischen einer Meßfläche auf der Innenwand des Fahrzeugreifens und einer relativ zur Felge festen Bezugsfläche und Übertragen eines entsprechenden Ausgangssignals.According to the invention, the above object is achieved according to claim 1 by a monitoring device for monitoring a Operating state of a mounted on a rim Vehicle tire, characterized by a Distance measuring device for measuring the distance between a measuring surface on the inner wall of the vehicle tire and a fixed reference surface relative to the rim and transfer a corresponding output signal.

Ebenfalls wird die obige Aufgabe gelöst nach Anspruch 20 Verfahren zum Überwachen eines Betriebszustandes eines auf einer Felge montierten Fahrzeugreifens, gekennzeichnet durch die Schritte:The above object is also achieved according to claim 20 Method for monitoring an operating state of a a rim mounted vehicle tire, characterized by the steps:

a) measuring a distance in by rim and Vehicle tires defined interior space between a measuring surface on the inner wall of the vehicle tire and one relative to the Rim fixed reference surface within a first predetermined period of time during one wheel revolution;
b) temporarily storing the measured distance values in the Inner space;
c) Wireless transmission of the stored distance values from the interior to the outside of the vehicle wheel in question within a second predetermined period of time during the Wheel rotation.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous further developments can be found in the subclaims remove.

Als besonders vorteilhaft bei der vorliegenden Erfindung erweist sich, daß die Belastungsverteilung direkt bzw. durch eine sehr einfache vorprogrammierbare Auswertung aus den Meßresultaten entnommen werden kann. As particularly advantageous in the present invention turns out that the load distribution directly or through a very simple preprogrammable evaluation from the Measurement results can be taken.

Das erfindungsgemäße Meßverfahren ist vielseitig erweiterbar, insbesondere ist ohne weiteres eine Kombination mit den bereits bekannten Überwachungsvorrichtungen möglich.The measuring method according to the invention can be expanded in many ways, in particular, is a combination with the already known monitoring devices possible.

Auch enthält die erfindungsgemäß Fahrzeugreifen- Überwachungsvorrichtung keine mechanischen Verschleißteile und ist störungsunanfällig gegenüber äußeren Einflüssen bzw. schafft selbst keine Störungen für andere elektronischen, sich im Fahrzeug befindlichen Systeme.The vehicle tire according to the invention also contains Monitoring device no mechanical wear parts and is not susceptible to interference from external influences or does not create interference for other electronic, systems in the vehicle.

Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen, welche in der Zeichnung dargestellt sind, beschrieben.In the following, the invention will be more preferred based on Embodiments, which are shown in the drawing, described.

Die Figuren zeigen im einzelnen:The figures show in detail:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung im Querschnitt; Figure 1 is a schematic representation of the monitoring device according to the invention in cross section.

Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung im Längsschnitt, wenn sich der Meßbereich nicht in dem den Straßenbelag berührenden Teil des Fahrzeugreifens befindet; Fig. 2 is a schematic representation of the monitoring device according to the invention in longitudinal section when the measuring range is not in the the road surface contacting portion of the vehicle tire is;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung im Längsschnitt, wenn sich der Meßbereich in dem den Straßenbelag berührenden Teil des Fahrzeugreifens befindet; Figure 3 is a schematic representation of the monitoring device according to the invention in longitudinal section, if the measurement range in which the road surface is in contact with part of the vehicle tire.

Fig. 4(a) und (b) eine Flächenbelastungsverteilung bei vorgegebenen Parametern und zu hohem Reifeninnendruck; FIG. 4 (a) and (b) an area load distribution with predetermined parameters, and high internal pressure tires;

Fig. 5(a) und (b) eine Flächenbelastungsverteilung bei vorgegebenen Parametern und zu niedrigem Reifeninnendruck; Fig. 5 (a) and (b) a wing load distribution with given parameters and too low tire pressure;

Fig. 6(a) und (b) eine Flächenbelastungsverteilung bei vorgegebenen Parametern und richtigem Reifeninnendruck; Fig. 6 (a) and (b) a wing load distribution with given parameters and correct tire pressure;

Fig. 7 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform eines Überwachungssystems, welches die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung benutzt; Fig. 7 is a block diagram of a first embodiment of a monitoring system that uses the monitoring device of the invention;

Fig. 8 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines Überwachungssystems, welches die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung benutzt; Fig. 8 is a block diagram of a second embodiment of a monitoring system that uses the monitoring device of the invention;

Fig. 9 den detaillierten Aufbau eines Meßmoduls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung; Fig. 9 shows the detailed structure of a measuring module according to a preferred embodiment of the monitoring device of the invention;

Fig. 10 eine bevorzugte Anordnung des Empfangsmoduls des in Fig. 7 gezeigten Überwachungssystems; FIG. 10 shows a preferred arrangement of the receiving module of the monitoring system shown in FIG. 7;

Fig. 11 eine schematische Darstellung zum Ablauf des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens; und FIG. 11 is a schematic representation of the end of the monitoring method according to the invention; and

Fig. 12 eine Zeitablaufdarstellung der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlichen Meßwerte und deren Erfassungs- bzw. Übertragungszeitpunkte. Fig. 12 is a timing chart of the measured values and obtained by the inventive process and their detection or transmission time points.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung im Querschnitt. In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Felge, 2 einen auf der Felge montierten Fahrzeugreifen, 3 ein Meßmodul zur Abstandsmessung, 4 eine Meßfläche auf der Innenwand des Fahrzeugreifens 2, 5 eine relativ zur Felge 1 feste Bezugsfläche auf der Felge 1 und 6 einen Straßenbelag, welcher sich unter dem Fahrzeugreifen 2 befindet. Fig. 1 shows a schematic representation of the monitoring device according to the invention in cross section. In Fig. 1 reference numeral 1 designates a rim, 2 a mounted on the rim vehicle tires, 3 a measuring module for measuring distance, 4 is a measuring surface on the inner wall of the vehicle tire 2, 5 a fixed relative to the rim 1 reference surface on the rim 1 and 6 is a road surface , which is located under the vehicle tire 2 .

Das Meßmodul 3 ist vorzugsweise auf der Felge 1 so befestigt, daß es sich während der Fahrt mit der Felge 1 mitdreht. Der Meßbereich ist auf der einen Seite durch die Bezugsfläche 5 des Meßmoduls 3 und auf der anderen Seite durch die Meßfläche 4 auf der Innenwand des Fahrzeugreifens gegeben.The measuring module 3 is preferably attached to the rim 1 so that it rotates with the rim 1 while driving. The measuring range is given on one side by the reference surface 5 of the measuring module 3 and on the other side by the measuring surface 4 on the inner wall of the vehicle tire.

Erfindungsgemäß wird in einer Abstandmessung der Abstand bestimmter Punkte auf der Meßfläche 4 von entsprechenden Punkten auf der Bezugsfläche 5 ermittelt.According to the invention, the distance between certain points on the measuring surface 4 and corresponding points on the reference surface 5 is determined in a distance measurement.

Wie in Fig. 2 und 3 im Längsschnitt illustriert, ändern sich die ermittelten Abstandswerte laufend während einer Umdrehung des entsprechenden Fahrzeugrades, welches aus der Felge 1 und dem Fahrzeugreifen 2 besteht, und zwar in Abhängigkeit davon, ob sich der Meßbereich gerade in dem den Straßenbelag 6 berührenden Teil des Fahrzeugreifens 2 oder außerhalb davon befindet. Somit unterliegen die ermittelten Abstandswerte einer periodischen zeitlichen Änderung.As illustrated in Fig. 2 and 3 in longitudinal section, the determined distance values change continuously during one revolution of the corresponding vehicle wheel, which consists of the rim 1 and the vehicle tire 2 , depending on whether the measuring range is currently in the road surface 6 touching part of the vehicle tire 2 or outside of it. The determined distance values are therefore subject to a periodic change in time.

Zwischen den zu bestimmten Zeitpunkten ermittelten Abstandswerten und der Belastungsverteilung besteht ein fester Zusammenhang, wie sich anschaulich aus den oben beschriebenen Fig. 4(a) und (b) bis 6(a) und (b) herleiten läßt.There is a fixed relationship between the distance values determined at certain points in time and the load distribution, as can be clearly derived from FIGS. 4 (a) and (b) to 6 (a) and (b) described above.

Insbesondere wird die erfaßte Belastungsverteilung konstant, wenn der Meßbereich aus dem Auflagebereich des Fahrzeugreifens 2 auf dem Straßenbelag 6 heraustritt.In particular, the detected load distribution becomes constant when the measuring area emerges from the contact area of the vehicle tire 2 on the road surface 6 .

Das Meßmodul 3 kann so auf der Felge 1 befestigt sein, daß die Mitte der Meßfläche 4 der Mitte des Meßmoduls 3 radial gegenüberliegt. Dadurch treffen die Meßsignale senkrecht auf der Meßfläche 4 auf, so daß die Belastungsverteilung direkt durch die ermittelten Abstandwerte gegeben ist.The measuring module 3 can be attached to the rim 1 such that the center of the measuring surface 4 is radially opposite the center of the measuring module 3 . As a result, the measurement signals strike the measuring surface 4 perpendicularly, so that the load distribution is given directly by the determined distance values.

Jedoch kann es nötig sein, Geometrieeinflüsse, Verformungen des Fahrzeugreifens 2 bei Kurvenfahrt oder ähnlich bedingte Meßfehler durch entsprechende Algorithmen zu berücksichtigen. Dies kann beispielsweise durch Vorsehen einer entsprechenden Recheneinrichtung im Meßmodul 3 oder durch eine spätere Datenverarbeitung außerhalb des Meßmoduls 3 erreicht werden.However, it may be necessary to take into account the influences of geometry, deformations of the vehicle tire 2 when cornering or similar measurement errors caused by appropriate algorithms. This can be achieved, for example, by providing a corresponding computing device in the measuring module 3 or by later data processing outside the measuring module 3 .

Da es vornehmlich von Interesse ist, die Belastungsverteilung dann zu ermitteln, wenn sich der Meßbereich im Auflagebereich zwischen Fahrzeugreifen 2 und Straßenbelag 6 befindet, ist es vorteilhaft, Messungen in diesem Zeitabschnitt durch eine entsprechende Synchronisation der Abstandsmessungen durchzuführen.Since it is primarily of interest to determine the load distribution when the measuring range is in the contact area between vehicle tires 2 and road surface 6 , it is advantageous to carry out measurements in this time period by correspondingly synchronizing the distance measurements.

Diese Synchronisation kann vorteilhafterweise über das Meßsignal selbst erfolgen, welches in Fig. 12 für eine einzelne Radumdrehung dargestellt ist. Insbesondere kann ein im Meßsignal auftretender Extremalwert zur zeitlichen Synchronisation dienen.This synchronization can advantageously take place via the measurement signal itself, which is shown in FIG. 12 for a single wheel revolution. In particular, an extreme value occurring in the measurement signal can be used for time synchronization.

Obwohl in Fig. 1 das Meßmodul 3 auf der Felge angebracht ist, wäre prinzipiell auch denkbar, das Meßmodul in einem flexiblen Film aufzubringen, welcher direkt auf der Innenwand des Fahrzeugreifens 2 integriert ist, und dementsprechend die Bezugsfläche auf der inneren Oberfläche der Felge.Although the measuring module 3 is mounted on the rim in FIG. 1, it would in principle also be conceivable to apply the measuring module in a flexible film, which is integrated directly on the inner wall of the vehicle tire 2 , and accordingly the reference surface on the inner surface of the rim.

Fig. 7 zeigt eine Blockdiagramm einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines Überwachungssystems, welches die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung benutzt. Fig. 7 is a block diagram showing a first preferred embodiment of a monitoring system that uses the monitoring device of the invention.

In Fig. 7 bezeichnet Bezugszeichen 7 ein Empfangsmodul, das räumlich getrennt von dem Meßmodul 3 im Fahrzeug außerhalb des betreffenden Fahrzeugrades angebracht ist. 8 bezeichnet eine Steuereinheit und 9 einen Bordcomputer. Entsprechend einem zur Illustration gezeigten vierrädrigen Kraftfahrzeug sind vier Meßmodule 3 und vier jeweils einem entsprechenden Meßmodul 3 zugeordnete Empfangsmodule 7 vorgesehen. Die in jedem Fahrzeugreifen 2 installierten Meßmodule 3 übertragen die gemessenen Abstandswerte drahtlos an die ihnen zugeordneten Empfangsmodule 7, welche die Signale zentral an die Steuereinheit 8 weiterleiten.In Fig. 7, reference numeral 7 designates a receiving module that is attached spatially separated from the measuring module 3 in the vehicle outside of the respective vehicle wheel. 8 denotes a control unit and 9 an on-board computer. Corresponding to a four-wheel motor vehicle shown for illustration, four measuring modules 3 and four receiving modules 7 each assigned to a corresponding measuring module 3 are provided. The installed in each vehicle tire 2 measuring modules 3 transmit the measured distance values wirelessly associated to them receive modules 7 which route the signals to the central control unit. 8

In der Steuereinheit 8 werden die Signale weiterverarbeitet, ausgewertet und Meldungen an übergeordnete Systeme, z. B. den Bordcomputer 9 abgegeben.In the control unit 8 , the signals are processed, evaluated and messages to higher-level systems, for. B. issued the on-board computer 9 .

Insbesondere werden in der Steuereinheit 8 die empfangenen Signale bewertet, indem sie mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden, und entsprechende Steuersignale und Daten für eine übergeordnetes Sicherheits-System (nicht dargestellt) bereitgestellt. Sollten sich Abweichungen über die vorgegebenen Grenzwerte hinaus ergeben, kann dies beispielsweise über eine Anzeigeeinrichtung dem Fahrer mitgeteilt werden, um diesen zu veranlassen, eine entsprechende Druckänderung in dem jeweiligen Fahrzeugreifen 2 durchzuführen.In particular, the received signals are evaluated in the control unit 8 by comparing them with predetermined limit values, and corresponding control signals and data are provided for a higher-level security system (not shown). If there are deviations beyond the predetermined limit values, this can be communicated to the driver, for example, via a display device in order to cause the driver to carry out a corresponding pressure change in the respective vehicle tire 2 .

Die von den Meßmodulen 3 übertragenen Daten werden von den Empfangsmodulen 7 aufgenommen, in elektrische Signale umgesetzt, von eventuellen Störsignalen befreit und an die Steuereinheit 8 weitergeleitet. Zur Übertragung der Daten von den Meßmodulen 3 zu den Empfangsmodulen 7 können besonders vorteilhaft Modulationsverfahren benutzt werden, welche eine große Störsicherheit gegen Störungen von außen gewährleisten und auch die Codierung für mehrere verschiedenen Übertragungskanäle gestatten.The data transmitted by the measuring modules 3 are received by the receiving modules 7 , converted into electrical signals, freed of any interference signals and forwarded to the control unit 8 . To transmit the data from the measuring modules 3 to the receiving modules 7 , it is particularly advantageous to use modulation methods which ensure a high level of interference immunity against external interference and also allow coding for a number of different transmission channels.

Zudem kann die Steuereinheit 8 mit Eingabeeinrichtungen (nicht gezeigt) versehen sein, an welchen die Fahrzeug- und Reifenparameter im voraus eingestellt werden. Die Einstellung dieser Parameter kann durch Einstellelemente erfolgen, welche sich im System selbst befinden oder von Einstellelementen kommen, die außerhalb des Systems angeordnet sind, oder über eine Kommunikationsschnittstelle von einer externen Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden.In addition, the control unit 8 can be provided with input devices (not shown) on which the vehicle and tire parameters are set in advance. These parameters can be set by setting elements which are located in the system itself or come from setting elements which are arranged outside the system, or can be carried out by an external data processing device via a communication interface.

Des weiteren sei bemerkt, daß die ankommenden Meßsignale, welche die Abstandsverläufe während der Radumdrehungen widergeben, eine große Vielzahl von Informationen enthalten. Zweckmäßigerweise kann eine Mittelung des tatsächlichen mittleren Abstands zwischen der Felge 1 und dem Fahrzeugreifen 2 im Auflagebereich durch die Steuereinheit 8 durchgeführt werden. Auch ist eine Mittelung über mehrere Radumdrehungen hin denkbar. Derartige statistische Datenauswerteverfahren sind allgemeiner Stand der Technik und werden deshalb hierin nicht weiter beschrieben werden.Furthermore, it should be noted that the incoming measurement signals, which reflect the distance profiles during the wheel revolutions, contain a large variety of information. Expediently, the actual average distance between the rim 1 and the vehicle tire 2 in the contact area can be averaged by the control unit 8 . Averaging over several wheel revolutions is also conceivable. Such statistical data evaluation methods are general prior art and will therefore not be described further here.

In Fig. 8 ist ein Blockdiagramm einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines Überwachungsystems, das die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung benutzt, dargestellt. FIG. 8 shows a block diagram of a second preferred embodiment of a monitoring system which uses the monitoring device according to the invention.

Das in Fig. 8 dargestellte System ist besonders vorteilhaft für Fahrzeuge mit Steuerung und Messung über ein Bus-System. Hierin werden mit Bezugszeichen 7a dargestellte Empfangsmodule mit eigenem Datenverarbeitungsteil und Kommunikationsschnittstelle verwendet. The system shown in FIG. 8 is particularly advantageous for vehicles with control and measurement via a bus system. Receiving modules with their own data processing part and communication interface shown with reference number 7 a are used here.

Diese derartigen Empfangsmodule 7a bearbeiten die ankommenden Daten selbst und kommunizieren direkt mit extern im Fahrzeug vorgesehenen Datenverarbeitungsvorrichtungen. Über die Kommunikationsschnittstelle bekommt jedes Empfangsmodul 7a die spezifischen Fahrzeug- und Reifenparameter mitgeteilt, um ankommende Daten dementsprechend verarbeiten zu können. Die Informationen und die Signalisierung für den Fahrzeuglenker werden von mit dem Systembus verbundenen externen Datenverarbeitungsvorrichtungen durchgeführt.These reception modules 7a of this type process the incoming data themselves and communicate directly with data processing devices provided externally in the vehicle. Each receiving module 7 a receives the specific vehicle and tire parameters via the communication interface in order to be able to process incoming data accordingly. The information and the signaling for the vehicle driver are carried out by external data processing devices connected to the system bus.

Als nächstes wird mit Bezug auf Fig. 9 eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßmoduls 3, welches im Innenraum zwischen Fahrzeugreifen 2 und Felge 1 auf der Felge 1 angebracht ist, beschrieben werden.Next, a preferred embodiment of the measuring module 3 according to the invention, which is mounted on the rim 1 between the vehicle tire 2 and the rim 1 on the rim 1 , will be described with reference to FIG. 9.

In Fig. 9 bezeichnet Bezugszeichen 10 eine Systemsteuerung, z. B. einen Mikroprozessor, 11 ein Laufzeitmeßsystem zum berührungslosen Messen des Abstandes zwischen Meßfläche 4 und Bezugsfläche 5, 12 einen Temperaturfühler, 13 eine Spannungsüberwachung zur Überwachung der Spannungsausgabe einer Versorgungsbatterie 14, welche zur Leistungsversorgung dient, 15 einen Bewegungsmelder, 16 eine Speichereinheit zum Zwischenspeichern ermittelter Abstandswerte des Laufzeitmeßsystems 11, und 17 eine Übertragungseinrichtung zum drahtlosen Übertragen der gespeicherten Meßdaten an das abgesetzte Empfangsmodul 7 bzw. 7a.In Fig. 9, reference numeral 10 denotes a system controller, e.g. B. a microprocessor, 11 a transit time measuring system for contactless measurement of the distance between measuring surface 4 and reference surface 5 , 12 a temperature sensor, 13 a voltage monitor for monitoring the voltage output of a supply battery 14 , which is used for power supply, 15 a motion detector, 16 a storage unit for intermediate storage Distance values of the transit time measuring system 11 and 17 a transmission device for wireless transmission of the stored measurement data to the remote receiving module 7 and 7 a.

Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform arbeitet die Abstandsmeßeinrichtung berührungslos mit einem Wellensender und einem Wellenempfänger und ermittelt den Abstand jeweils aus einer Laufzeit eines Wellensignals zwischen Wellensender, Meßfläche 4 und Wellenempfänger, wobei Wellensender und Wellenempfänger im Laufzeitmeßsystem 11 beinhaltet sind. According to this preferred embodiment, the distance measuring device works without contact with a wave transmitter and a wave receiver and determines the distance in each case from a transit time of a wave signal between the wave transmitter, measuring surface 4 and the wave receiver, with the wave transmitter and wave receiver being included in the transit time measurement system 11 .

Derart erfaßte Meßwerte werden in der Speichereinheit 16 gespeichert und zu späteren vorbestimmten Zeitpunkten von der Übertragungseinrichtung 17 an das Empfangsmodul 7 bzw. 7a übertragen.Measured values detected in this way are stored in the memory unit 16 and transmitted at later predetermined times from the transmission device 17 to the reception module 7 or 7 a.

Der Bewegungsmelder 15 stellt fest, ob sich das Fahrzeug bewegt, oder ob es sich im Stillstand befindet, um dementsprechend die Abstandsmessung zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Als Bewegungsmelder kann beispielsweise eine Spule mit ca. 2 mm Innendurchmesser und 1 mm Breite verwendet werden, in deren Innerem in einem Wickelkörper frei verschiebbarer Magnet angeordnet ist. Dieser Magnet induziert bei Bewegung in der Spule eine Spannung, welche benutzt werden kann, um den Start bzw. Stopp der Abstandsmessung auszulösen.The motion detector 15 determines whether the vehicle is moving or whether it is at a standstill in order to accordingly activate or deactivate the distance measurement. A coil with an internal diameter of approximately 2 mm and a width of 1 mm, for example, can be used as the motion detector, in the interior of which a magnet which can be moved freely is arranged in a winding body. When moving, this magnet induces a voltage in the coil, which can be used to trigger the start or stop of the distance measurement.

Die Versorgungsbatterie ist vorzugsweise eine Lithiumbatterie mit sehr geringer Selbstentladung (bis zu 10 Jahre Lagerfähigkeit), einer Spannung von ca. 3 V pro Zelle, einer flachen Entladungskurve und hat beispielsweise eine Diskusform mit 16 mm Durchmesser, 2 mm Höhe und eine Kapazität von ca. 50 mAh. Typischerweise erreicht eine derartige Batterie bei Anwendung im erfindungsgemäßen Meßmodul 3 eine Lebensdauer von drei bis vier Jahren.The supply battery is preferably a lithium battery with very low self-discharge (up to 10 years shelf life), a voltage of approx. 3 V per cell, a flat discharge curve and has, for example, a disc shape with a diameter of 16 mm, a height of 2 mm and a capacity of approx. 50 mAh. Typically, such a battery has a service life of three to four years when used in the measuring module 3 according to the invention.

Der Temperaturfühler 12 erkennt eventuelle Übertemperaturen des Meßmoduls 3 und signalisiert dies der Systemsteuerung 10, welche den Ablauf der Prozesse im Meßmodul 3 koordiniert.The temperature sensor 12 detects any excess temperatures of the measuring module 3 and signals this to the system controller 10 , which coordinates the course of the processes in the measuring module 3 .

Das gesamte Meßmodul 3 kann aus einem ASIC bestehen, der mit einem entsprechenden Spannband mit entsprechender Vorspannung eventuell unter Zuhilfenahme eines Klebstoffes im Felgenbett des betreffenden Fahrzeugrades befestigt wird. The entire measuring module 3 can consist of an ASIC, which is fastened with an appropriate tensioning strap with appropriate pretensioning, possibly with the aid of an adhesive, in the rim bed of the vehicle wheel in question.

Die wichtigste Funktion des Meßmoduls 3 ist natürlich die laufende Messung des Abstandes zwischen der Felge 1 und der Meßfläche 4 an der Innenwand des Fahrzeugsreifens 2. Dies kann mittels eines Ultraschallsignals, eines Radarsignals, eines Mikrowellensignals oder eines optischen Signals bzw. einer Kombination aus mehreren dieser vorher genannten dieser Signale geschehen. Dabei ist es möglich, eine Wellenart zur Festlegung des Meßbereichs und eine andere zur exakten Messung im festgelegten Bereich zu verwenden.The most important function of the measuring module 3 is of course the ongoing measurement of the distance between the rim 1 and the measuring surface 4 on the inner wall of the vehicle tire 2 . This can be done by means of an ultrasound signal, a radar signal, a microwave signal or an optical signal or a combination of several of these signals mentioned above. It is possible to use one type of wave to define the measuring range and another for exact measurement in the defined range.

Wenn sich das zu überwachende Rad zu drehen anfängt, wird dies vom Bewegungsmelder 15 festgestellt, und die Systemsteuerung 10 startet das Laufzeitmeßsystem 11. Das Meß wellensignal tastet in gleichmäßigen Abständen die Meßfläche 4 auf der Innenwand des Fahrzeugreifens 2 ab und stellt die momentanen Abstandswerte fest. Die zeitliche Folge der Meßwerte stellt den Abstandsverlauf zwischen Felge 1 und Meßfläche 4 auf der Innenseite des Fahrzeugreifens 2 dar.When the wheel to be monitored begins to turn, this is detected by the motion detector 15 and the system controller 10 starts the transit time measuring system 11 . The measuring wave signal samples at uniform intervals, the measuring surface 4 on the inner wall of the vehicle tire 2 and determines the instantaneous distance values. The chronological sequence of the measured values represents the distance profile between the rim 1 and the measuring surface 4 on the inside of the vehicle tire 2 .

Fig. 10 stellt eine bevorzugte Anordnung des Empfangsmoduls 7 des in Fig. 7 gezeigten Überwachungsystems dar. FIG. 10 shows a preferred arrangement of the receiving module 7 of the monitoring system shown in FIG. 7.

In Fig. 10 bezeichnet Bezugszeichen 18 eine Karosserie des Fahrzeuges und 19 einen Radkasten, welcher das das Meßmodul 3 enthaltende Fahrzeugrad abdeckt.In FIG. 10, reference numeral 18 denotes a body of the vehicle and 19 a wheel housing, which covers the vehicle wheel containing the measuring module 3 .

Das Empfangsmodul 7 wird vorzugsweise an der vom Rad wegweisenden Oberfläche des Radkastens 19 des zu überwachenden Reifens angeordnet. Dadurch ist es gegen Umwelteinflüsse, wie z. B. Spritzwasser und Steinschlag geschützt.The receiving module 7 is preferably arranged on the surface of the wheel housing 19 of the tire to be monitored that points away from the wheel. This makes it against environmental influences, such as. B. splash water and stone chips protected.

Selbstverständlich ist die Anordnung des Empfangsmoduls 7a des in Fig. 8 gezeigten Systems in analoger Weise möglich. Of course, the arrangement of the receiving module 7 a of the system shown in FIG. 8 is possible in an analogous manner.

Bezüglich der Datenübertragung zwischen Übertragungs einrichtung 17 und Empfangsmodul 7 bzw. 7a ist es vorteilhaft, wenn eine Übertragung dann stattfindet, wenn der Abstand zwischen dem Meßmodul 3 mit der Übertragungs einrichtung 17 zum Empfangsmodul 7 bzw. 7a minimal ist. Somit kann mit minimaler Sendeleistung gearbeitet werden, was sich sehr günstig auf den Energieverbrauch des Meßmoduls 3 auswirkt. Außerdem werden durch die geringen Feldstärken des Sendesignals keine anderen empfindlichen elektronischen Systeme, wie z. B. das ABS, gestört.With regard to the data transmission between the transmission device 17 and the receiving module 7 or 7 a, it is advantageous if a transmission takes place when the distance between the measuring module 3 with the transmission device 17 to the receiving module 7 or 7 a is minimal. It is thus possible to work with minimal transmission power, which has a very favorable effect on the energy consumption of the measuring module 3 . In addition, due to the low field strengths of the transmission signal, no other sensitive electronic systems, such as. B. the ABS, disturbed.

Fig. 11 ist eine schematische Darstellung zum Ablauf des erfindungsgemäßen Übertragungsverfahrens, und Fig. 12 ein Zeitablaufdarstellung der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Meßwerte und deren Erfassungs- bzw. Übertragungszeiten. FIG. 11 is a schematic illustration of the course of the transmission method according to the invention, and FIG. 12 shows a time sequence of the measured values obtained by the method according to the invention and their acquisition and transmission times.

Wie bereits erwähnt, ist vornehmlich die Belastungsverteilung im Auflagebereich zwischen der Meßfläche und dem Straßenbelag 6 von Interesse.As already mentioned, the load distribution in the contact area between the measuring surface and the road surface 6 is of primary interest.

Aus der Form des in Fig. 12 in Abhängigkeit von der Zeit dargestellten Meßsignales erkennt die Elektronik, wann das Meßmodul 3 die auf dem Straßenbelag 6 aufliegende Meßfläche 4 auf der Innenseite des Fahrzeugreifens 2 erfaßt hat. Insbesondere tritt, wenn die Meßrichtung senkrecht zur Fahrbahnoberfläche 6 liegt, ein Minimum im erfaßten Abstandssignal auf. Dieser Moment wird zweckmäßigerweise für folgende Messungen als Synchronisations-Zeitpunkt benutzt. Natürlich kann auch jeder andere zuverlässig erfaßbare markante Punkt im Abstandsmeßsignal als Synchronisations zeitpunkt benutzt werden, z. B. ein Wendepunkt, o. ä. From the shape of the measurement signal shown in FIG. 12 as a function of time, the electronics recognize when the measurement module 3 has detected the measurement surface 4 lying on the road surface 6 on the inside of the vehicle tire 2 . In particular, if the measuring direction is perpendicular to the road surface 6 , a minimum occurs in the detected distance signal. This moment is expediently used as the synchronization time for the following measurements. Of course, any other reliably detectable point in the distance measurement signal can be used as a synchronization time, z. B. a turning point, or the like.

Die nachfolgenden Messungen werden zeitlich so koordiniert, daß mit den Abstandsmessungen erst kurz vor dem Zeitpunkt, bei welchem die vom Meßsignal überwachte Meßfläche 4 auf der Innenseite des Fahrzeugreifens 2 auf dem Fahrbahnbelag 6 auftritt, begonnen wird (Meßbeginn). Wenn die überwachte Meßfläche 4 den Straßenbelag 6 wieder verlassen hat (Meßende), werden die Messungen wieder gestoppt, wie in Fig. 11 und 12 anschaulich dargestellt.The subsequent measurements are coordinated in time so that the distance measurements only begin shortly before the measuring surface 4 monitored by the measurement signal appears on the inside of the vehicle tire 2 on the road surface 6 (start of measurement). When the monitored measuring surface 4 has left the road surface 6 again (end of measurement), the measurements are stopped again, as illustrated in FIGS. 11 and 12.

Die gemessenen Abstandswerte werden in die Speichereinheit 16 eingelesen und darin gespeichert. Die Systemsteuerung 10 gibt zwischen zwei Meßperioden zu einem Zeitpunkt, an welchem sich das Meßmodul 3 in der minimalen Abstandslage zum Empfangsmodul 7 bzw. 7a befindet, was im illustrierten Beispiel der oberen Lage entspricht, die gespeicherten Meßwerte zeitlich komprimiert über eine hochfrequente Datenübertragungsstrecke in Form eines Funksignals ab.The measured distance values are read into the storage unit 16 and stored therein. The system controller 10 gives between two measuring periods at a time at which the measuring module 3 is in the minimum distance to the receiving module 7 or 7 a, which corresponds to the upper position in the illustrated example, the stored measured values in a time-compressed manner via a high-frequency data transmission link in the form of a radio signal.

Nach Erreichen einer vollen Umdrehung des betreffenden Fahrzeugrades beginnt der Meß-/Übertragungszyklus von neuem.After reaching one full revolution of the one in question The measuring / transmission cycle starts again from the vehicle wheel.

Neben den oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung sind selbstverständlich für den Fachmann zahlreiche Modifikationen der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung bzw. des kompletten Überwachungssystems denkbar.In addition to the exemplary embodiments described above the invention are self-evident for the expert numerous modifications of the invention Monitoring device or the complete Monitoring system conceivable.

Beispielsweise kann zusätzlich eine Ausfallbestimmung des Systems eingerichtet werden, welche einen Ausfall des Systems bestimmt, wenn die Meßsignale nicht regelmäßig an den Empfangsmodulen 7 bzw. 7a erhalten werden. Auch läßt sich die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung natürlich in einfacher Weise mit den bereits bekannten Überwachungsvorrichtungen kombinieren.For example, a failure determination of the system can also be set up, which determines a failure of the system if the measurement signals are not regularly received at the receiving modules 7 or 7 a. The monitoring device according to the invention can of course also be combined in a simple manner with the monitoring devices already known.

BezugszeichenlisteReference list

1 Felge
2 Fahrzeugreifen
3 Abstandsmeßeinrichtung (Meßmodul)
4 Meßfläche
5 Bezugsfläche
6 Straßenbelag (Fahrbahnoberfläche)
7 Empfangsmodul Typ 1
7a Empfangsmodul Typ 2
8 Steuereinheit
9 Bordcomputer
10 Systemsteuerung
11 Laufzeit-Meßsystem
12 Temperaturfühler
13 Spannungsüberwachung
14 Versorgungsbatterie
15 Bewegungsmelder
16 Speichereinheit
17 Übertragungseinrichtung
18 Karosserie
19 Radkasten. 1 rim
2 vehicle tires
3 distance measuring device (measuring module)
4 measuring surface
5 reference surface
6 road surface (road surface)
7 Type 1 receiver module
7 a Type 2 receiver module
8 control unit
9 on-board computer
10 Control Panel
11 transit time measuring system
12 temperature sensors
13 Voltage monitoring
14 supply battery
15 motion detectors
16 storage unit
17 transmission device
18 body
19 wheel arch.

Claims

1. Monitoring device for monitoring an operating state of a vehicle tire ( 2 ) mounted on a rim ( 1 ), characterized by a distance measuring device ( 3 ) for measuring the distance between a measuring surface ( 4 ) on the inner wall of the vehicle tire ( 2 ) and one relative to the rim ( 1 ) fixed reference surface ( 5 ) and transmitting a corresponding output signal.

2. Monitoring device according to claim 1, characterized by a computing device for receiving the output signal of the distance measuring device ( 3 ), converting the same into a corrected output signal and outputting the corrected output signal.

3. Monitoring device according to claim 1 or 2, characterized by a synchronization device for determining when the measuring surface ( 5 ) in a support area of the vehicle tire ( 2 ) on a road surface ( 6 ) and actuating the distance measuring device ( 3 ) periodically synchronized thereto.

4. Monitoring device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance measuring device ( 3 ) in the between the vehicle tires ( 2 ) and rim ( 1 ) fixed interior on the rim ( 1 ) is attached.

5. Monitoring device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance measuring device ( 3 ) comprises a shaft device with a wave transmitter and a wave receiver for determining the distance in each case from a transit time of a wave signal between the wave transmitter, measuring surface ( 4 ) and wave receiver.

6. Monitoring device according to claim 5, characterized in that the shaft device is an ultrasonic Shaft device is.

7. Monitoring device according to claim 5, characterized in that the wave device is a microwave or a Radar wave device is.

8. Monitoring device according to claim 5, characterized in that that the wave device is an optical Shaft device is.

9. Monitoring device according to claim 6, characterized in that the shaft device is a combination of one Ultrasonic wave, microwave, radar wave and Optical wave device is.

10. Monitoring device according to one of the preceding claims, characterized by a transmission device ( 17 ) for transmitting the output signal or corrected output signal of the distance measuring device ( 3 ) and a receiving device ( 7 , 7 a) for receiving the transmitted output signal, the receiving device ( 7 , 7 a) spatially separated from the vehicle wheel comprising the rim ( 1 ) and the vehicle tire ( 2 ) on the body or the chassis of the associated vehicle.

11. Monitoring device according to claim 10, characterized in that the distance measuring device ( 3 ) comprises a memory device ( 16 ) in which the detected distance values are buffered before transmission.

12. Monitoring device according to claim 10 or 11, characterized in that the receiving device ( 7 , 7 a) is mounted in the immediate vicinity of the monitored vehicle tire ( 2 ).

13. Monitoring device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the transmission device ( 17 ) carries out the transmission by means of codable modulation.

14. Monitoring device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the receiving device ( 7 , 7 a) is designed such that a plurality of data channels are received simultaneously.

15. Monitoring device according to one of claims 10 to 14, characterized in that the transmission device ( 17 ) then carries out the transmission when the transmission device ( 17 ) and receiving device ( 7 , 7 a) have the smallest possible distance from one another.

16. Monitoring device according to one of claims 10 to 15, characterized by a control unit ( 8 ) for receiving the transmitted from the receiving device ( 7 ) transmitted output signal or corrected output signal and further processing the same.

17. Monitoring device according to claim 16, characterized in that the control unit ( 8 ) communicates with external data processing devices in the vehicle.

18. Monitoring device according to one of claims 10 to 15, characterized in that the receiving device ( 7 a) has a data processing part and communicates directly with external data processing devices in the vehicle via a data bus.

19. Monitoring device according to one of the preceding claims, characterized by a movement detection device ( 15 ) for detecting a movement of the monitored vehicle tire ( 2 ) and activating or deactivating the distance measuring device ( 3 ) as a function of the detected movement.

20. A method for monitoring an operating condition of a mounted on a rim (1) vehicle tire (2), characterized by the steps of:

a) Measuring a distance in the interior defined by the rim ( 1 ) and vehicle tires ( 2 ) between a measuring surface ( 4 ) on the inner wall of the vehicle tire ( 2 ) and a reference surface ( 5 ) fixed relative to the rim ( 1 ) within a first predetermined period of time during a wheel revolution;
b) temporarily storing the measured distance values in the interior;
c) Wireless transmission of the stored distance values from the interior to the outside of the vehicle wheel in question within a second predetermined time period during the wheel rotation.

21. The method according to claim 20, characterized by a step of synchronizing the first and second predetermined time period using the distance measuring signal of the distance measuring device ( 3 ) with the wheel rotation.