DE102004039837B4

DE102004039837B4 - System zur Überwachung des Reifenluftdrucks eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102004039837B4
Application number: DE102004039837.2A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Francis
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2004-08-17
Filing date: 2004-08-17
Publication date: 2016-05-19
Anticipated expiration: 2024-08-18
Also published as: DE102004039837A1

Abstract

System zur Überwachung des Reifenluftdrucks eines Fahrzeugs, enthaltend eine radfeste Messeinrichtung (4) mit einer Sensoreinrichtung (8) zum Erfassen einer reifenluftdruckabhängigen Größe des zugehörigen Reifens und eine radfeste Auswerteinrichtung (10, 12) zum Erzeugen eines von der erfassten Größe abhängigen Ausgangssignals sowie eine Anzeigeeinrichtung (18, 20, 22; 6) zum Erzeugen eines Warnsignals, wobei die radfeste Auswerteinrichtung (10, 12) zum Feststellen, ob die erfasste Größe von einem vorbestimmten Wert der Größe um mehr als ein Schwellwert abweicht und zum Erzeugen des Ausgangssignals bei überschwelliger Abweichung ausgebildet ist, auf welches Ausgangssignal hin die Anzeigeeinrichtung (18, 20, 22; 6) eine Warnung anzeigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinrichtung eine Schaltung (10) enthält, die das an ihrem Eingang liegende Signal der Sensoreinrichtung (8) mit einer Hysterese behaftet, so dass das Ausgangssignal auf Basis des hysteresebehafteten Signals der Sensoreinrichtung (8) erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Erfindung ein System zur Überwachung des Reifenluftdrucks eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In modernen Fahrzeugen werden zunehmend Systeme zur Überwachung des Reifenluftdrucks eines Fahrzeugs eingesetzt. Dabei werden, wie beispielsweise aus der JP 2001063326-A bekannt, Reifenluftdruckdaten von einer radfesten Messeinrichtung berührungslos zu einer fahrzeugfesten Auswerte- bzw. Anzeigeeinrichtung gesendet, in der der gemessene Reifenluftdruck mit einem ggf. von Fahrzeugbetriebsparametern, wie der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugbeladung usw. abhängigem Schwellwert verglichen wird und bei überschwelliger Abweichung ein Warnsignal erzeugt wird.
Ein Problem bekannter Reifenluftdrucküberwachungssysteme liegt darin, dass die radfeste Messeinrichtung und die fahrzeugfeste Anzeigeeinrichtung nach Einbau in das Fahrzeug oder bei Änderungen, beispielsweise einem Reifenwechsel, initialisiert werden müssen. Des Weiteren sind die Systeme meistens derart ausgebildet, dass das vom Rad zum Fahrzeug gesendete Reifenluftdruckssignal kontinuierlich gesendet wird, was den Energieverbrauch erhöht.
Die DE 196 02 593 C1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung an Rädern mit Luftreifen zum Signalisieren des Reifendrucks.
Die DE 43 03 583 C2 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Die WO 97/00785 A1 offenbart eine Kombination eines Ventils mit einem Transducer, der ein im Ventil erfasstes Drucksignal an einen Benutzer sendet.
Die US 2004/0065398 A1 offenbart ein Sicherheitssystem, welches bei einem Luftdruckabfall in einem Reifen ein mit Druck beaufschlagtes Gas erzeugt, um den Luftdruck in dem Reifen zumindest kurzfristig anzuheben.
Die DE 10 2004 029 414 A1 offenbart eine Reifenpannenerkennungsvorrichtung, die eine Deformierung des Reifens detektiert und das Detektionsergebnis an eine Anzeigeeinheit sendet.
Die US 4,703,650 A offenbart eine Vorrichtung zum Überwachen der Temperatur und des Drucks eines Reifens, wobei die erfassten Temperatur- und Drucksignale in Impulssignale codiert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in seinem Aufbau einfaches System zur Überwachung des Reifenluftdrucks eines Fahrzeugs zu schaffen, das bei hoher Funktionssicherheit nur minimale Anforderungen beim Einbau in das Fahrzeug stellt.
Diese Aufgabe wird mit einem System zur Überwachung des Reifenluftdrucks eines Fahrzeugs entsprechend dem Anspruch 1 gelöst.
Bei dem System gemäß Anspruch 1 ist es nicht notwendig, Drucksignale oder sonst wie entsprechend der Auflösung des Messsystems mehr oder weniger kontinuierlich veränderbare Signale zum Fahrzeug zu übertragen und dort auszuwerten. Bei dem System erzeugt die radfeste Messeinrichtung bei unzulässigem Reifenluftdruck ein Ausgangssignal, das zu einer vom Rad selbst abgegebenen Warnung und/oder bei berührungsloser Übertragung zum Fahrzeug zu einer Warnanzeige einer fahrzeugfesten Anzeigeeinheit führt.
Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems gerichtet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
Es stellen dar:
1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems und
2 ein hysteresebehaftetes, in der radfesten Messeinrichtung verarbeitetes Signal.
Gemäß 1 kommuniziert eine insgesamt mit 4 bezeichnete radfeste Messeinrichtung mit einer insgesamt mit 6 bezeichneten fahrzeugfesten Anzeigeeinrichtung.
Die Messeinrichtung 4, die beispielsweise an einer Radfelge montiert ist, enthält einen Drucksensor 8 zum Erfassen eines innerhalb eines Fahrzeugreifens herrschenden Luftdrucks.
Der Drucksensor 8 ist mit einer Schaltung 10 verbunden, die das normalerweise nicht oder kaum hysteresebehaftete Ausgangssignal des Drucksensors 8 hysteresebehaftet macht. Die Schaltung 10 ist mit einer Auswertschaltung 12 verbunden, in der das Ausgangssignal der Schaltung 10 mit einem in einem Speicherbaustein der Auswertschaltung 12 gespeicherten Sollwert verglichen wird.
Die Auswertschaltung 12 ist mit einer Sendeschaltung 14 verbunden, die das Ausgangssignal der Auswertschaltung 12 in zum Senden über eine Antenne 16 geeignete Impulse umwandelt.
Der Ausgang der Auswertschaltung 12 ist weiter mit einem Eingang einer Schaltung 18 verbunden, die ein mit dem Reifenluftdruck beaufschlagtes Ventil 20 steuert, das mit einem akustischen Signalgeber, beispielsweise einer Pfeife 22, verbunden ist.
Zur Energieversorgung der geschilderten Bauteile dient eine radfeste Batterie 24.
Die fahrzeugfeste Anzeigeeinrichtung 6 enthält eine Empfangsantenne 26, die über eine Empfangsschaltung 28 mit einer Anzeigeeinheit 30 verbunden ist.
Der Aufbau und die Funktion der geschilderten Bausteine können an sich bekannter Art sein und werden daher nicht im Einzelnen erläutert. Erläutert wird vielmehr das Zusammenwirken der beschriebenen Bausteine:
Sei angenommen, eine Spannungs-Druckkennlinie des Drucksensors 8 habe die Form der in 2 strichpunktiert eingezeichneten Kurve a. Diese Kurve a wird in der Schaltung 10 in an sich bekannter Weise hysteresebehaftet, so dass die Kennlinie des Drucksensors 8 bei zunehmendem Druck der Kurve c entspricht und bei abnehmendem Druck der Kurve b entspricht. An der Auswertschaltung 12 liegen je nach Verlauf des vom Drucksensor 8 erfassten Reifenluftdrucks Werte, die den Kurven b und c entsprechen.
In der Auswertschaltung 12 ist ein Wert V₁ gespeichert, der dem Ausgangssignal des Drucksensors 8 bei einem Reifenluftdruck P₁ entspricht, der im dargestellten Beispiel der Soll-Luftdruck sein soll. Die Auswertschaltung 12 enthält einen bistabilen Schaltkreis, beispielsweise eine Schmitt-Triggerschaltung, deren Ausgang einen ersten vorbestimmten Wert annimmt, wenn seine Eingangsspannung im dargestellten Beispiel über V₁ liegt und einen zweiten vorbestimmten Wert annimmt, wenn seine Eingangsspannung unter V₁ liegt. Im dargestellten Beispiel bedeutet das, dass bei ansteigendem Luftdruck der bistabile Schaltkreis vom zweiten Zustand in den ersten übergeht, wenn der Reifenluftdruck den Wert P₁₊ übersteigt, wohingegen die bistabile Schaltung vom ersten in den zweiten Zustand bei abfallendem Reifenluftdruck erst übergeht, wenn der niedrigere Reifenluftdruck P_1– unterschritten wird. Wenn sich die bistabile Schaltung in ihrem zweiten Zustand befindet, wird am Ausgang der Auswertschaltung 12 ein Ausgangssignal erzeugt, das von der Sendeschaltung über die Antenne 16 an die fahrzeugfeste Antenne 26 gesendet wird und in der fahrzeugfesten Empfangsschaltung 28 in ein Signal umgewandelt wird, das in der Anzeigeeinheit 30 als Warnsignal angezeigt wird.
Bei Vorhandensein eines Ausgangssignals (zweiter Zustand des bistabilen Schaltkreises) in der Auswertschaltung 12 erzeugt die Schaltung 18 ein Ausgangssignal, auf welches hin das Ventil 20 öffnet, so dass die fahrzeugfeste Pfeife 22, die vom noch vorhandenen Luftdruck im Reifen gespeist wird, einen Warnton abgibt.
Das beschriebene System kann in vielfältiger Weise abgeändert werden:
Beispielsweise kann an Stelle des Drucksensors 8 ein Verformungssensor vorgesehen sein, der die Reifenverformung als eine vom Luftdruck abhängige Größe erfasst. Zusätzlich zum Drucksensor 8 kann ein Temperatursensor 32 vorhanden sein, der den vom Drucksensor 8 ermittelten Druck auf eine Normtemperatur umrechnet. Zusätzlich kann radfest ein Umdrehungs- bzw. Geschwindigkeitssensor vorgesehen sein, in Abhängigkeit von dessen Ausgangssignal der in der Auswertschaltung 12 gespeicherte Sollwert verändert wird. Dieser Sollwert kann auch von einer Umgebungstemperatur oder einer Fahrzeugbeladung abhängig sein, die aus dem Ausgangssignal des Drucksensors 8 und einem weiteren nicht dargestellten Verformungssensor ermittelbar ist, mit dem die Reifenverformung gemessen wird. Es versteht sich, dass der in der Auswertschaltung 12 gespeicherte Sollwert reifenabhängig ist und beispielsweise bei Neumontage eines Reifens gesetzt wird.
In einer vereinfachten Ausführungsform des Systems fehlt die Sendeschaltung 14 mit der Antenne 16 und fehlt die fahrzeugfeste Anzeigeeinrichtung 6, so dass nur die durch die Bausteine 18, 20 und 22 gebildete radfeste Anzeigeeinrichtung warnt.
Alternativ kann die radfeste Anzeigeeinrichtung fehlen und kann die Warnung nur über die fahrzeugfeste Anzeigeeinheit 28 erfolgen.
Die Batterie 24 kann fehlen und die Energieversorgung kann in an sich bekannter Weise berührungslos vom Fahrzeug her erfolgen.
Die Auswertschaltung 12 kann derart ausgebildet sein, dass sie unterschiedliche Ausgangssignale erzeugt, die beispielsweise auch einen überschwellig zu hohen Luftdruck anzeigen, der für das Fahrverhalten des Fahrzeugs gefährlich sein kann. Beispielsweise kann die Schaltung derart abgeändert werden, dass der Druck p₁ (2) einen Überdruck darstellt, dem die Spannung V₁ und die ”Hysteresedrucke” P_1– und p₁₊ zugeordnet sind. Ein weiterer Druckwert p₂, der niedriger ist als p₁, stellt einen Unterdruck dar, dem eine Spannung V₂ und ”Hysteresedrucke” p_2– und p₂₊ zugeordnet sind. Bei Überschreiten des Überdruckes oder Unterschreiten des Unterdruckes kann gewarnt werden.
Es kann jedes Fahrzeugrad mit einer Messeinrichtung 4 versehen sein. Die Reichweite der von den Sendeantennen 16 abgestrahlten Signale kann derart kurz sein, dass nur den jeweiligen Rädern zugeordnete Antennen 24 diese Signale empfangen, so dass die Räder fahrzeugfest erkennbar sind und in der Anzeigeeinheit 28 entsprechend zusätzlich signalisiert werden können.
Die Sendeschaltung 14 ist vorteilhafterweise derart gebaut, dass sie nur bei Vorhandensein eines Ausgangssignals der Auswertschaltung 12 (fehlerhafter Reifenluftdruck) aktiviert wird, so dass Energie gespart wird.
Insgesamt bildet die radfeste Messeinrichtung 4 eine autarke und bei der Montage des Rades am Fahrzeug mit keinerlei zusätzlichen Manipulationen an der fahrzeugfesten Anzeigeeinrichtung 6 verbundene Überwachungseinrichtung, die bei geringem Energieverbrauch und entsprechend hoher Lebensdauer der Batterie 24 über lange Zeit sicher funktioniert.

Claims

System zur Überwachung des Reifenluftdrucks eines Fahrzeugs, enthaltend eine radfeste Messeinrichtung (4) mit einer Sensoreinrichtung (8) zum Erfassen einer reifenluftdruckabhängigen Größe des zugehörigen Reifens und eine radfeste Auswerteinrichtung (10, 12) zum Erzeugen eines von der erfassten Größe abhängigen Ausgangssignals sowie eine Anzeigeeinrichtung (18, 20, 22; 6) zum Erzeugen eines Warnsignals, wobei die radfeste Auswerteinrichtung (10, 12) zum Feststellen, ob die erfasste Größe von einem vorbestimmten Wert der Größe um mehr als ein Schwellwert abweicht und zum Erzeugen des Ausgangssignals bei überschwelliger Abweichung ausgebildet ist, auf welches Ausgangssignal hin die Anzeigeeinrichtung (18, 20, 22; 6) eine Warnung anzeigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinrichtung eine Schaltung (10) enthält, die das an ihrem Eingang liegende Signal der Sensoreinrichtung (8) mit einer Hysterese behaftet, so dass das Ausgangssignal auf Basis des hysteresebehafteten Signals der Sensoreinrichtung (8) erzeugt wird.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinrichtung (10, 12) eine der Schaltung (10) zur Hysteresebehaftung des Signals der Sensoreinrichtung (8) nachgeschaltete bistabile Schaltung (2) enthält, deren Ausgangssignal sich bei Über- oder Unterschreiten einer an der bistabilen Schaltung anliegenden vorbestimmten Eingangsspannung zwischen zwei Werten ändert.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radfeste Messeinrichtung (4) eine Sendeeinrichtung (14, 16) zum Senden des Ausgangssignals enthält, dass die Anzeigeeinrichtung (6) fahrzeugfest ist und eine Empfangseinheit (26, 28) zum Empfangen des Ausgangssignals und eine Anzeigeeinheit (30) zum Anzeigen eines Warnsignals bei Vorhandensein eines Ausgangssignals enthält.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (14, 16) nur bei Vorhandensein des Ausgangssignals sendet.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinrichtung (4) unterschiedliche, von der Abweichung zwischen dem erfassten Wert der reifenluftdruckabhängigen Größe und deren vorbestimmten Wert abhängige Ausgangssignale erzeugt, die in der Anzeigeeinheit (30) als unterschiedliche Warnsignale angezeigt werden.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Wert der reifenluftdruckabhängigen Größe von Betriebsparametern des Fahrzeugrades abhängt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Fahrzeugrad mit einer radfesten Messeinrichtung (4) versehen ist und die Anzeigeeinheit (30) eine radspezifische Warnung anzeigt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste reifenluftdruckabhängige Größe eine Reifenverformung ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste reifenluftdruckabhängige Größe der Reifenluftdruck ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine radfeste Anzeigeeinrichtung (18, 20, 22) vorgesehen ist, die einen vom Luftdruck im Reifen gespeisten Warntongeber (22) enthält, der bei vorhandenem Ausgangssignal der Auswerteinrichtung aktiviert wird.