DE102014005071A1

DE102014005071A1 - Vorrichtung zur Reifendruckmessung

Info

Publication number: DE102014005071A1
Application number: DE102014005071.8A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-04-07
Filing date: 2014-04-07
Publication date: 2015-10-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reifendruckmessung umfassend ein Drucksensorsystem zum Messen des Reifeninnendrucks, ein System zur induktiven Energieübertragung oder induktiven Energieerzeugung und ein System zur Datenübermittlung, wobei das System zur induktiven Energieübertragung oder induktiven Energieerzeugung mindestens einen Drucksensor mit Energie versorgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reifendruckmessung.
Seit einigen Jahren wird versucht, die Sicherheit von Kraftfahrzeugen durch eine Kontrolle des Reifendrucks zu verbessern. Dabei wird der Reifendruck nicht während Routinekontrollen von außen gemessen, sondern durch Sensoren in Echtzeit ermittelt, selbst wenn sich das Fahrzeug bewegt.
Für die Anbringung der Sensoren gibt es zurzeit Systeme, bei denen ein Drucksensor innen am Ventil oder im Inneren des Reifens, mittels eines Bandes an der Felge, oder an Stelle der Ventilkappe auf dem Ventil befestigt wird. All diese Systeme übermitteln ihre Daten per Funk an ein Auswertungssystem im Fahrzeug.
Die bekannten Systeme werden durch Batterien mit Energie versorgt, welche eine Lebensdauer von ca. 7 bis 10 Jahren haben. Nach Ablauf dieser Zeit muss der Sensor ersetzt werden, was mit einem Ausbau des Reifens einhergeht.
Nachteil der bekannten Systeme ist ihr hoher Preis, insbesondere bei der Nachrüstung, ihr vergleichsweise hohes Gewicht, welches sich als zu kompensierende Unwucht im Rad niederschlägt und eine begrenzte Zeit der Energieversorgung, die mit weiteren Kosten verbunden ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die den Benutzer in die Lage versetzt, den Reifendruck auf eine günstige Weise über eine lange Zeit zu ermitteln.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reifendruckmessung umfasst ein Drucksensorsystem zum Messen des Reifeninnendrucks, ein System zur induktiven Energieübertragung oder induktiven Energieerzeugung und ein System zur Datenübermittlung, wobei das System zur induktiven Energieübertragung oder induktiven Energieerzeugung mindestens einen Drucksensor mit Energie versorgt.
Das Verfahren, welches mit einer solchen Vorrichtung ausgeführt werden kann, basiert darauf, dass das Drucksensorsystem den Luftdruck in einem oder mehreren Reifen misst und diese Daten mittels des Systems zur Datenübertragung an ein Auswertungssystem weitergibt, das nicht zwingend Teil der Vorrichtung sein muss. Das Sensorsystem erhält seine Energie durch induktive Erzeugung oder durch induktive Energieübertragung.
Das Drucksensorsystem umfasst mindestens einen Drucksensor. Jeder Drucksensor ist dazu ausgelegt, in einem Fahrzeugreifen angeordnet zu werden. Bevorzugte Positionen sind innen am Ventil, an der Felge im Innenraum des Reifens oder am Reifen selber. In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Drucksensor am oder im Gummi der Innenschicht der Seitenwand eines Reifens eingearbeitet oder eingeklebt. In einer weiteren Ausführungsform ist ein Drucksensor an der Innenseite der Felge angebracht, insbesondere geklebt oder mit Bändern befestigt, bevorzugt ist die Felge bereits mit einem solchen Drucksensor ausgestattet.
Das System zur induktiven Energieerzeugung umfasst bevorzugt mindestens ein magnetisches Element und mindestens eine elektrisch leitende Spule, wobei sich das mindestens eine magnetische Element relativ zu der mindestens einen Spule bewegen kann, so dass die Spule(n) einem magnetischen Wechselfeld ausgesetzt ist/sind. Solche Systeme sind dem Fachmann bekannt (z. B. Dynamos, Linearinduktoren).
Das System zur induktiven Energieübertragung umfasst mindestens zwei elektrisch leitfähige Spulen, von denen mindestens zwei so angeordnet sind, dass durch das Magnetfeld eines fließenden Stromes in mindestens einer Spule ein Strom in mindestens einer anderen Spule induziert wird. Auch solche Systeme sind dem Fachmann bekannt.
Bei der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens einer der Drucksensoren des Drucksensorsystems bevorzugt mindestens eine elektrisch leitfähige Spule („Innenspule”), die mit diesem so verbunden ist, dass Strom, der in dieser Spule induziert wird, den Drucksensor mit Energie versorgt. Die Spule ist bevorzugt im Inneren eines Reifens angeordnet, und insbesondere zusammen mit dem Sensor auf entsprechende Art und Weise wie der Sensor befestigt. In einer bevorzugten Ausführungsform bildet die Innenspule zusammen mit mindestens einem magnetischen Element, welches ebenfalls im Reifen angeordnet ist, einen Teil eines Systems zur induktiven Energieerzeugung. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bildet die oben genannte Innenspule zusammen mit einer weiteren elektrisch leitfähigen Spule, welche außerhalb des Innenraumes des Reifens montiert ist („Außenspule”), einen Teil eines Systems zur induktiven Energieübertragung. Die Außenspule wird dabei von einer Energiequelle mit Energie versorgt, bevorzugt der Autobatterie mittels Kabeln und Schleifkontakten, einer außen am Rad angebrachten (und damit leicht austauschbaren) Batterie, einer außen am Rad angebrachten Solarzelle, oder einem System zur induktiven Energieerzeugung.
Das System zur induktiven Energieübertragung hat den Vorteil, dass es sehr leicht gestaltet werden kann, zumindest was die Komponenten betrifft, die am Reifen angebracht werden. Selbst bei Verwendung einer Solarzelle mit Akkumulator als Energieerzeuger oder eines induktiven Energieerzeugers kann die Unwucht am Rad sehr klein gehalten werden, indem die schweren Komponenten nahe der Nabe oder direkt darauf angeordnet werden. Somit würden lediglich die äußerst geringe Masse von Drucksensor, Innenspule und Außenspule zur Unwucht beitragen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei der die Innenspule innen an der Seitenwand des Reifens angeordnet ist, ist die Außenspule insbesondere an der Außenseite der Seitenwand des Reifens genau neben der Innenspule angebracht, so dass die beiden Spulen nur durch das Material der Reifenwand getrennt sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei der die Innenspule innen an der Felge angeordnet ist, ist die Außenspule insbesondere an der Außenseite der Felge genau neben der Innenspule angebracht, so dass die beiden Spulen nur durch das Material der Felgenwand getrennt sind.
Das System zur Datenübertragung umfasst mindestens ein Element zur Datenübertragung. Elemente zur Datenübertragung per Funk werden dabei bereits zu ähnlichen Aufgaben verwendet. Das System zur Datenübertragung steht mit einem Auswertungssystem in Datenkontakt, welches nicht zwingend Teil der Vorrichtung sein muss. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Auswertungssystem Teil der Vorrichtung und ist insbesondere dazu ausgelegt, die empfangenen Daten auf einer Anzeige im Fahrzeug darzustellen und/oder diese Daten an eine Fahrzeugleitstelle zu senden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das System zur Datenübertragung dazu ausgelegt, mittels Bluetooth Kontakt zu mobilen Geräten herzustellen und die Daten an diese Geräte zu übertragen. Dies hat den Vorteil, dass auch Fahrzeuge, welche keine geeigneten Anzeigegeräte umfassen, mit der hier beschriebenen Vorrichtung ausgestattet werden können. Die Daten werden in diesem Falle einfach an ein Mobiltelefon oder einen Tabletcomputer gesendet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein Drucksensor mit einem Element zur Datenübertragung ausgestattet, welches sich zusammen mit dem Drucksensor im Inneren des Reifens befindet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dieses Element zur Datenübertragung ein Element zur Datenübertragung per Funk.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist dieses im Inneren des Reifens angeordnete Element zur Datenübertragung dazu geeignet, die Daten direkt nach außen zu übertragen, von wo diese Daten dann durch ein anderes Element zur Datenübertragung weitergeleitet werden können. Dies hat den Vorteil, dass nur sehr wenig Energie im Innenraum des Reifens zur Verfügung stehen muss.
Ein bevorzugtes Element für diese Datenübertragung ist eine Elektronik, die diese Daten als elektrische Signale auf die Innenspule aufprägen kann, welche dann von einer entsprechenden Elektronik an der Außenspule aus dem Wechselstrom der Energieübertragung herausgefiltert werden können. Ein weiteres bevorzugtes Element für diese Datenübertragung ist ein Schallerzeuger, welcher die Daten als Schallwellen an die Felge weitergeben kann, welche dann von einem Mikrofon an der Felge im Außenbereich des Reifens empfangen werden und dann aus den Hintergrundgeräuschen herausgefiltert werden. Ein weiteres bevorzugtes Element für diese Datenübertragung ist eine Magnetspule, welche die Daten in Form magnetischer Wechselfelder an die Felge überträgt, die dann mit einer entsprechenden Spule an der Außenseite mittels Induktion empfangen werden können.
Die Unwucht, die durch das Gewicht der am Rad angebrachten Komponenten der Vorrichtung entsteht, kann beim Auswuchten des Rads kompensiert werden. Die diese Unwucht erzeugende Masse kann bei einem Verzicht auf eine Batterie sehr klein gehalten werden, so dass einzig Drucksensor, Innenspule und Außenspule zur Unwucht beitragen. Alle anderen Komponenten können bei dieser Vorrichtung in Bereichen postiert werden, in denen sie nur schwach oder überhaupt nicht zu einer Unwucht beitragen. Es wird eine Ausführungsform bevorzugt, bei der eine identische Vorrichtung oder identische Komponenten der Vorrichtung relativ zum Rad 180° versetzt angeordnet sind. Auf diese Weise heben sich beide Unwuchten auf und es ist eine redundante Messung möglich. Da der Preis für die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgrund der fehlenden, teuren Batterie, wie sie bisher verwendet wird, gering ist, könnte diese Lösung durchaus auch wirtschaftlich noch von Vorteil sein.
Beispiele für bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Abbildungen dargestellt.
1 zeigt schematisch die Positionierung eines Drucksensors in einem Rad.
2 zeigt den schematischen Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform.
In 1 sind zwei mögliche Positionen von Drucksensoren 1 bei bevorzugten Ausführungsformen gezeigt. Ein Drucksensor 1 kann zum einen an der Innenschicht der Seitenwand des Reifens 2 angebracht sein (oben gezeigter Drucksensor 1) oder zum anderen an der Felge 3 angebracht sein (unten liegender Drucksensor 1).
2 zeigt eine Skizze einer bevorzugten Ausführungsform. Der Drucksensor 1 wird von einer Innenspule 4 mit Energie versorgt, was durch die Verbindung von Spule und Sensor mit schwarzen Strichen angedeutet wird. In einer Außenspule 5 fließt ein Strom (nicht dargestellt) und induziert einen Strom in der Innenspule 4. Zwischen Außen- und Innenspule befindet sich das Material des Rades. In dieser Figur ist es das Material der Wand des Reifens 2. Genauso könnte es jedoch auch das Material der Felge 3 sein, wenn man. die Anordnung des Drucksensors 1 an der Felge 3 in 1 betrachten würde.

Claims

Vorrichtung zur Reifendruckmessung umfassend ein Drucksensorsystem zum Messen des Reifeninnendrucks, ein System zur induktiven Energieübertragung oder induktiven Energieerzeugung und ein System zur Datenübermittlung, wobei das System zur induktiven Energieübertragung oder induktiven Energieerzeugung mindestens einen Drucksensor mit Energie versorgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Drucksensor dazu ausgelegt ist, in einem Fahrzeugreifen angeordnet zu werden, bevorzugt innen am Ventil, an der Felge im Innenraum des Reifens oder am Reifen selber, wobei insbesondere mindestens ein Drucksensor am oder im Gummi der Innenschicht der Seitenwand eines Reifens eingearbeitet oder eingeklebt ist und/oder mindestens ein Drucksensor an der Innenseite der Felge angebracht ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Drucksensoren des Drucksensorsystems bevorzugt mindestens eine elektrisch leitfähige Spule („Innenspule”) umfasst, die mit diesem so verbunden ist, dass Strom, der in dieser Spule induziert wird, den Drucksensor mit Energie versorgt, wobei die Spule bevorzugt zusammen mit dem Drucksensor im Inneren eines Reifens angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenspule zusammen mit einer weiteren elektrisch leitfähigen Spule, welche außerhalb des Innenraumes des Reifens montiert ist („Außenspule”), einen Teil eines Systems zur induktiven Energieübertragung bildet, wobei die Außenspule von einer Energiequelle mit Energie versorgt wird, bevorzugt mittels der Autobatterie, einer außen am Rad angebrachten Batterie, einer außen am Rad angebrachten Solarzelle oder mittels eines Systems zur induktiven Energieerzeugung.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenspule innen an der Seitenwand des Reifens angeordnet ist und die Außenspule an der Außenseite der Seitenwand des Reifens genau neben der Innenspule angebracht ist, so dass die beiden Spulen nur durch das Material der Reifenwand getrennt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenspule innen an der Felge angeordnet ist und die Außenspule an der Außenseite der Felge genau neben der Innenspule angebracht ist, so dass die beiden Spulen nur durch das Material der Felge getrennt sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System zur Datenübertragung mindestens ein Element zur Datenübertragung umfasst und dazu ausgelegt ist, mit einem Auswertungssystem in Datenkontakt zu stehen, wobei das System zur Datenübertragung insbesondere dazu ausgelegt ist, mittels Bluetooth Kontakt zu mobilen Geräten herzustellen und die Daten an diese Geräte zu übertragen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Drucksensor mit einem Element zur Datenübertragung ausgestattet ist, welches sich zusammen mit dem Drucksensor im Inneren des Reifens befindet, wobei dieses Element zur Datenübertragung bevorzugt ein Element zur Datenübertragung per Funk ist oder dazu geeignet ist, die Daten direkt nach außen zu übertragen, von wo diese Daten dann durch ein anderes Element zur Datenübertragung weitergeleitet werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Element für die Datenübertragung eine Elektronik ist, die Daten als elektrische Signale auf die Innenspule aufprägen kann, und die Vorrichtung zusätzlich ein Element umfasst, welches dazu ausgelegt ist, diese Daten an der Außenspule aus dem Wechselstrom der Energieübertragung herauszufiltern, und/oder dass mindestens ein Element für die Datenübertragung ein Schallerzeuger ist, welcher die Daten als Schallwellen an die Felge weitergeben kann, und die Vorrichtung zusätzlich ein Mikrofon zum Empfang dieser Daten umfasst, und/oder dass mindestens ein Element für die Datenübertragung eine Magnetspule ist, welche die Daten in Form magnetischer Wechselfelder an die Felge überträgt, und die Vorrichtung zusätzlich eine Spule zum Empfang dieser Daten mittels Induktion umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwucht, die durch das Gewicht der am Rad angebrachten Komponenten der Vorrichtung entsteht, dadurch kompensiert wird, dass identische Komponenten der Vorrichtung relativ zum Rad 180° versetzt angeordnet sind.