DE102017210935A1 - Sensor module and tires with such a sensor module - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sensormodul zum Erfassen eines Reifendruckes (pR) in einem Innenraum (5) eines Reifen (3) eines Fahrzeuges, mit einem Sensorgehäuse (11) und einem in dem Sensorgehäuse (11) angeordneten Sensorelement (12), wobei das Sensorelement (12) über eine Öffnung (13) in dem Sensorgehäuse (11) mit einem das Sensormodul (6) zumindest teilweise umgebenden Sensor-Außenbereich (14) wechselwirken kann, wobei in dem Sensor-Außenbereich (14) ein Zwischendruck (pZ) wirkt und das Sensormodul (6) ausgebildet ist, über das Sensorelement (12) eine den Zwischendruck (pZ) charakterisierende elektrische Messgröße zu erfassen.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Sensor-Außenbereich (14) durch eine elastische Umhüllung (9) des Sensormoduls (6) begrenzt ist, wobei der Sensor-Außenbereich (14) mit dem Innenraum (5) des Reifens (3) über die elastische Umhüllung (9) derartig druckübertragend wechselwirken kann, dass der in dem Innenraum (5) des Reifens (3) vorherrschende Reifendruck (pR) über eine Transferfunktion (F) aus dem in dem Sensor-Außenbereich (14) wirkenden Zwischendruck (pZ) folgt, so dass aus der erfassten elektrischen Messgröße der Reifendruck (pR) ermittelt werden kann.The invention relates to a sensor module for detecting a tire pressure (pR) in an interior (5) of a tire (3) of a vehicle, comprising a sensor housing (11) and a sensor element (12) arranged in the sensor housing (11), wherein the sensor element (12) 12) via an opening (13) in the sensor housing (11) with a sensor module (6) at least partially surrounding sensor outer region (14) can interact, wherein in the sensor outer region (14) an intermediate pressure (pZ) acts and the Sensor module (6) is formed, via the sensor element (12) to detect the intermediate pressure (pZ) characterized electrical measure. According to the invention, that the sensor outer region (14) by an elastic sheath (9) of the sensor module (6) limited is, wherein the sensor outer region (14) with the interior (5) of the tire (3) via the elastic sheath (9) can interact in such a pressure-transmitting that prevail in the interior (5) of the tire (3) de tire pressure (pR) via a transfer function (F) from the in the sensor outer region (14) acting intermediate pressure (pZ) follows, so that from the detected electrical measurement variable, the tire pressure (pR) can be determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sensormodul zum Erfassen eines Reifendruckes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Reifen mit einem derartigen Sensormodul.The invention relates to a sensor module for detecting a tire pressure according to the preamble of claim 1 and a tire with such a sensor module.

Zum Erfassen eines Reifendruckes in einem Reifen eines Fahrzeuges sind Sensormodule bekannt, die in einem Innenraum des Reifens angeordnet sind und die über ein Sensorelement mit einem Sensor-Außenbereich der durch den Innenraum des Reifens gebildet ist, direkt wechselwirken, um den im Innenraum vorherrschenden Reifendruck zu erfassen. Derartige Sensormodule sind auch als TPM-Sensoren (tire pressure monitoring) bekannt, die über ein mikromechanisches Sensorelement direkt mit dem Medium im Innenraum des Reifens zusammenwirken und darüber den Reifendruck erfassen können. Dazu ist das mikromechanische Sensorelement zumindest teilweise in einem Sensorgehäuse angeordnet, wobei im Sensorgehäuse eine Öffnung angeordnet ist, über die das im Innenraum des Reifens befindliche Medium mit dem mikromechanischen Sensorelement in Wechselwirkung treten kann. Das mikromechanische Sensorelement ist weiterhin mit einer Verarbeitungseinheit verbunden, in dem die von dem mikromechanischen Sensorelement infolge der Wechselwirkung mit dem Medium in Abhängigkeit des wirkenden Reifendruckes erzeugten Messgrößen verarbeitet werden können.For detecting a tire pressure in a tire of a vehicle sensor modules are known, which are arranged in an inner space of the tire and which interact via a sensor element with a sensor outer region formed by the interior of the tire directly to the prevailing in the interior of the tire pressure to capture. Such sensor modules are also known as TPM sensors (tire pressure monitoring), which interact via a micromechanical sensor element directly with the medium in the interior of the tire and can detect the tire pressure. For this purpose, the micromechanical sensor element is at least partially disposed in a sensor housing, wherein in the sensor housing an opening is arranged, via which the medium located in the interior of the tire can interact with the micromechanical sensor element. The micromechanical sensor element is furthermore connected to a processing unit, in which the measured variables generated by the micromechanical sensor element as a consequence of the interaction with the medium as a function of the acting tire pressure can be processed.

Teil des Sensormoduls ist weiterhin ein Kommunikationsmodul, über das die von der Verarbeitungseinheit verarbeiteten Messgrößen vorzugsweise drahtlos ins Fahrzeug an eine Steuerelektronik übertragen werden können, um damit weitere Aktionen durchführen zu können, beispielsweise ein Warnsignal an den Fahrer auszugeben. Damit kann mit einem derartigen Sensormodul eine Reifendrucküberwachung auch während des Fahrbetriebes stattfinden.Part of the sensor module is furthermore a communication module, via which the measured variables processed by the processing unit can preferably be transmitted wirelessly into the vehicle to control electronics in order to be able to carry out further actions, for example to output a warning signal to the driver. Thus, with such a sensor module, a tire pressure monitoring also take place during driving.

Nachteilig bei derartigen Sensormodulen ist, dass die Öffnung im Sensorgehäuse, die für die Reifendruckmessung erforderlich ist, durch Schmutzpartikel im Innenraum des Reifens sowie auch durch Zusatzstoffe im Innenraum des Reifens, beispielsweise ein Fluid oder eine Flüssigkeit, die in landwirtschaftlichen Anwendungen in den Reifen eingefüllt werden, verschlossen werden kann. Dadurch kann das mikromechanische Sensorelement nicht mehr unbeeinflusst mit dem Medium im Innenraum des Reifens, beispielsweise der Luft, wechselwirken, so dass die Messung des Reifendruckes ungenau wird.A disadvantage of such sensor modules is that the opening in the sensor housing, which is required for the tire pressure measurement, by dirt particles in the interior of the tire as well as by additives in the interior of the tire, such as a fluid or a liquid, which are filled in agricultural applications in the tire , can be closed. As a result, the micromechanical sensor element can no longer interact with the medium in the interior of the tire, for example the air, without being influenced, so that the measurement of the tire pressure becomes inaccurate.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Sensormodul bereitzustellen, mit dem in einfacher und zuverlässiger Weise ein Reifendruck in einem Reifen erfasst werden kann. Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung, einen Reifen mit einem derartigen Sensormodul sowie ein Verfahren zum Ermitteln eines Reifendruckes mit einem derartigen Sensormodul anzugeben.It is therefore an object of the invention to provide a sensor module with which a tire pressure in a tire can be detected in a simple and reliable manner. It is another object of the invention to provide a tire with such a sensor module and a method for determining a tire pressure with such a sensor module.

Diese Aufgabe wird durch ein Sensormodul nach Anspruch 1, einem Reifen nach Anspruch 13 sowie einem Verfahren nach Anspruch 16 gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Weiterbildungen an.This object is achieved by a sensor module according to claim 1, a tire according to claim 13 and a method according to claim 16. The dependent claims indicate preferred developments.

Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, durch eine elastische Umhüllung einen von einem Innenraum eines Reifens abgegrenzten Sensor-Außenbereich zu schaffen, mit dem ein Sensorelement des Sensormoduls durch eine Öffnung wechselwirken kann, um eine elektrische Messgröße zu erfassen, die einen in dem Sensor-Außenbereich wirkenden Zwischendruck charakterisiert. Über die elastische Umhüllung kann der Sensor-Außenbereich mit dem Innenraum des Reifens derartig in druckübertragender Wirkverbindung stehen, dass der in dem Innenraum des Reifens vorherrschende Reifendruck über eine Transferfunktion aus dem in dem Sensor-Außenbereich wirkenden Zwischendruck folgt, so dass aus der erfassten elektrischen Messgröße der Reifendruck ermittelt werden kann.According to the invention, it is therefore provided, by means of an elastic covering, to create a sensor outer area delimited from an inner space of a tire, with which a sensor element of the sensor module can interact through an opening in order to detect an electrical measured variable which comprises an intermediate pressure acting in the sensor outer area characterized. By way of the elastic covering, the sensor outer region can be in pressure-transmitting operative connection with the interior of the tire in such a way that the tire pressure prevailing in the interior of the tire follows via a transfer function from the intermediate pressure acting in the sensor outer region, so that the detected electrical measured variable the tire pressure can be determined.

Somit wird erfindungsgemäß bereits erkannt, dass über die elastische Umhüllung Verschmutzungen und auch ein im Reifen einfüllbarer Zusatzstoff von dem Sensorelement ferngehalten werden können, so dass die Reifendruckmessung dadurch nicht beeinflusst wird. Vielmehr wird die Öffnung, über die das Sensorelement mit dem Sensor-Außenbereich wechselwirken kann, durch die elastische Umhüllung geschützt. Die Transferfunktion charakterisiert die über die elastische Umhüllung gewährleistete Wirkverbindung zwischen dem Innenraum und dem Sensor-Außenbereich, so dass über die Transferfunktion in einfacher Weise darauf geschlossen werden kann, wie stark sich ein im Innenraum wirkender Reifendruck auf den Sensor-Außenbereich überträgt.Thus, according to the invention, it is already recognized that dirt and also an additive that can be filled in the tire can be kept away from the sensor element via the elastic covering, so that the tire pressure measurement is not influenced thereby. Rather, the opening through which the sensor element can interact with the sensor outer area, protected by the elastic sheath. The transfer function characterizes the active connection between the interior space and the sensor exterior, which is ensured by way of the elastic covering, so that the transfer function makes it possible in a simple manner to determine how much a tire pressure acting in the interior is transmitted to the outside of the sensor.

Das Sensorelement kann vorzugsweise ein kapazitives Sensorelement sein, so dass vom Sensormodul als elektrische Messgröße eine Kapazität in Abhängigkeit des wirkenden Zwischendruckes erfasst und verarbeitet werden kann. Alternativ kann das Sensorelement auch ein resistives Sensorelement, beispielsweise piezoresistives Sensorelement, sein, so dass vom Sensormodul als elektrische Messgröße ein elektrischer Widerstand in Abhängigkeit des wirkenden Zwischendruckes erfasst und verarbeitet werden kann. Beide elektrischen Messgrößen erlauben eine zuverlässige Erfassung einer den Zwischendruck charakterisierenden Messgröße, die in einfacher Weise übertragen und weiterverarbeitet werden kann.The sensor element can preferably be a capacitive sensor element, so that a capacitance can be detected and processed by the sensor module as electrical measured variable as a function of the acting intermediate pressure. Alternatively, the sensor element can also be a resistive sensor element, for example a piezoresistive sensor element, so that the electrical resistance of the sensor module can be detected and processed as an electrical measurement variable as a function of the acting intermediate pressure. Both electrical measured variables allow reliable detection of a measurement variable characterizing the intermediate pressure, which can be transmitted and further processed in a simple manner.

Die elastische Umhüllung kann vorzugsweise aus einem elastomerartigen Material, beispielsweise einer Gummimischung gefertigt sein, die druckbeständig und Temperaturbeständig ist und sich somit dauerhaft als Begrenzung zwischen dem Innenraum und dem Sensor-Außenbereich eignet. Vorzugsweise ist die elastische Umhüllung dabei luftundurchlässig und/oder flüssigkeitsundurchlässig, so dass weder der Zusatzstoff noch Verunreinigungen und auch das im Innenraum unter dem Reifendruck stehende Medium nicht in den Sensor-Außenbereich gelangen können. Dadurch kann gewährleistet werden, dass der definierte, vorab kalibrierte Zusammenhang zwischen dem Zwischendruck und dem Reifendruck nicht unbeabsichtigt verfälscht wird. The elastic covering may preferably be made of an elastomeric material, for example a rubber compound, which is pressure-resistant and temperature-resistant and thus permanently suitable as a boundary between the interior and the sensor exterior. Preferably, the elastic sheath is impermeable to air and / or liquid impermeable, so that neither the additive nor impurities and also in the interior under the tire pressure medium can not get into the sensor outer area. This can ensure that the defined, pre-calibrated relationship between the intermediate pressure and the tire pressure is not inadvertently falsified.

Vorzugsweise kann in der elastischen Umhüllung ein Einstellventil angeordnet sein, mit dem ein kontrolliertes Belüften oder Entlüften des Sensor-Außenbereiches stattfinden kann, um beispielsweise einen Druckausgleich zwischen dem Sensor-Außenbereich und dem Innenraum des Reifens durchzuführen. Dies kann vorteilhaft sein, wenn durch einen zu hohen wirkenden Reifendruck oder eine zu hohe Temperatur bei der Berechnung über die Transferfunktion Nichtlinearitäten auftreten, unter denen die Ermittlung des Reifendruckes ungenau wird. Durch einen kontrollierten Druckausgleich kann auf einen Bereich der Transferfunktion zurückgegriffen werden, in dem derartige Nichtlinearitäten nicht mehr oder in geringerem Umfang auftreten.Preferably, an adjustment valve can be arranged in the elastic envelope, with which a controlled venting or venting of the sensor outer area can take place, for example to perform a pressure equalization between the sensor outer region and the interior of the tire. This can be advantageous if, due to too high a tire pressure or too high a temperature in the calculation via the transfer function, nonlinearities occur under which the determination of the tire pressure becomes inaccurate. Controlled pressure equalization makes it possible to resort to a region of the transfer function in which such nonlinearities no longer occur or to a lesser extent.

Das Einstellventil kann hierbei gemäß einer Ausbildung als ein selbstregulierendes Einstellventil, beispielsweise ein Rückschlagventil, oder gemäß einer alternativen Ausbildung als ein elektronisch steuerbares Ventil, beispielsweise ein Magnetventil ausgeführt sein, mit denen in einfacher Weise auch im Fahrbetrieb eingestellt werden kann, ab wann ein Druckausgleich stattfinden soll.The adjustment valve can be designed in this case according to a design as a self-regulating adjustment valve, for example a check valve, or according to an alternative embodiment as an electronically controllable valve, such as a solenoid valve with which can be adjusted in a simple manner while driving, from when a pressure equalization take place should.

Vorzugsweise weist das Sensormodul weiterhin eine Verarbeitungseinheit auf, in der die jeweilige Messgröße aufgenommen und weiterverarbeitet werden kann. Über die Auswerteeinheit kann hierbei bereits auf dem Sensormodul eine Umrechnung über die Transferfunktion in den Reifendruck oder eine den Reifendruck charakterisierende Größe stattfinden, wobei die Transferfunktion dazu auf dem Sensormodul z.B. in der Verarbeitungseinheit gespeichert ist. Die erfasste Messgröße oder eine damit zusammenhängende Größe wird dann über die Transferfunktion in den Reifendruck oder eine damit zusammenhängende Größe umgerechnet und diese zur weiteren Verwendung ausgegeben.Preferably, the sensor module further comprises a processing unit, in which the respective measured variable can be recorded and further processed. By way of the evaluation unit, a conversion via the transfer function into the tire pressure or a variable characterizing the tire pressure can already take place on the sensor module, the transfer function for this being carried out on the sensor module, e.g. is stored in the processing unit. The detected measured variable or an associated variable is then converted via the transfer function into the tire pressure or a related variable and these are output for further use.

Um den Reifendruck weiterverwenden zu können, ist das Sensormodul mit einem Kommunikationsmodul verbunden, das im Sensormodul auch integriert sein kann. Über dieses Kommunikationsmodul kann ein Reifendrucksignal, das z.B. den Reifendruck enthält, beispielsweise ins Fahrzeug an eine übergeordnete Steuerelektronik übertragen werden, wobei die Übertragung vorzugsweise drahtlos erfolgt. Alternativ kann der Reifendruck auch erst auf der Steuerelektronik im Fahrzeug ermittelt werden, wobei dazu die erfasste elektrische Messgröße oder eine andere den Zwischendruck charakterisierenden Größe über das Reifendrucksignal an die Steuerelektronik übertragen wird. Dadurch kann der Verarbeitungsaufwand auf dem Sensormodul minimiert werden, da die Transferfunktion nicht auf dem Sensormodul zu speichern ist und somit lediglich eine Übertragung der elektrischen Messgröße erfolgt. Dadurch kann auch Energie gespart werden, was vorteilhaft ist, da das Sensormodul dann mit einer festen, nicht-austauschbaren Enerqiequelle über die gesamte Lebensdauer des Reifens betrieben werden kann.In order to continue to use the tire pressure, the sensor module is connected to a communication module, which may also be integrated in the sensor module. Via this communication module, a tire pressure signal, e.g. Contains the tire pressure, for example, be transmitted to the vehicle to a higher-level control electronics, the transmission preferably takes place wirelessly. Alternatively, the tire pressure can also be determined only on the control electronics in the vehicle, for which purpose the detected electrical measurement variable or another variable characterizing the intermediate pressure is transmitted via the tire pressure signal to the control electronics. As a result, the processing effort on the sensor module can be minimized since the transfer function is not to be stored on the sensor module and thus only a transmission of the electrical measured variable takes place. As a result, energy can be saved, which is advantageous because the sensor module can then be operated with a solid, non-exchangeable source of energy over the entire life of the tire.

Vorzugsweise kann die Transferfunktion, die durch die elastische Umhüllung definiert wird, in Abhängigkeit einer am Sensormodul vorherrschenden Temperatur ausgewählt werden, wobei die Temperatur mit einem Temperatursensor am Sensormodul erfasst werden kann. Dazu ist vorteilhafterweis ein Kennlinienfeld gespeichert, das temperaturabhängige Transferfunktionen darstellt. Durch eine Temperaturmessung kann dann die entsprechende Transferfunktion ausgewählt und für eine Ermittlung des Reifendruckes herangezogen werden. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass auf eine an die tatsächlichen Umgebungsbedingungen angepasste Transferfunktion zurückgegriffen werden kann, so dass die Reifendruckermittlung auch bei unterschiedlichen Fahrbedingungen möglichst genau erfolgen kann.Preferably, the transfer function defined by the elastic sheath may be selected in dependence on a temperature prevailing at the sensor module, wherein the temperature may be detected with a temperature sensor on the sensor module. For this purpose, a characteristic field is advantageously stored, which represents temperature-dependent transfer functions. By a temperature measurement, the corresponding transfer function can then be selected and used for determining the tire pressure. As a result, it is advantageously achieved that recourse can be had to a transfer function adapted to the actual ambient conditions, so that tire pressure determination can take place as accurately as possible even under different driving conditions.

Die Ermittlung der Transferfunktionen erfolgt hierbei vorab in einem Kalibriervorgang, bei dem ein im Innenraum vorherrschender Reifendruck temperaturabhängig einem Zwischendruck zugeordnet wird, um die Transferfunktionen bzw. das Kennlinienfeld zu ermitteln. Dabei kann auch ein ggf. benötigter Druckausgleich über das Einstellventil berücksichtigt werden, wenn Nichtlinearitäten auftreten.In this case, the transfer functions are determined in advance in a calibration process in which a tire pressure prevailing in the interior is temperature-dependent assigned to an intermediate pressure in order to determine the transfer functions or the characteristic field. In this case, a possibly required pressure compensation via the adjusting valve can be taken into account when nonlinearities occur.

Das erfindungsgemäße Sensormodul kann hierbei an einer Innenseite des Reifens und/oder an einem Ventil des Reifens (3) angeordnet sein. Es können auch mehrere Sensormodule vorgesehen sein, um eine redundante Erfassung des Reifendruckes zu ermöglichen.The sensor module according to the invention can in this case be arranged on an inner side of the tire and / or on a valve of the tire (3). It is also possible to provide a plurality of sensor modules in order to enable a redundant detection of the tire pressure.

Ein Verfahren zum Ermitteln des Reifendruckes in dem Reifen kann demnach mit einem erfindungsgemäßen Sensormodul derartig erfolgen, dass zunächst die elektrische Messgröße erfasst wird, die den Zwischendruck im Sensor-Außenbereich charakterisiert und anschließend vorzugsweise temperaturabhängig eine durch die elastische Umhüllung definierten Transferfunktion ermittelt bzw. aus dem Kennlinienfeld ausgewählt wird, mit der aus einer den Zwischendruck charakterisierenden Größe, vorzugsweise der ermittelten elektrischen Messgröße, eine den Reifendruck charakterisierende Größe zugeordnet werden kann. Über diese kann abschließend in einfacher Weise der Reifendruck in Abhängigkeit der erfassten Messgröße ermittelt werden.A method for determining the tire pressure in the tire can thus be carried out with a sensor module according to the invention such that the electrical measured variable is first detected, which characterizes the intermediate pressure in the sensor outer region and then preferably determined depending on the temperature of a defined by the elastic sheath transfer function or from the Characteristic field is selected with the from a the intermediate pressure characterizing size, preferably the determined electrical parameter, a tire pressure characterizing size can be assigned. Finally, the tire pressure can be determined in a simple manner as a function of the detected measured variable.

Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung im Folgenden näher erläutert werden. Es zeigen:

  • 1 einen Fahrzeugreifen mit zwei Sensormodulen;
  • 2 eines der Sensormodule gemäß 1 in einer Detailansicht;
  • 3 eine weitere Ausführungsform des Sensormoduls gemäß 2;
  • 4 gegenüberstellte Verläufe eines Reifendruckes und eines vom Sensormodul gemessenen Zwischendruckes; und
  • 5 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Reference to exemplary embodiments, the invention will be explained in more detail below. Show it:
  • 1 a vehicle tire with two sensor modules;
  • 2 one of the sensor modules according to 1 in a detailed view;
  • 3 a further embodiment of the sensor module according to 2 ;
  • 4 contrasting curves of a tire pressure and an intermediate pressure measured by the sensor module; and
  • 5 a flow chart of the method according to the invention.

Gemäß 1 ist ein Fahrzeugrad 1 mit einer Felge 2 und einem darauf aufgezogenen Reifen 3 dargestellt, wobei über ein Ventil 4 ein Reifendruck pR in einem Innenraum 5 des Reifens 3 verändert werden kann. Zur Messung des Reifendruckes pR sind im Innenraum 5 zwei Sensormodule 6 angeordnet, wobei eines der Sensormodule 6 an dem Ventil 4 und das andere Sensormodul 6 an einer Innenseite 7 (Innerliner) des Reifens 3 angeordnet ist. Beide Sensormodule 6 sind ausgebildet, durch eine Wechselwirkung mit einem Medium eine elektrische Messgröße R, C zu erfassen, die abhängig von dem im Innenraum 5 wirkenden Reifendruck pR ist, und ein davon abhängiges Reifendrucksignal S auszugeben, das einen den Reifendruck pR charakterisierenden Wert überträgt. Ergänzend ist in dem Innenraum 5 des Reifens 3 bis zu einem Level L ein Zusatzstoff 8 eingefüllt, der beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Fluid sein kann und der in Reifen 3 von landwirtschaftlichen Fahrzeugen und Nutzfahrzeugen eingesetzt wird, um eine Laufruhe bzw. Fahrzeugstabilität des jeweiligen Fahrzeuges zu verbessern, indem der Schwerpunkt des Fahrzeuges näher in Richtung des Untergrundes verschoben wird.According to 1 is a vehicle wheel 1 with a rim 2 and a tire mounted on it 3 shown, with a valve 4 a tire pressure pR in an interior 5 of the tire 3 can be changed. For measuring the tire pressure pR are in the interior 5 two sensor modules 6 arranged, wherein one of the sensor modules 6 at the valve 4 and the other sensor module 6 on an inside 7 (Innerliner) of the tire 3 is arranged. Both sensor modules 6 are formed by an interaction with a medium, an electrical measurement R . C to capture, depending on the interior 5 acting tire pressure pR is, and a dependent tire pressure signal S spend the tire pressure pR characterizing value transfers. Complementary is in the interior 5 of the tire 3 up to a level L an additive 8th filled, which may be, for example, a liquid or a fluid and in the tire 3 is used by agricultural vehicles and commercial vehicles to improve smoothness and vehicle stability of the respective vehicle by the center of gravity of the vehicle is moved closer towards the ground.

Um bei einer derartigen Befüllung des Reifens 3 mit dem Zusatzstoff 8 sowie auch bei Verunreinigungen im Innenraum 5 des Reifens 3 eine Beeinträchtigung der Messung des Reifendruckes pR durch das jeweilige Sensormodul 6 zu vermeiden, sind die beiden Sensormodule 6, wie in den schematischen Detailansichten der 2 und 3 dargestellt, jeweils mit einer elastischen Umhüllung 9 versehen, die nachgiebig bzw. elastomerartig ausgeführt ist und dazu beispielsweise aus einer Gummimischung gefertigt sein kann. Die 2 und 3 stellen hierbei beispielhaft das an der Innenseite 7 des Reifens 3 angeordnete Sensormodul 6 mit einer derartigen Umhüllung 9 dar. In vergleichbarer Weise kann aber auch das am Ventil 4 angeordnete Sensormodul 6 ausgebildet sein, das sich dann lediglich durch die Art der Befestigung unterscheidet.To be in such a filling of the tire 3 with the additive 8th as well as with impurities in the interior 5 of the tire 3 an impairment of the measurement of tire pressure pR through the respective sensor module 6 to avoid, are the two sensor modules 6 as in the schematic detail views of 2 and 3 represented, each with an elastic sheath 9 provided, which is designed compliant or elastomeric and can be made for this example of a rubber compound. The 2 and 3 Here are examples of this on the inside 7 of the tire 3 arranged sensor module 6 with such a wrapper 9 In a similar way but can also be the valve 4 arranged sensor module 6 be formed, which then differs only by the type of attachment.

Der Aufbau eines derartigen Sensormoduls 6 ist demnach wie folgt ausgestaltet:The structure of such a sensor module 6 is therefore designed as follows:

In einem Container 10, der im Bereich der Innenseite 7 an dem Reifen 3 beispielsweise über einen Kleber und/oder einen Haftvermittler befestigt ist und aus einem Gummimaterial gefertigt ist, ist ein Sensorgehäuse 11 des Sensormoduls 6 aufgenommen, so dass das Sensormodul 6 an der Innenseite 7 des Reifens 3 gehalten werden kann. In dem Sensorgehäuse 11 sind insbesondere ein Sensorelement 12, beispielsweise ein mikromechanisches Sensorelement, sowie ein darin integrierter Mikrocontroller als Verarbeitungseinheit 12a angeordnet. Die Verarbeitungseinheit 12a kann jedoch auch separat im Sensorgehäuse 11 angeordnet sein. Das Sensorelement 12 steht über eine Öffnung 13 im Sensorgehäuse 11 mit einem Sensor-Außenbereich 14 in Wirkverbindung. Der Sensor-Außenbereich 14 wird durch die Umhüllung 9 sowie einem Teil des Sensorgehäuses 11 sowie des Containers 10, wie in 2 und 3 dargestellt, umschlossen.In a container 10 in the area of the inside 7 on the tire 3 is attached for example via an adhesive and / or a bonding agent and is made of a rubber material, is a sensor housing 11 of the sensor module 6 recorded, so that the sensor module 6 on the inside 7 of the tire 3 can be held. In the sensor housing 11 are in particular a sensor element 12 , For example, a micromechanical sensor element, and a microcontroller integrated therein as a processing unit 12a arranged. The processing unit 12a but can also be separated in the sensor housing 11 be arranged. The sensor element 12 stands over an opening 13 in the sensor housing 11 with a sensor outdoor area 14 in active connection. The sensor exterior 14 is by the serving 9 and a part of the sensor housing 11 as well as the container 10 , as in 2 and 3 shown, enclosed.

Mit dem Sensorelement 12 ist es möglich, einen im Sensor-Außenbereich 14 vorherrschenden Zwischendruck pZ des darin befindlichen Mediums vorzugsweise mikromechanisch zu erfassen. Dazu kann das Sensorelement 12 beispielsweise als ein piezoresistives Sensorelement ausgeführt sein, das seinen elektrischen Widerstand R in bekannter Weise unter einem einwirkenden Druck verändert. Weiterhin kann auch ein kapazitives Sensorelement vorgesehen sein, dessen Kapazität C sich in Abhängigkeit des wirkenden Zwischendruckes pZ verändert. Die elektrische Messgröße R, C des entsprechenden Sensorelementes 12, d. h. der elektrische Widerstand R oder die Kapazität C, charakterisiert somit jeweils den über die Öffnung 13 auf das Sensorelement 12 wirkenden Zwischendruck pZ. Durch Übertragung der erfassten Messgröße R, C auf die Verarbeitungseinheit 12a kann eine den Zwischendruck pZ charakterisierende Messgröße R, C für eine weitere Verarbeitung herangezogen werden.With the sensor element 12 is it possible to have one in the sensor exterior 14 prevailing intermediate pressure pZ the medium contained therein preferably to be detected micromechanically. For this purpose, the sensor element 12 For example, be designed as a piezoresistive sensor element, which is its electrical resistance R changed in a known manner under an applied pressure. Furthermore, it is also possible to provide a capacitive sensor element whose capacitance C depending on the acting intermediate pressure pZ changed. The electrical parameter R . C the corresponding sensor element 12 ie the electrical resistance R or the capacity C , thus characterizing each one over the opening 13 on the sensor element 12 acting intermediate pressure pZ , By transmission of the acquired measured variable R . C on the processing unit 12a can one the intermediate pressure pZ characterizing measurand R . C be used for further processing.

Um von dem Zwischendruck pZ im Sensor-Außenbereich 14 auf den tatsächlichen Reifendruck pR zurückzuschließen, der im Innenraum 5 des Reifens 3 außerhalb des Sensor-Außenbereiches 14 wirkt und demnach nicht direkt vom Sensorelement 12 erfasst werden kann, ist in einem vorab durchzuführenden Kalibriervorgang zu ermitteln, wie der Zusammenhang zwischen dem Zwischendruck pZ und dem Reifendruck pR ist. Dafür können nach der Montage des Sensormoduls 6 am Reifen 3 mithilfe eines weiteren Reifendrucksensors Messungen des Reifendruckes pR im Innenraum 5 des Reifens 3 durchgeführt werden. Darüber kann einem aktuell wirkenden Reifendruck pR ein im Sensor-Außenbereich 14 wirkender Zwischendruck pZ zugeordnet werden.To get away from the intermediate pressure pZ in the sensor outdoor area 14 on the actual tire pressure pR reconnect in the interior 5 of the tire 3 outside the sensor outdoor area 14 acts and therefore not directly from the sensor element 12 can be detected is to be determined in a pre-performed calibration process, such as the relationship between the intermediate pressure pZ and the tire pressure pR is. This can be done after mounting the sensor module 6 on the tire 3 Using another tire pressure sensor measurements of tire pressure pR in the interior 5 of the tire 3 be performed. This can be a currently acting tire pressure pR one in the sensor outdoor area 14 acting intermediate pressure pZ be assigned.

Über derartige Messungen des Reifendruckes pR kann beispielsweise eine Kalibrierkennlinie bzw. eine Transferfunktion F ermittelt und abgespeichert werden, mithilfe derer im Fahrbetrieb lediglich durch Auswertung der vom jeweiligen Sensorelement 12 gelieferten Messgrößen R, C der Reifendruck pR ermittelt werden kann. Der für die Kalibrierung verwendete Reifendrucksensor im Innenraum 5 des Reifens 3 kann dann im Fahrbetrieb entfallen.About such measurements of tire pressure pR For example, a calibration curve or a transfer function F be determined and stored, using them in driving only by evaluation of the respective sensor element 12 supplied measured variables R . C the tire pressure pR can be determined. The internal tire pressure sensor used for calibration 5 of the tire 3 can then be omitted while driving.

Die Kalibrierung kann unter unterschiedlichen Ausgangsbedingungen stattfinden:The calibration can take place under different initial conditions:

Demnach kann die Umhüllung 9 unter Atmosphärendruck am Container 10 montiert werden, so dass der Zwischendruck pZ im Sensor-Außenbereich 14 zunächst dem Atmosphärendruck entspricht. Im nicht-aufgepumpten Zustand des Reifens 3 entspricht somit der Reifendruck pR dem Zwischendruck pZ. Wird der Reifendruck pR ausgehend davon kontinuierlich erhöht, erfolgt auch ein kontinuierlicher Anstieg des Zwischendruckes pZ, da sich aufgrund des steigenden Reifendruckes pR die elastische Umhüllung 9 verformt und sich der Zwischendruck pZ im Sensor-Außenbereich 14 dadurch ebenfalls verändert.Accordingly, the wrapper can 9 under atmospheric pressure at the container 10 be mounted so that the intermediate pressure pZ in the sensor outdoor area 14 initially corresponds to the atmospheric pressure. In the uninflated state of the tire 3 thus corresponds to the tire pressure pR the intermediate pressure pZ , Will the tire pressure pR starting from this, a continuous increase in the intermediate pressure takes place pZ because of increasing tire pressure pR the elastic sheath 9 deformed and the intermediate pressure pZ in the sensor outdoor area 14 thereby likewise changed.

Beispielhaft ist in 4 ein Verlauf des Reifendruckes pR über die Zeit t, wie er beispielsweise in einem Kalibriervorgang durch einen zusätzlichen Reifendrucksensor im Innenraum 5 gemessen wird, einem im Sensor-Außenbereich 14 vom Sensormodul 6 gleichzeitig erfassten Zwischendruck pZ gegenübergestellt. Hierbei wird zunächst in einer ansteigenden Rampe der Reifendruck pR über das Ventil 4 kontinuierlich erhöht und anschließend in einer abfallenden Rampe wieder reduziert. Beide Verläufe pR, pZ sind auf der jeweiligen Rampe in etwa linear, so dass auch eine lineare Transferfunktion F folgt, die den Verlauf des Zwischendruckes pZ in den Verlauf des Reifendruckes pR umrechnet. Eine derartige Kalibrierung kann für eine bestimmte Art von Sensorelementen 6 durchgeführt und beispielsweise auf der Verarbeitungseinheit 12a des Sensormoduls 6 gespeichert werden, um im Fahrbetrieb darauf zurückgreifen zu können.Exemplary is in 4 a course of tire pressure pR over the time t, as for example in a calibration process by an additional tire pressure sensor in the interior 5 is measured, one in the sensor outdoor area 14 from the sensor module 6 simultaneously detected intermediate pressure pZ compared. This is initially in a rising ramp the tire pressure pR over the valve 4 continuously increased and then reduced again in a sloping ramp. Both courses pR . pZ are approximately linear on the respective ramp, so that also has a linear transfer function F follows that the course of the intermediate pressure pZ in the course of tire pressure pR converts. Such calibration may be for a particular type of sensor element 6 performed and for example on the processing unit 12a of the sensor module 6 be stored in order to be able to fall back while driving.

Da sich der Reifendruck pR und der Zwischendruck pZ temperaturabhängig ändern können, werden derartige Transferfunktionen F für ein Sensormodul 6 für unterschiedliche Temperaturen T ermittelt, so dass ein Kennlinienfeld K von Transferfunktionen F entsteht, in der die temperaturabhängige Umrechnung des Zwischendruckes pZ in den Reifendruck pR gespeichert ist. Um im Fahrbetrieb die jeweils aktuell gültige Transferfunktion F auszuwählen, ist am Sensormodul 6 weiterhin ein Temperatursensor 15 vorgesehen, mit dem die aktuelle Temperatur T gemessen werden kann.As the tire pressure pR and the intermediate pressure pZ can change temperature-dependent, such transfer functions F for a sensor module 6 for different temperatures T determined, so that a characteristic field K of transfer functions F arises in which the temperature-dependent conversion of the intermediate pressure pZ in the tire pressure pR is stored. To drive in the currently valid transfer function F is on the sensor module 6 furthermore a temperature sensor 15 provided with the current temperature T can be measured.

Um in einem breiten Druck- und Temperaturbereich einen möglichst linearen Zusammenhang zwischen dem Zwischendruck pZ und dem Reifendruck pR zu erhalten, kann auch im laufenden Fahrbetrieb ein geregelter Druckausgleich zwischen dem Innenraum 5 bzw. dem Reifendruck pR und dem Sensor-Außenbereich 14 bzw. dem Zwischendruck pZ vorgesehen sein, der auch im Kennlinienfeld K berücksichtigt wird. Eine Nichtlinearität kann beispielsweise bei hohen Temperaturen T und hohen Reifendrücken pR auftreten, da sich dann aufgrund der Druckunterschiede der Zwischendruck pZ nicht mehr direkt proportional zum Reifendruck pR verhält. Um den Zusammenhang wieder annähernd linear zu gestalten, kann ein Druckausgleich durchgeführt werden.To achieve a linear relationship between the intermediate pressure in a wide pressure and temperature range pZ and the tire pressure pR To maintain, can also in running driving a regulated pressure equalization between the interior 5 or the tire pressure pR and the sensor exterior 14 or the intermediate pressure pZ be provided, which also in the characteristic field K is taken into account. A non-linearity can, for example, at high temperatures T and high tire pressures pR occur because then due to the pressure differences of the intermediate pressure pZ no longer directly proportional to the tire pressure pR behaves. To make the relationship almost linear again, a pressure equalization can be performed.

Dazu ist gemäß 3 in der elastischen Umhüllung 9 ein Einstellventil 16 vorgesehen, über das der Sensor-Außenbereich 14 mit dem Innenraum 5 in kontrollierter Weise druckleitend verbunden werden kann. Damit kann die Zuordnung des Zwischendruckes pZ zum Reifendruck pR nachträglich noch verändert werden, da der Reifendruck pR nun in anderer Weise auf den Zwischendruck pZ einwirkt. Dadurch kann wieder auf einen linearen Bereich der jeweiligen Transferfunktion F zurückgegriffen werden, wodurch die Ermittlung des Reifendruckes pR genauer wird. Es kann aber auch vorgesehen sein, bereits im nicht-aufgepumpten Zustand des Reifen 3 ein gewissen vom Atmosphärendruck abweichenden Zwischendruck pZ z.B. über das Einstellventil 16, im Sensor-Außenbereich 14 einzustellen, wenn beispielsweise bekannt ist, dass der Reifen 3 unter Bedingungen betrieben wird, in der sonst eine nichtlineare Abhängigkeit besteht.This is according to 3 in the elastic cladding 9 an adjustment valve 16 provided, beyond which the sensor exterior 14 with the interior 5 can be connected in a controlled manner pressure-conducting. This allows the assignment of the intermediate pressure pZ to the tire pressure pR be changed later, as the tire pressure pR now in a different way to the intermediate pressure pZ acts. This again allows for a linear range of the respective transfer function F be resorted to, thereby determining the tire pressure pR becomes more accurate. But it can also be provided, already in the non-inflated state of the tire 3 a certain intermediate pressure deviating from the atmospheric pressure pZ eg via the adjustment valve 16 , in the sensor outdoor area 14 set, for example, if it is known that the tire 3 operated under conditions in which otherwise a non-linear dependence exists.

Das Einstellventil 16 kann hierbei als selbstregulierendes Differenzdruckventil, beispielsweise Rückschlagventil, ausgebildet sein, das ab einem bestimmten Druckunterschied zwischen dem Zwischendruck pZ und dem Reifendruck pR öffnet und sonst geschlossen ist. Es ist aber auch ein elektrisch steuerbares Ventil möglich, beispielsweise ein Magnetsteuerventil, das beispielsweise von der Verarbeitungseinheit 12a aus umgeschaltet werden kann, wenn ein bestimmter Zwischendruck pZ vorherrscht bzw. auf eine nichtlineare Umrechnung geschlossen werden kann.The adjustment valve 16 can be designed as a self-regulating differential pressure valve, such as a check valve, which from a certain pressure difference between the intermediate pressure pZ and the tire pressure pR opens and otherwise closed. But it is also an electrically controllable valve possible, for example, a solenoid control valve, for example, from the processing unit 12a can be switched off when a certain intermediate pressure pZ prevails or can be concluded on a non-linear conversion.

Mit den Sensormodulen 6 gemäß der 2 und 3 wird also erreicht, dass im Innenraum 5 des Reifens 3 befindliche Verschmutzungen bzw. ein Zusatzstoff 8 nicht direkt in die Öffnung 13 des Sensorgehäuses 11 gelangen können und diese Öffnung 13 somit verschließen und daher keine unbeeinflusste Wechselwirkung mit dem jeweiligen Sensorelement 12 mehr gewährleistet werden kann. Durch die elastische Umhüllung 9 wird eine entsprechend „übersetzte“ Druckübertragung des Reifendruckes pR in den Sensor-Außenbereich 14 bewirkt, wodurch sich der Zwischendruck pZ in Abhängigkeit des Reifendruckes pR verändert, wobei diese Abhängigkeit über die Transferfunktion F beschrieben werden kann.With the sensor modules 6 according to the 2 and 3 So it is achieved that in the interior 5 of the tire 3 Contaminations or an additive 8th not directly into the opening 13 of the sensor housing 11 can reach and this opening 13 thus closing and therefore no uninfluenced interaction with the respective sensor element 12 more can be guaranteed. By the elastic wrapping 9 is a corresponding "translated" pressure transmission of the tire pressure pR in the sensor outdoor area 14 causes, which causes the intermediate pressure pZ depending on the tire pressure pR changed, with this dependence on the transfer function F can be described.

Eine Reifendruckmessung kann dann gemäß 5 im Fahrbetrieb beispielsweise folgendermaßen erfolgen:A tire pressure measurement can then according to 5 when driving, for example, as follows:

Nach einer Initialisierung in einem anfänglichen Schritt St0 wird in einem ersten Schritt St1 über das jeweilige Sensorelement 12 eine den Zwischendruck pZ im Sensor-Außenbereich 14 charakterisierende Messgröße R, C erfasst und an die Verarbeitungseinheit 12a übermittelt. In einem zweiten Schritt St2 wird beispielsweise vom Temperatursensor 15 am Sensormodul 6 eine Temperatur T ermittelt und in einem dritten Schritt St3 in Abhängigkeit der Temperatur T eine Transferfunktion F aus einem gespeicherten Kennlinienfeld K ausgewählt. In einem vierten Schritt St4 wird über die ausgesuchte Transferfunktion F dem erfassten Zwischendruck pZ ein Wert für den Reifendruck pR zugeordnet. Dieser kann anschließend für eine Anzeige bzw. Warnung im Fahrzeug weiterverwendet werden.After an initialization in an initial step st0 will be in a first step St1 over the respective sensor element 12 one the intermediate pressure pZ in the sensor outdoor area 14 characterizing measurand R . C captured and sent to the processing unit 12a transmitted. In a second step St 2 for example, from the temperature sensor 15 on the sensor module 6 a temperature T determined and in a third step St3 depending on the temperature T a transfer function F from a stored characteristic field K selected. In a fourth step St 4 is about the selected transfer function F the detected intermediate pressure pZ a value for the tire pressure pR assigned. This can then be used for a display or warning in the vehicle.

Die Schritte des Verfahrens können teilweise oder vollständig bereits in der Verarbeitungseinheit 12a am Reifen 3 erfolgen. Anschließend findet eine Übermittlung des Reifendrucksignals S, das die Messgröße R, C, den Zwischendruck pZ oder bereits den Reifendruck pR oder einen diesen charakterisierenden Wert enthält, auf eine übergeordnete Steuerelektronik 17 im Fahrzeug statt, wobei dazu im oder am Sensormodul 6 ein Kommunikationsmodul 18 angeordnet ist, über das die Reifendrucksignale S vorzugsweise drahtlos in das Fahrzeug übertragen werden können.The steps of the method may be partially or completely already in the processing unit 12a on the tire 3 respectively. Subsequently, a transmission of the tire pressure signal takes place S that is the measurand R . C , the intermediate pressure pZ or already the tire pressure pR or contains a characterizing this value, to a higher-level control electronics 17 in the vehicle instead, with this in or on the sensor module 6 a communication module 18 is arranged, via which the tire pressure signals S preferably can be transmitted wirelessly into the vehicle.

Der Reifendruck pR kann bereits in der Verarbeitungseinheit 12a ermittelt werden, wobei das Kennlinienfeld K mit den jeweiligen dem Sensormodul 6 zugeordneten temperaturabhängigen Transferfunktionen F auch in der Verarbeitungseinheit 12a gespeichert ist. In dem Fall erfolgt eine drahtlose Übertragung des Wertes für den Reifendruck pR über das Reifendrucksignal S auf das Fahrzeug. Alternativ kann die vom Sensorelement 12 erfasste Messgröße R, C, die den Zwischendruck pZ charakterisiert, sowie die gemessene Temperatur T über die Verarbeitungseinheit 12a unbearbeitet an das Kommunikationsmodul 18 übertragen werden, das die Messgröße R, C und die Temperatur T über das Reifendrucksignal S vorzugsweise drahtlos an die Steuerelektronik 17 im Fahrzeug überträgt. Die Steuerelektronik 17 ordnet dann dem Zwischendruck pZ temperaturabhängig den entsprechenden Reifendruck pR über das dann auf der Steuerelektronik 17 gespeicherte Kennlinienfeld K zu und führt in Abhängigkeit davon eine weitere Aktion aus, wobei beispielsweise eine Warnung herausgegeben kann.The tire pressure pR can already be in the processing unit 12a be determined, where the characteristic field K with the respective sensor module 6 associated temperature-dependent transfer functions F also in the processing unit 12a is stored. In that case, a wireless transmission of the value for the tire pressure takes place pR via the tire pressure signal S on the vehicle. Alternatively, that of the sensor element 12 recorded measurand R . C that the intermediate pressure pZ characterized as well as the measured temperature T via the processing unit 12a unprocessed to the communication module 18 be transferred, which is the measurand R . C and the temperature T via the tire pressure signal S preferably wirelessly to the control electronics 17 in the vehicle transmits. The control electronics 17 then assigns the intermediate pressure pZ temperature-dependent the corresponding tire pressure pR then on the control electronics 17 stored characteristic field K and executes another action depending thereon, for example, issuing a warning.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fahrzeugradvehicle
22
Felgerim
33
Reifentires
44
VentilValve
55
Innenrauminner space
66
Sensormodulsensor module
77
Innenseiteinside
88th
Zusatzstoffadditive
99
Umhüllungwrapping
1010
ContainerContainer
1111
Sensorgehäusesensor housing
1212
Sensorelementsensor element
12a12a
Verarbeitungseinheitprocessing unit
1313
Öffnungopening
1414
Sensor-AußenbereichSensor-exterior
1515
Temperatursensortemperature sensor
1616
Einstellventiladjusting
1717
Steuerelektronikcontrol electronics
1818
Kommunikationsmodul communication module
CC
Kapazitätcapacity
FF
Transferfunktiontransfer function
KK
KennlinienfeldOf characteristics
pRpR
Reifendrucktire pressure
pZpZ
Zwischendruckintermediate pressure
RR
Widerstandresistance
SS
ReifendrucksignalTire pressure signal
TT
Temperaturtemperature

Claims (19)

Sensormodul (6) zum Erfassen eines Reifendruckes (pR) in einem Innenraum (5) eines Reifen (3) eines Fahrzeuges, mit einem Sensorgehäuse (11) und einem in dem Sensorgehäuse (11) angeordneten Sensorelement (12), wobei das Sensorelement (12) über eine Öffnung (13) in dem Sensorgehäuse (11) mit einem das Sensormodul (6) zumindest teilweise umgebenden Sensor-Außenbereich (14) wechselwirken kann, wobei in dem Sensor-Außenbereich (14) ein Zwischendruck (pZ) wirkt und das Sensormodul (6) ausgebildet ist, über das Sensorelement (12) eine den Zwischendruck (pZ) charakterisierende elektrische Messgröße (R, C) zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor-Außenbereich (14) durch eine elastische Umhüllung (9) des Sensormoduls (6) begrenzt ist, wobei der Sensor-Außenbereich (14) mit dem Innenraum (5) des Reifens (3) über die elastische Umhüllung (9) derartig druckübertragend wechselwirken kann, dass der in dem Innenraum (5) des Reifens (3) vorherrschende Reifendruck (pR) über eine Transferfunktion (F) aus dem in dem Sensor-Außenbereich (14) wirkenden Zwischendruck (pZ) folgt, so dass aus der erfassten elektrischen Messgröße (R, C) der Reifendruck (pR) ermittelt werden kann.Sensor module (6) for detecting a tire pressure (pR) in an interior space (5) of a tire (3) of a vehicle, with a sensor housing (11) and arranged in the sensor housing (11) Sensor element (12), wherein the sensor element (12) via an opening (13) in the sensor housing (11) with a sensor module (6) at least partially surrounding the sensor outer region (14) can interact, wherein in the sensor outer region (14 ) an intermediate pressure (pZ) acts and the sensor module (6) is designed to detect an electrical measurement variable (R, C) characterizing the intermediate pressure (pZ) via the sensor element (12), characterized in that the sensor outer region (14) is limited by an elastic sheath (9) of the sensor module (6), wherein the sensor outer region (14) with the interior (5) of the tire (3) via the elastic sheath (9) can interact in such a pressure-transmitting manner, that in the The tire pressure (pR) prevailing in the interior (5) of the tire (3) via a transfer function (F) follows from the intermediate pressure (pZ) acting in the sensor outer region (14), so that from the detected electrical measured variable (R, C) Tire pressure (pR) determined t can be. Sensormodul (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (12) ein kapazitives Sensorelement ist, so dass vom Sensormodul (6) als elektrische Messgröße eine Kapazität (C) in Abhängigkeit des wirkenden Zwischendruckes (pZ) erfasst werden kann.Sensor module (6) after Claim 1 , characterized in that the sensor element (12) is a capacitive sensor element, so that the sensor module (6) as an electrical measured variable, a capacitance (C) depending on the acting intermediate pressure (pZ) can be detected. Sensormodul (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (12) ein resistives Sensorelement ist, so dass vom Sensormodul (6) als elektrische Messgröße ein elektrischer Widerstand (R) in Abhängigkeit des wirkenden Zwischendruckes (pZ) erfasst werden kann.Sensor module (6) after Claim 1 , characterized in that the sensor element (12) is a resistive sensor element, so that the sensor module (6) as an electrical measured variable, an electrical resistance (R) depending on the acting intermediate pressure (pZ) can be detected. Sensormodul (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Umhüllung (9) aus einem elastomerartigen Material, beispielsweise einer Gummimischung gefertigt ist.Sensor module (6) according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic sheath (9) is made of an elastomeric material, for example a rubber compound. Sensormodul (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Umhüllung (9) luftundurchlässig und flüssigkeitsundurchlässig ist.Sensor module (6) according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic sheath (9) is impermeable to air and impermeable to liquids. Sensormodul (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der elastischen Umhüllung (9) ein Einstellventil (16) angeordnet ist zum kontrollierten Belüften oder Entlüften des Sensor-Außenbereiches (14) und zum Durchführen eines Druckausgleichs zwischen dem Sensor-Außenbereich (14) und dem Innenraum (5) des Reifens (3).Sensor module (6) according to one of the preceding claims, characterized in that in the elastic sheath (9) an adjustment valve (16) is arranged for controlled venting or venting of the sensor outer region (14) and for carrying out a pressure equalization between the sensor outer region (14) and the interior (5) of the tire (3). Sensormodul (6) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellventil (16) ein selbstregulierendes Einstellventil, beispielsweise ein Rückschlagventil, oder ein elektronisch steuerbares Ventil, beispielsweise ein Magnetventil ist.Sensor module (6) after Claim 6 , characterized in that the adjustment valve (16) is a self-regulating adjustment valve, for example a check valve, or an electronically controllable valve, for example a solenoid valve. Sensormodul (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (6) weiterhin eine Verarbeitungseinheit (12a) aufweist zum Aufnehmen und/oder Verarbeiten der elektrischen Messgröße (R, C).Sensor module (6) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor module (6) further comprises a processing unit (12a) for receiving and / or processing the electrical measurement variable (R, C). Sensormodul (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (6) mit einem Kommunikationsmodul (18) verbunden ist zum Übertragen der erfassten elektrischen Messgröße (R, C) oder einer den Reifendruck (pR) und/oder den Zwischendruck (pZ) charakterisierenden Größe über ein Reifendrucksignal (S) an eine außerhalb des Sensormoduls (6) angeordneten Steuerelektronik (17).Sensor module (6) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor module (6) is connected to a communication module (18) for transmitting the detected electrical measurement variable (R, C) or one of the tire pressure (pR) and / or the intermediate pressure (pZ) characterizing size via a tire pressure signal (S) to an outside of the sensor module (6) arranged control electronics (17). Sensormodul (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferfunktion (F) durch die elastische Umhüllung (9) definiert ist und in Abhängigkeit einer am Sensormodul (6) vorherrschenden Temperatur (T) auswählbar ist.Sensor module (6) according to one of the preceding claims, characterized in that the transfer function (F) by the elastic sheath (9) is defined and depending on a prevailing at the sensor module (6) temperature (T) is selectable. Sensormodul (6) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferfunktion (F) aus einem Kennlinienfeld (K) herleitbar ist, wobei das Kennlinienfeld (K) temperaturabhängige Transferfunktionen (F) darstellt.Sensor module (6) after Claim 10 , characterized in that the transfer function (F) from a characteristic field (K) can be deduced, wherein the characteristic field (K) is temperature-dependent transfer functions (F). Sensormodul (6) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (6) einen Temperatursensor (15) aufweist zum Erfassen der am Sensormodul (6) vorherrschenden Temperatur (T).Sensor module (6) after Claim 10 or 11 , characterized in that the sensor module (6) has a temperature sensor (15) for detecting the temperature prevailing at the sensor module (6) temperature (T). Reifen (3) mit einem Innenraum (5) und einem in dem Innenraum (5) angeordneten Sensormodul (6) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei der Sensor-Außenbereich (14) zumindest teilweise durch die elastische Umhüllung (9) des Sensormoduls (6) von dem Innenraum (5) des Reifens (3) abgegrenzt ist und der Innenraum (5) des Reifens (3) über die elastische Umhüllung (9) derartig mit dem Sensor-Außenbereich (14) druckübertragend wechselwirken kann, dass der in dem Innenraum (5) des Reifens (3) vorherrschende Reifendruck (pR) über eine durch die elastische Umhüllung (9) definierte Transferfunktion (F) aus dem in dem Sensor-Außenbereich (14) wirkenden Zwischendruck (pZ) folgt.Tire (3) having an interior space (5) and a sensor module (6) arranged in the interior space (5) according to one of the preceding claims, wherein the sensor exterior area (14) is at least partially defined by the elastic envelope (9) of the sensor module (6 ) is delimited from the interior (5) of the tire (3) and the interior (5) of the tire (3) via the elastic sheath (9) in such a manner with the sensor outer region (14) can interact pressure-transmitting that in the interior (5) of the tire (3) is followed by the prevailing tire pressure (pR) via a transfer function (F) defined by the elastic sheath (9) from the intermediate pressure (pZ) acting in the sensor outer region (14). Reifen (3) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (6) an einer Innenseite (7) des Reifens (3) und/oder an einem Ventil (4) des Reifens (3) angeordnet ist.Tire (3) after Claim 13 , characterized in that the sensor module (6) on an inner side (7) of the tire (3) and / or on a valve (4) of the tire (3) is arranged. Reifen (3) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen (3) ein mit einem Zusatzstoff (8), beispielsweise einer Flüssigkeit oder einem Fluid, befüllbarer Reifen (3) ist, wobei die elastische Umhüllung (9) ein Einströmen des Zusatzstoffes (8) in den Sensor-Außenbereich (14) verhindert.Tire (3) after Claim 13 or 14 , characterized in that the tire (3) one with a Additive (8), for example, a liquid or a fluid, inflatable tire (3), wherein the elastic sheath (9) prevents an inflow of the additive (8) in the sensor outer region (14). Verfahren zum Ermitteln eines Reifendruckes (pR) in einem Reifen (3) mit einem Sensormodul (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit mindestens den folgenden Schritten: - Ermitteln einer den Zwischendruck (pZ) im Sensor-Außenbereich (14) charakterisierenden elektrischen Messgröße (R, C) (St1); - Ermitteln einer durch die elastische Umhüllung (9) definierten Transferfunktion (F), die einer den Zwischendruck (pZ) charakterisierenden Größe eine den Reifendruck (pR) charakterisierende Größe zuordnet (St3); und - Ermitteln des Reifendruckes (pR) in Abhängigkeit der erfassten Messgröße (R, C) über die Transferfunktion (F) (St4).Method for determining a tire pressure (pR) in a tire (3) having a sensor module (6) according to one of Claims 1 to 12 , comprising at least the following steps: - determining an electrical measurand (R, C) (St1) characterizing the intermediate pressure (pZ) in the outer sensor area (14); - Determining a by the elastic sheath (9) defined transfer function (F), the one of the intermediate pressure (pZ) characterizing size assigns a tire pressure (pR) characterizing size (St3); and - determining the tire pressure (pR) as a function of the detected measured variable (R, C) via the transfer function (F) (St4). Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferfunktion (F) in Abhängigkeit einer gemessenen Temperatur (T) (St2) aus einem Kennlinienfeld (K) ermittelt wird, wobei in dem Kennlinienfeld (K) temperaturabhängige Transferfunktionen (F) abgelegt sind.Method according to Claim 16 , characterized in that the transfer function (F) is determined as a function of a measured temperature (T) (St2) from a characteristic field (K), wherein in the characteristic field (K) temperature-dependent transfer functions (F) are stored. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln des Reifendruckes (pR) über die Transferfunktion (F) auf dem Sensormodul (6) erfolgt, wobei die Transferfunktion (F) dazu auf dem Sensormodul (6) gespeichert ist.Method according to Claim 16 or 17 , characterized in that the determination of the tire pressure (pR) via the transfer function (F) on the sensor module (6), wherein the transfer function (F) is stored on the sensor module (6). Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln des Reifendruckes (pR) über die Transferfunktion (F) außerhalb des Sensormoduls (6) auf einer Steuerelektronik (17) stattfindet, wobei dazu die den Zwischendruck (pZ) charakterisierende Größe über ein Reifendrucksignal (S) von einem Kommunikationsmodul (18) auf die Steuerelektronik (17) übertragen wird und die Transferfunktion (F) auf der Steuerelektronik (17) außerhalb des Sensormoduls (6) gespeichert ist.Method according to Claim 16 or 17 , characterized in that the determination of the tire pressure (pR) via the transfer function (F) outside of the sensor module (6) takes place on an electronic control unit (17), to which the the intermediate pressure (pZ) characterizing size via a tire pressure signal (S) of a Communication module (18) is transmitted to the control electronics (17) and the transfer function (F) on the control electronics (17) outside the sensor module (6) is stored.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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IT202100008642A1 (en) * 2021-04-07 2022-10-07 Prometeon Tyre Group S R L DEVICE AND METHOD FOR FIXING A SENSOR TO A TIRE
WO2022214988A3 (en) * 2021-04-07 2022-11-24 Prometeon Tyre Group S.R.L. Improved device and method for fixing a sensor to a tire

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