DE102018205703A1 - Electronic tire module for a tire monitoring system of a vehicle - Google Patents

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Sebastian Tubbesing
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Reifenmodul (12) für ein Reifenüberwachungssystem (10) eines Fahrzeuges, aufweisend: eine Modulelektronik (30) zum Erfassen wenigstens eines Reifenbetriebsparameters eines Reifens (3), wenn das Reifenmodul (12) in dem Reifen (3) angeordnet ist, und zum Erzeugen und drahtlosen Senden von Datensignalen (D) in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Erfassung des wenigstens einen Reifenbetriebsparameters; und ein Modulgehäuse (34), in dem die Modulelektronik (30) untergebracht ist. Um einen „plötzlichen Reifendruckverlust“ des Reifens (3) erfassen zu können, ist in dem Modulgehäuse (34) eine Modulkavität (36) ausgebildet, die über eine Luftströmungspassage (38) mit einer Umgebung des Reifenmoduls (12) verbunden ist, und weist das Reifenmodul (12) eine in dem Modulgehäuse (34) untergebrachte Sensoreinrichtung (18) auf, die dazu ausgebildet ist, eine ein vorbestimmtes Ausmaß übersteigende Luftströmung aus der Modulkavität (36) über die Luftströmungspassage (38) heraus in die Umgebung des Reifenmoduls (12) zu erfassen und ein entsprechendes Strömungserfassungssignal (f) an die Modulelektronik (30) zur Erfassung des plötzlichen Reifendruckverlustes auszugeben.The invention relates to an electronic tire module (12) for a vehicle tire monitoring system (10), comprising: module electronics (30) for detecting at least one tire operating parameter of a tire (3) when the tire module (12) is disposed in the tire (3) and generating and wirelessly transmitting data signals (D) in response to a result of the detection of the at least one tire operating parameter; and a module housing (34) housing the module electronics (30). In order to be able to detect a "sudden loss of tire pressure" of the tire (3), a module cavity (36) is formed in the module housing (34) and is connected to an environment of the tire module (12) via an air flow passage (38) Tire module (12) has a sensor device (18) accommodated in the module housing (34) and designed to move a predetermined amount of air flow out of the module cavity (36) via the air flow passage (38) into the environment of the tire module (12). to detect and output a corresponding flow detection signal (f) to the module electronics (30) for detecting the sudden loss of tire pressure.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Reifenmodul für ein Reifenüberwachungssystem eines Fahrzeuges, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Reifenüberwachungssystem aufweisend derartige Reifenmodule, sowie ein Fahrzeug mit einem Reifenüberwachungssystem aufweisend derartige Reifenmodule.The present invention relates to an electronic tire module for a tire monitoring system of a vehicle, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a tire monitoring system comprising such tire modules, and to a vehicle having a tire monitoring system comprising such tire modules.

Derartige elektronische Reifenmodule sind in vielfältigen Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt und weisen auf:

  • - eine Modulelektronik zum Erfassen wenigstens eines Reifenbetriebsparameters eines Reifens, wenn das Reifenmodul in dem Reifen angeordnet ist, und zum Erzeugen und drahtlosen Senden von Datensignalen, insbesondere in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Erfassung des wenigstens einen Reifenbetriebsparameters, und
  • - ein Modulgehäuse, in dem die Modulelektronik untergebracht ist.
Such electronic tire modules are known in various designs from the prior art and have:
  • a module electronics for detecting at least one tire operating parameter of a tire when the tire module is arranged in the tire and for generating and wirelessly transmitting data signals, in particular depending on a result of the detection of the at least one tire operating parameter, and
  • - A module housing in which the module electronics is housed.

Bei bekannten Reifenmodulen ist die Modulelektronik oftmals zumindest zum Erfassen eines Reifendrucks des betreffenden Reifens ausgebildet und weist hierfür einen Drucksensor auf.In the case of known tire modules, the module electronics are often designed at least for detecting a tire pressure of the relevant tire and have a pressure sensor for this purpose.

Darüber hinaus kann der zu erfassende wenigstens eine Reifenbetriebsparameter z. B. auch eine Reifentemperatur und/oder eine Beschleunigung an der Anordnungsstelle des Reifenmoduls innerhalb des Reifens umfassen, wofür das Reifenmodul dementsprechend mit einem Temperatursensor und/oder einem Beschleunigungssensor auszustatten ist.In addition, the to be detected at least one tire operating parameters z. B. also include a tire temperature and / or acceleration at the placement of the tire module within the tire, for which the tire module is accordingly equipped with a temperature sensor and / or an acceleration sensor.

Die Datensignale werden üblicherweise mit einem Funksender der Modulelektronik zu einem Funkempfänger des Fahrzeuges übertragen.The data signals are usually transmitted with a radio transmitter of the module electronics to a radio receiver of the vehicle.

Da ein Reifenmodul üblicherweise mit einer elektrischen Batterie zur elektrischen Versorgung der Modulelektronik ausgestattet ist und hierbei eine lange Batterielebensdauer (z. B. etwa entsprechend der typischen Lebensdauer eines Reifens) angestrebt wird, können die vorgesehenen Erfassungen nicht kontinuierlich erfolgen und können Funkdatensignale nur in gewissen zeitlichen Abständen von typischerweise mindestens einigen Sekunden gesendet werden, um eine ausreichend lange Lebensdauer der elektrischen Batterie zu gewährleisten.Since a tire module is usually equipped with an electric battery for the electrical supply of the module electronics and thereby a long battery life (eg, approximately corresponding to the typical life of a tire) is sought, the envisaged detection can not be continuous and can radio data signals only in certain temporal Spaces of typically at least a few seconds are sent to ensure a sufficiently long life of the electric battery.

Falls das Reifenmodul bzw. dessen Modulelektronik mit einem Drucksensor zur Messung des Reifendrucks ausgestattet ist, kann ein damit gebildetes Reifendrucküberwachungssystem somit vorteilhaft z. B. einen Fahrer des betreffenden Fahrzeuges warnen, sobald ein allmählich sinkender Reifendruck eine vorgegebene Reifendruckschwelle unterschreitet.If the tire module or its module electronics is equipped with a pressure sensor for measuring the tire pressure, a tire pressure monitoring system thus formed can thus advantageously z. B. warn a driver of the vehicle in question, as soon as a gradually decreasing tire pressure falls below a predetermined tire pressure threshold.

Die bekannten Reifendrucküberwachungssysteme sind jedoch aufgrund der relativ großen zeitlichen Abstände zwischen den Reifendruckmessungen und entsprechenden Datensignalaussendungen nicht dazu geeignet, einen „plötzlichen Reifendruckverlust“ z. B. infolge einer plötzlich auftretenden Beschädigung des Reifens (z. B. alterungsbedingt oder z. B. nach Überfahren eines scharfkantigen oder spitzen Gegenstandes) zeitnah zu erfassen.However, the known tire pressure monitoring systems are not suitable due to the relatively large time intervals between the tire pressure measurements and corresponding data signal emissions, a "sudden loss of tire pressure" z. B. as a result of sudden damage to the tire (eg., Due to age or, for example, after driving over a sharp-edged or pointed object) to capture promptly.

Im ungünstigsten Fall könnte bei bekannten Reifendrucküberwachungssystemen ein den plötzlichen Reifendruckverlust anzeigendes Datensignal erst nach einer Zeitspanne erzeugt und somit an einen fahrzeugseitigen Empfänger des Systems gesendet werden, die dem zeitlichen Abstand der Datensignalaussendungen entspricht. Für eine Warnung des Fahrers oder eine anderweitige Nutzung dieses Datensignals wäre dies in der Regel zu spät.In the worst case, in known tire pressure monitoring systems, a sudden tire pressure loss indicating data signal could be generated only after a period of time and thus sent to a vehicle-side receiver of the system, which corresponds to the time interval of the data signal emissions. For a warning of the driver or other use of this data signal, this would usually be too late.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend erläuterte Problematik zu beseitigen und insbesondere ein elektronisches Reifenmodul der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass ein damit realisiertes Reifenüberwachungssystem einen plötzlichen Reifendruckverlust zeitnah erfassen kann.It is an object of the present invention to eliminate the above-described problem and in particular to improve an electronic tire module of the type mentioned so that a thus implemented tire monitoring system can detect a sudden loss of tire pressure in a timely manner.

Diese Aufgabe wird durch ein elektronisches Reifenmodul nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung.This object is achieved by an electronic tire module according to claim 1. The dependent claims relate to advantageous developments and refinements of the invention.

Bei dem erfindungsgemäßen Reifenmodul ist in dem Modulgehäuse ferner eine Modulkavität ausgebildet, die über eine aus dem Modulgehäuse herausführende Luftströmungspassage mit einer Umgebung des Reifenmoduls verbunden ist. Außerdem weist das Reifenmodul eine in dem Modulgehäuse untergebrachte Sensoreinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, eine ein vorbestimmtes Ausmaß übersteigende Luftströmung aus der Modulkavität über die Luftströmungspassage heraus in die Umgebung des Reifenmoduls zu erfassen und ein entsprechendes Strömungserfassungssignal an die Modulelektronik zur Erfassung eines plötzlichen Reifendruckverlustes des Reifens auszugeben.In the tire module according to the invention, a module cavity is further formed in the module housing, which is connected via a leading out of the module housing air flow passage with an environment of the tire module. In addition, the tire module has a sensor device accommodated in the module housing, which is designed to detect a predetermined extent exceeding air flow from the module cavity via the air flow passage out into the environment of the tire module and a corresponding flow detection signal to the module electronics for detecting a sudden loss of tire pressure Tire spend.

Die Funktionsweise ist wie folgt: Bei einem plötzlichen Reifendruckverlust kommt es zu einem raschen und beträchtlichen Absinken des Reifendrucks, also des Drucks in der Umgebung des (im Reifen angeordneten) Reifenmoduls. Demzufolge strömt Luft aus der Modulkavität über die Luftströmungspassage heraus in die Umgebung des Reifenmoduls, wobei je nach Volumen der Modulkavität und je nach Strömungswiderstand der Luftströmungspassage der Druck in der Modulkavität sich binnen einer kurzen „Angleichungszeitspanne“ an den Druck in der Umgebung des Reifenmoduls (Reifendruck) angleicht.The operation is as follows: A sudden loss of tire pressure leads to a rapid and considerable drop in tire pressure, ie the pressure in the vicinity of the tire module (arranged in the tire). As a result, air flows out of the module cavity via the air flow passage into the environment of the tire module, depending on the volume of the module cavity and Depending on the flow resistance of the air flow passage, the pressure in the module cavity adjusts to the pressure in the vicinity of the tire module (tire pressure) within a short "adjustment period".

Die Grundidee der Erfindung besteht darin, als Reifenbetriebsparameter, sei es ausschließlich oder zusätzlich, einen plötzlichen Reifendruckverlust basierend auf der Existenz der genannten Luftströmung während der Angleichungszeitspanne zu erkennen.The basic idea of the invention is to detect as a tire operating parameter, whether exclusive or in addition, a sudden loss of tire pressure based on the existence of said air flow during the adjustment period.

Erfindungsgemäß wird dies durch die in dem Modulgehäuse untergebrachte Sensoreinrichtung realisiert, die ein entsprechendes Strömungserfassungssignal an die Modulelektronik ausgibt, so dass die Modulelektronik den plötzlichen Reifendruckverlust basierend auf dem Strömungserfassungssignal erfassen und beim Erzeugen und drahtlosen Senden der Datensignale entsprechend berücksichtigen kann.According to the invention, this is realized by the sensor device accommodated in the module housing, which outputs a corresponding flow detection signal to the module electronics so that the module electronics can detect the sudden loss of tire pressure based on the flow detection signal and correspondingly take into account the generation and wireless transmission of the data signals.

Wie unten noch beschrieben, ergeben sich basierend auf diesem Erfassungsprinzip vorteilhaft Ausgestaltungen der Sensoreinrichtung mit minimalem Energieverbrauch.As described below, based on this detection principle, embodiments of the sensor device with minimal energy consumption are advantageous.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung einen in der Luftströmungspassage angeordneten Strömungssensor aufweist.In one embodiment, it is provided that the sensor device has a flow sensor arranged in the air flow passage.

Bei dieser Ausführungsform wird die Luftströmung gewissermaßen direkt (als solche) erfasst, wofür gemäß einer ersten Ausführungsvariante vorgesehen sein kann, dass der Strömungssensor eine von der Luftströmung antreibbare Turbine und Signalerzeugungsmittel zur Erzeugung des Strömungserfassungssignals infolge einer Drehung der Turbine aufweist, wobei die Signalerzeugungsmittel z. B. einen durch die Drehung der Turbine drehantreibbaren elektrischen Generator aufweisen können.In this embodiment, the air flow is effectively detected directly (as such), according to a first embodiment may be provided that the flow sensor comprises a turbine driven by the air flow and signal generating means for generating the flow detection signal due to rotation of the turbine, wherein the signal generating means z. B. may have a rotationally driven by the rotation of the turbine electric generator.

Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante der Ausführungsform mit einem Strömungssensor ist vorgesehen, dass der Strömungssensor eine von der Luftströmung verlagerbare und/oder verformbare Klappe und Signalerzeugungsmittel zur Erzeugung des Strömungserfassungssignals infolge einer Verlagerung und/oder Verformung der Klappe aufweist, wobei die Signalerzeugungsmittel z. B. eine piezoelektrische Einrichtung oder z. B. eine Hallsonde oder z. B. einen elektrischen Schalter aufweisen können.According to a second embodiment variant of the embodiment with a flow sensor, it is provided that the flow sensor has a flap which can be displaced and / or deformed by the air flow and signal generating means for generating the flow detection signal as a result of a displacement and / or deformation of the flap, wherein the signal generating means z. B. a piezoelectric device or z. B. a Hall probe or z. B. may have an electrical switch.

Als piezoelektrische Einrichtung kann z. B. eine piezoelektrische Materialschicht vorgesehen sein, welche die Klappe oder einen Teil der Klappe ausbildet, so dass im Falle einer Verformung der Klappe (infolge der Luftströmung) eine als Strömungserfassungssignal an die Modulelektronik ausgebbare Piezospannung entsteht.As a piezoelectric device can, for. Example, a piezoelectric material layer may be provided which forms the flap or a part of the flap, so that in the case of deformation of the flap (due to the air flow) is generated as a flow detection signal to the module electronics outputable piezo voltage.

Für den Fall der Verwendung einer Hallsonde kann z. B. vorgesehen sein, die Hallsonde als einen Bestandteil der Klappe in die Klappe zu integrieren und in einem Bereich einer die Luftströmungspassage begrenzenden Wandung ein Magnetfelderzeugungsmittel, insbesondere z. B. einen Permanentmagneten, anzuordnen, derart, dass bei einer Verlagerung und/oder Verformung der Klappe infolge der Luftströmung sich eine relative Anordnung der Hallsonde und des Magnetfelderzeugungsmittels zueinander verändert. In diesem Fall kann als Strömungserfassungssignal eine Hallspannung von der Modulelektronik erfasst werden. Die Anordnungsstellen der Hallsonde und des Magnetfelderzeugungsmittels können auch miteinander vertauscht sein, d.h. die Sonde kann in einem stationären Bereich der Luftströmungspassage (z. B. Wandung derselben) und das Magnetfelderzeugungsmittel an der Klappe vorgesehen sein.In the case of using a Hall probe can, for. B. be provided to integrate the Hall probe as part of the flap in the flap and in a region of the air flow passage bounding wall a magnetic field generating means, in particular z. As a permanent magnet, to be arranged, such that upon a displacement and / or deformation of the flap due to the air flow, a relative arrangement of the Hall probe and the magnetic field generating means to each other changed. In this case, a Hall voltage can be detected by the module electronics as the flow detection signal. The locations of the Hall probe and magnetic field generating means may also be interchanged, i. the probe may be provided in a stationary region of the air flow passage (eg, wall thereof) and the magnetic field generating means on the flap.

Ein elektrischer Schalter kann z. B. mit zwei elektrischen Schalterkontakten ausgebildet sein, von denen einer an der Klappe und der andere im stationären Bereich der Luftströmungspassage ausgebildet ist, derart, dass bei einer Verlagerung und/oder Verformung der Klappe infolge der Luftströmung dieser Schalter entweder geöffnet oder (bevorzugt) geschlossen wird. In diesem Fall basiert die Erzeugung des von der Modulelektronik zu erfassenden Strömungserfassungssignals auf der Detektion des Schalterzustandes. Insbesondere kann vorgesehen sein, an dem normalerweise geöffneten Schalter eine Spannung anzulegen und das Auftreten der Luftströmung anhand des Stromflusses über den (dann geschlossenen) Schalter zu erfassen.An electrical switch can, for. Example, be formed with two electrical switch contacts, one of which is formed on the flap and the other in the stationary region of the air flow passage, such that at a displacement and / or deformation of the flap due to the air flow, these switches either open or (preferably) closed becomes. In this case, the generation of the flow detection signal to be detected by the module electronics is based on the detection of the switch state. In particular, it may be provided to apply a voltage to the normally open switch and to detect the occurrence of the air flow on the basis of the current flow via the (then closed) switch.

Bei den bis hierher beschriebenen Ausführungsformen der Sensoreinrichtung ist eine direkte Erfassung der ein vorbestimmtes Ausmaß übersteigenden Luftströmung vorgesehen. Das vorbestimmte Ausmaß kann hierbei in weiten Grenzen durch die Wahl von konstruktiven Details des Strömungssensors eingestellt werden.In the embodiments of the sensor device described so far, a direct detection of the air flow exceeding a predetermined extent is provided. The predetermined extent can be set within wide limits by the choice of design details of the flow sensor.

In einer anderen Ausführungsform ist eine insofern indirekte Erfassung der Luftströmung dadurch realisiert, dass die Sensoreinrichtung einen im Bereich des Modulgehäuses angeordneten Druckdifferenzsensor zur Messung einer Druckdifferenz zwischen einem Druck in der Gehäusekavität und einem Druck in der Umgebung des Reifenmoduls aufweist.In another embodiment, an indirect detection of the air flow is realized in that the sensor device has a arranged in the region of the module housing pressure difference sensor for measuring a pressure difference between a pressure in the housing cavity and a pressure in the vicinity of the tire module.

Das Funktionsprinzip dieser Ausführungsform beruht auf dem physikalischen Umstand, dass die Luftströmungsrate durch die Luftströmungspassage stets in guter Näherung proportional zur Druckdifferenz der Drücke beiderseits der Luftströmungspassage ist. Diese Druckdifferenz ist daher quantitativ repräsentativ für das Ausmaß der Luftströmung durch die Luftströmungspassage. Auch bei dieser Ausführungsform kann durch geeignete Wahl von konstruktiven Details des Druckdifferenzsensors das die „Druckverlust-Erfassung auslösende“ vorbestimmte Ausmaß der Luftströmung in weiten Grenzen eingestellt werden.The operating principle of this embodiment is based on the physical fact that the air flow rate through the air flow passage always in good approximation proportional to the pressure difference of the pressures on both sides of Air flow passage is. This pressure difference is therefore quantitatively representative of the extent of air flow through the air flow passage. Also in this embodiment, by appropriate choice of design details of the pressure difference sensor, the "pressure loss detection triggering" predetermined amount of air flow can be set within wide limits.

In einer speziellen Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Druckdifferenzsensor eine wenigstens teilweise aus piezoelektrischem Material gebildete Membran aufweist, die auf einer Seite durch den Druck in der Gehäusekavität und auf der anderen Seite durch den Druck in der Umgebung des Reifenmoduls belastet wird.In a specific embodiment of this embodiment, it is provided that the pressure difference sensor has a membrane formed at least partially of piezoelectric material, which is loaded on one side by the pressure in the housing cavity and on the other side by the pressure in the vicinity of the tire module.

Beispielsweise kann die Membran auf wenigstens einer ihrer Flachseiten eine Beschichtung aus piezoelektrischem Material aufweisen, so dass deren daran erzeugte Piezospannung als das Strömungserfassungssignal von der Modulelektronik erfasst werden kann.For example, the membrane may have on at least one of its flat sides a coating of piezoelectric material, so that the piezoelectric voltage generated thereon can be detected as the flow detection signal from the module electronics.

Alternativ kommt z. B. in Betracht, einerseits einen elektrisch leitfähig ausgebildeten mittleren Abschnitt der Membran und andererseits einen dazu benachbart stationär im Bereich der Strömungspassage angeordneten elektrischen Leiter als Kontakte eines elektrischen Schalters in der oben bereits beschriebenen Weise zur Erzeugung des von der Modulelektronik zu erfassenden Strömungserfassungssignals zu nutzen.Alternatively comes z. B. into consideration, on the one hand to use an electrically conductive middle section of the membrane and on the other hand adjacent thereto stationarily arranged in the flow passage electrical conductor as contacts of an electrical switch in the manner already described above for generating the module electronics to be detected flow detection signal.

Je nach konkreter Ausgestaltung der Sensoreinrichtung bei einem erfindungsgemäßen Reifenmodul ist nicht immer auszuschließen, dass Gravitationskräfte und während einer Drehung des betreffenden Fahrzeugreifens auch Zentrifugalkräfte den Erfassungsvorgang beeinflussen. In einer Ausführungsform weist das Reifenmodul daher einen Beschleunigungssensor auf und die Modulelektronik ist dazu ausgebildet, ein von dem Beschleunigungssensor geliefertes Beschleunigungssensorsignal im Sinne einer Kompensation der genannten Beinflussung bei der Erfassung des plötzlichen Reifendruckverlusts zu berücksichtigen (Zusätzlich kann das Beschleunigungssensorsignal z. B. von der Modulelektronik zur Erfassung einer Drehgeschwindigkeit und/oder Drehstellung des Fahrzeugreifens verarbeitet werden). Alternativ oder zusätzlich kann speziell bei der Verwendung einer Klappe oder einer Membran auch vorgesehen sein, die genannte Beeinflussung dadurch klein zu halten, dass eine Anordnung der Klappe bzw. der Membran vorgesehen wird, bei der eine Ebene der Klappe bzw. der Membran wenigstens annähernd eine Radialebene des Fahrzeugreifens darstellt.Depending on the specific configuration of the sensor device in a tire module according to the invention, it can not always be ruled out that gravitational forces and, during a rotation of the relevant vehicle tire, centrifugal forces also influence the detection process. In one embodiment, the tire module therefore has an acceleration sensor and the module electronics are designed to take into account an acceleration sensor signal supplied by the acceleration sensor in order to compensate for the aforementioned influence on the detection of the sudden loss of tire pressure (in addition, the acceleration sensor signal may for example be provided by the module electronics processed to detect a rotational speed and / or rotational position of the vehicle tire). Alternatively or additionally, especially with the use of a flap or a membrane, it may also be provided to minimize the aforementioned influence by providing an arrangement of the flap or membrane in which one plane of the flap or membrane is at least approximately one Radial level of the vehicle tire represents.

Das erfindungsgemäße Reifenmodul (bzw. dessen Modulelektronik) ist bevorzugt so ausgebildet, dass auf eine Erfassung eines plötzlichen Reifendruckverlustes sofort ein diese Erfassung anzeigendes Datensignal gesendet wird.The tire module according to the invention (or its module electronics) is preferably designed such that a detection of a sudden loss of tire pressure immediately sends a data signal indicating this detection.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist ein Reifenüberwachungssystem für ein mit Fahrzeugreifen ausgestattetes Fahrzeug vorgesehen, aufweisend ein oder mehrere elektronische Reifenmodule der hier beschriebenen Art und eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von Datensignalen, die von den elektronischen Reifenmodulen gesendet werden.In accordance with another aspect of the invention, there is provided a tire monitoring system for a vehicle tire-equipped vehicle, comprising one or more electronic tire modules of the type described herein and receiving means for receiving data signals transmitted by the electronic tire modules.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem Fahrassistenzsystem vorgesehen, beispielsweise mit einem ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm) und/oder ABS (Antiblockiersystem), und mit einem Reifenüberwachungssystem aufweisend ein oder mehrere elektronische Reifenmodule der hier beschriebenen Art, wobei das Reifenüberwachungssystem dazu ausgebildet ist, im Falle der Erfassung eines plötzlichen Reifendruckverlustes ein diese Erfassung anzeigendes Datensignal an das Fahrassistenzsystem auszugeben.According to a further aspect of the invention, a vehicle is provided with a driver assistance system, for example with an ESP (Electronic Stability Program) and / or ABS (Anti-lock Braking System), and with a tire monitoring system comprising one or more electronic tire modules of the type described here, wherein the tire monitoring system is designed for this purpose is, in the case of detecting a sudden loss of tire pressure to output this detection indicating data signal to the driving assistance system.

In vielen Anwendungsfällen ermöglicht der Einsatz der Erfindung eine beträchtliche Verbesserung der Funktionalität von Fahrassistenzsystemen wie insbesondere einem ESP. Bei herkömmlichen Fahrzeugen führt ein plötzlicher Reifendruckverlust an einem Reifen in der Regel zu einer sofortigen Abschaltung des ESP, und zwar deshalb, weil eine ordnungsgemäße Funktion des ESP eine ordnungsgemäße Erfassung der einzelnen Raddrehgeschwindigkeiten der einzelnen Räder voraussetzt, wobei jedoch eine drastische Veränderung des dynamischen Radradius eines Reifens infolge des plötzlichen Druckverlustes an diesem Reifen fehlerhafte bzw. unplausible Messwerte für die Raddrehgeschwindigkeiten bewirkt und für diesen Fall die Abschaltung des ESP vorgesehen ist. Dasselbe gilt für den Fall, dass solche fehlerhaften bzw. unplausiblen Messwerte der Raddrehgeschwindigkeiten aufgrund eines Defekts der hierfür eingesetzten Sensorik (z. B. im Fahrzeug angeordnete Drehwinkelgeber an jedem Fahrzeugrad) bewirkt werden. Bei bekannten Fahrzeugen kann das ESP zwischen den Fällen eines Reifendruckverlustes und eines Defekts an der Sensorik zur Drehgeschwindigkeitsmessung nicht unterscheiden.In many applications, the use of the invention allows a considerable improvement in the functionality of driver assistance systems, in particular an ESP. In conventional vehicles, sudden tire pressure loss on a tire typically results in immediate shutdown of the ESP, because proper operation of the ESP requires proper detection of individual wheel rotational speeds of the individual wheels, but with a drastic change in the dynamic wheel radius Tire due to the sudden pressure loss on this tire causes erroneous or implausible measurements for the Raddrehgeschwindigkeit and in this case the shutdown of the ESP is provided. The same applies to the case where such erroneous or implausible measured values of the wheel rotational speeds are caused due to a defect in the sensor system used for this purpose (for example, rotational angle sensors arranged in the vehicle on each vehicle wheel). In known vehicles, the ESP can not distinguish between the cases of a tire pressure loss and a defect in the sensor for measuring rotational speed.

Unter Einsatz der Erfindung ist jedoch eine solche Unterscheidbarkeit vorteilhaft ermöglicht, da im Falle eines plötzlichen Reifendruckverlustes ein dies anzeigendes Datensignal sofort von der betreffenden Modulelektronik zu einem im Fahrzeug angeordneten Empfänger gesendet und fahrzeugseitig sofort dem ESP bereitgestellt werden kann.Using the invention, however, such distinctness is advantageously made possible, since in the case of a sudden loss of tire pressure, a data signal indicating this can be sent immediately from the relevant module electronics to a receiver arranged in the vehicle and immediately provided to the ESP on the vehicle side.

Basierend auf dieser zeitnahen Information des ESP, vor allem wenn das ausgehend vom betreffenden elektronischen Reifenmodul gesendete Datensignal auch eine Lokalisierungsinformation enthält, d. h. die Information, an welchem Reifen des Fahrzeuges der plötzliche Reifendruckverlust aufgetreten ist, kann das ESP vorteilhaft in einen entsprechenden speziellen ESP-Betriebsmodus wechseln, in dem für die Stabilisierung der Fahrdynamik des Fahrzeuges dem Umstand eines mehr oder weniger „platten Reifens“ in geeigneter Weise Rechnung getragen wird. Beispielsweise können in diesem Betriebsmodus spezielle Eigenschaften eines platten Reifens (im Unterschied zu einem ordnungsgemäß luftgefüllten Reifens) berücksichtigt werden oder z. B. eine möglichst geringe mechanische Beanspruchung des platten Reifens vorgesehen werden. Based on this timely information of the ESP, especially if the data signal sent from the respective electronic tire module also contains localization information, ie the information on which tire of the vehicle the sudden tire pressure loss has occurred, the ESP can advantageously enter a corresponding special ESP operating mode change, in which for the stabilization of the driving dynamics of the vehicle, the circumstance of a more or less "flat tire" is taken into account in a suitable manner. For example, in this mode of operation, special characteristics of a flat tire (as opposed to a properly air-filled tire) may be taken into account or, for example, as follows: B. the lowest possible mechanical stress of the flat tire can be provided.

Mithin ermöglicht die Erfindung vorteilhaft auch nach einem plötzlichen Reifendruckverlust eine Funktionalität des ESP oder eines anderen Fahrassistenzsystems aufrechtzuerhalten.Thus, the invention advantageously makes it possible to maintain a functionality of the ESP or of another driver assistance system even after a sudden loss of tire pressure.

Insbesondere mit den hier beschriebenen Ausgestaltungen der im Reifenmodul erfindungsgemäß vorgesehenen Sensoreinrichtung kann eine zeitnahe Erfassung dieses Druckverlustes mit vertretbarem (niedrigen) Stromverbrauch realisiert werden, um vorteilhaft eine hohe Batterielebensdauer sicherzustellen.In particular with the embodiments of the sensor module provided according to the invention in the tire module, a timely detection of this pressure loss can be realized with reasonable (low) power consumption in order to advantageously ensure a high battery life.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen jeweils schematisch dar:

  • 1 eine Seitenansicht eines Fahrzeugreifens mit einem darin angeordneten elektronischen Reifenmodul, sowie ein Blockschaltbild eines Teils einer Fahrzeugelektronik zum Empfangen und Verarbeiten von Datensignalen des Reifenmoduls,
  • 2 ein Blockschaltbild des im Ausführungsbeispiel von 1 verwendeten Reifenmoduls,
  • 3 eine Seitenansicht des Reifenmoduls von 1 gemäß einer ersten konstruktiven Ausführungsvariante,
  • 4 eine teilweise Seitenansicht des Reifenmoduls gemäß einer zweiten konstruktiven Ausführungsvariante, und
  • 5 eine teilweise Seitenansicht des Reifenmoduls gemäß einer dritten konstruktiven Ausführungsvariante.
The invention will be further described by means of embodiments with reference to the accompanying drawings. They each represent schematically:
  • 1 a side view of a vehicle tire with an arranged therein electronic tire module, and a block diagram of a part of a vehicle electronics for receiving and processing of data signals of the tire module,
  • 2 a block diagram of the embodiment of 1 used tire module,
  • 3 a side view of the tire module of 1 according to a first constructional variant,
  • 4 a partial side view of the tire module according to a second constructive embodiment, and
  • 5 a partial side view of the tire module according to a third constructive variant.

1 zeigt ein Fahrzeugrad 1 mit einer Felge 2 und einem auf der Felge montierten Reifen 3. Der Pfeil 4 symbolisiert eine Drehung des Fahrzeugrades 1 während der Fahrt eines mit dem Fahrzeugrad 1 ausgestatteten Fahrzeuges. Je nach Typ des Fahrzeuges kann eine entsprechende Anzahl an Fahrzeugrädern der am Beispiel von 1 gezeigten Art vorgesehen sein. 1 shows a vehicle wheel 1 with a rim 2 and a tire mounted on the rim 3 , The arrow 4 symbolizes a rotation of the vehicle wheel 1 while driving one with the vehicle wheel 1 equipped vehicle. Depending on the type of vehicle, a corresponding number of vehicle wheels on the example of 1 be provided kind shown.

In dem Reifen 3 ist ein elektronisches Reifenmodul 12 angeordnet, welches im dargestellten Beispiel an der Innenseite einer Reifenlauffläche des Reifens 3 angeklebt ist. Alternativ kann ein Reifenmodul z. B. auch in einer Halterung verrastet sein, welche wiederum im Reifen eingeklebt ist.In the tire 3 is an electronic tire module 12 arranged in the example shown on the inside of a tire tread of the tire 3 is glued on. Alternatively, a tire module z. B. also be locked in a holder, which in turn is glued in the tire.

Das elektronische Reifenmodul 12 ist im dargestellten Beispiel ein TPMS („tire pressure monitoring system“)-Sensormodul, d. h. dazu ausgebildet, während der Fahrt des Fahrzeuges von Zeit zu Zeit Funkdatensignale D an einen im Fahrzeug angeordneten Funkempfänger 40 zu senden.The electronic tire module 12 In the example shown, a TPMS ("tire pressure monitoring system") sensor module, ie designed to, during the drive of the vehicle from time to time radio data signals D to a radio receiver arranged in the vehicle 40 to send.

Die vom Reifenmodul 12 gesendeten Funksignale D beinhalten jeweils eine Identifikation (z. B. Identifikationscode) des betreffenden Reifenmoduls 12 sowie Informationen über mehrere Reifenbetriebsparameter, wie hier insbesondere einen Reifendruck des Reifens 3 und eine Drehgeschwindigkeit des Reifens 3.The from the tire module 12 transmitted radio signals D each contain an identification (eg identification code) of the relevant tire module 12 and information about multiple tire operating parameters, such as, in particular, a tire pressure of the tire 3 and a rotational speed of the tire 3 ,

Die von dem in 1 gezeigten Reifenmodul 12 und noch weiteren Reifenmodulen in (nicht dargestellten) weiteren Reifen des Fahrzeuges gesendeten Datensignale D werden von dem Funkempfänger 40 des Fahrzeuges dekodiert und im dargestellten Beispiel über ein digitales Datenbussystem 42 (z. B. CAN-Bus, LIN-Bus oder dergleichen) an eine zentrale Steuereinrichtung 44 des Fahrzeuges zur Auswertung weitergeleitet.The of the in 1 shown tire module 12 and yet other tire modules in data signals (not shown) of further tires of the vehicle D be from the radio receiver 40 of the vehicle decoded and in the illustrated example via a digital data bus system 42 (eg CAN bus, LIN bus or the like) to a central control device 44 of the vehicle forwarded for evaluation.

Die Steuereinrichtung 44 weist insbesondere eine programmgesteuerte Rechnereinheit 46 und eine zugeordnete Speichereinheit 48 zum Speichern eines den Betrieb der Rechnereinheit 46 steuernden Programms und zum Speichern weiterer Daten auf.The control device 44 in particular has a program-controlled computer unit 46 and an associated storage unit 48 for storing the operation of the computer unit 46 controlling program and storing further data.

2 zeigt in einem Blockschaltbild den Aufbau des elektronischen Reifenmoduls 12. 2 shows in a block diagram the structure of the electronic tire module 12 ,

Das Reifenmodul 12 weist einen Drucksensor 14 auf, der von Zeit zu Zeit betrieben wird und dann ein für den Reifendruck repräsentatives Sensorsignal p liefert.The tire module 12 has a pressure sensor 14 which is operated from time to time and then a representative of the tire pressure sensor signal p supplies.

Ferner weist das Reifenmodul 12 einen Beschleunigungssensor 16 auf, der von Zeit zu Zeit betrieben wird und dann ein für eine Beschleunigung am Ort des Reifenmoduls 12 repräsentatives Sensorsignal „a“ liefert. Durch Auswertung des Signals „a“ über einige Umdrehungen des Fahrzeugrades 1 lässt sich insbesondere z. B. eine Raddrehgeschwindigkeit ermitteln. Furthermore, the tire module 12 an acceleration sensor 16 which is operated from time to time and then one for acceleration at the location of the tire module 12 representative sensor signal "a" provides. By evaluating the signal "a" over a few revolutions of the vehicle wheel 1 in particular z. B. determine a wheel speed.

Ferner weist das Reifenmodul 12 eine Sensoreinrichtung 18 auf, die im Falle eines „plötzlichen Reifendruckverlustes“ in nachfolgend noch erläuterter Weise ein „Strömungserfassungssignal „f“ liefert.Furthermore, the tire module 12 a sensor device 18 which, in the case of a "sudden loss of tire pressure", delivers a "flow detection signal" f "in the manner explained below.

Die Erfassungssignale p, a und f werden einer programmgesteuerten Rechnereinheit 20 eingegeben. Die Rechnereinheit 20 ist mit einer zugeordneten Speichereinheit 22 verbunden, in welcher ein den Betrieb der Rechnereinheit 20 steuerndes Programms sowie weitere Daten (z. B. Identifikation des Reifenmoduls, Rad- oder Reifeninformationsdaten, etc.) gespeichert werden können.The detection signals p . a and f become a program-controlled computer unit 20 entered. The computer unit 20 is with an associated storage unit 22 connected, in which a the operation of the computer unit 20 controlling program and other data (eg identification of the tire module, wheel or tire information data, etc.) can be stored.

Die Rechnereinheit 20 erzeugt von Zeit zu Zeit Datensignale, die mittels eines Funksenders 24 des Reifenmoduls 12 in Form der Funkdatensignale D zum Fahrzeug (Funkempfänger 40) gesendet werden.The computer unit 20 generates from time to time data signals by means of a radio transmitter 24 of the tire module 12 in the form of the radio data signals D to the vehicle (radio receiver 40 ).

Da im Hinblick auf eine angestrebte Lebensdauer des batteriebetriebenen Reifenmoduls 12 insbesondere der Drucksensor 14 nicht kontinuierlich betrieben werden kann, ist zur Erfassung eines Reifenbetriebsparameters „plötzlicher Reifendruckverlust“ die spezielle Sensoreinrichtung 18 vorgesehen.Because in terms of a desired life of the battery-powered tire module 12 in particular the pressure sensor 14 can not be operated continuously, the specific sensor device is for detecting a tire operating parameter "sudden tire pressure loss" 18 intended.

3 veranschaulicht die konstruktive Implementierung des elektronischen Reifenmoduls 12, aufweisend eine Modulelektronik 30, die mit einer Batterie 32 betrieben wird. 3 illustrates the constructive implementation of the electronic tire module 12 , comprising a module electronics 30 that with a battery 32 is operated.

Die Modulelektronik 30 beinhaltet insbesondere die mit Bezug auf 2 bereits beschriebenen Komponenten 14, 16, 20, 22 und 24 und dient somit zum Erfassen insbesondere der Reifenbetriebsparameter „Reifendruck“ und „Beschleunigung“, und zum Erzeugen und drahtlosen Senden der Datensignale D in Abhängigkeit von einem Ergebnis dieser Erfassungen.The module electronics 30 includes in particular the with regard to 2 already described components 14 . 16 . 20 . 22 and 24 and thus serves to detect in particular the tire operating parameters "tire pressure" and "acceleration", and to generate and wirelessly transmit the data signals D depending on a result of these observations.

Das Reifenmodul 12 weist ferner ein Modulgehäuse 34 auf, in dem die Modulelektronik 30 untergebracht ist und in der ferner eine Modulkavität 36 ausgebildet ist, die über eine aus dem Modulgehäuse 34 herausführende Luftströmungspassage 38 mit einer Umgebung des Reifenmoduls 12 verbunden ist.The tire module 12 also has a module housing 34 on, in which the module electronics 30 is accommodated and in the further a module cavity 36 is formed, which via one of the module housing 34 outgoing airflow passage 38 with an environment of the tire module 12 connected is.

Die in 2 zusammenfassend mit der Bezugszahl 18 bezeichnete Sensoreinrichtung ist in der konstruktiven Ausgestaltung gemäß 3 aus drei Komponenten gebildet, nämlich einem Sensorteil 18-1, hier eine durch Luftströmung antreibbare Turbine, einer Leitungsanordnung 18-2 und einem elektronischen Erfassungsteil 18-3 der Modulelektronik 30, mittels welchem das von der Turbine 18-1 erzeugte Strömungserfassungssignal „f“ nach Übertragung über die Leitungsanordnung 18-2 empfangen wird.In the 2 in summary with the reference number 18 designated sensor device is in the structural design according to 3 formed of three components, namely a sensor part 18-1 , here a turbine driven by air flow, a line arrangement 18-2 and an electronic detection part 18-3 the module electronics 30 by means of which from the turbine 18-1 generated flow detection signal "f" after transmission via the line arrangement 18-2 Will be received.

Die in dem Modulgehäuse 34 untergebrachte Sensoreinrichtung 18-1, 18-2, 18-3 ist dazu ausgebildet, eine ein vorbestimmtes Ausmaß übersteigende Luftströmung (vgl. Pfeil in 3) aus der Modulkavität 36 heraus in die Umgebung des Reifenmoduls 12 zu erfassen und das Strömungserfassungssignal „f“ an die Modulelektronik 30 zur Erfassung eines „plötzlichen Reifendruckverlustes“ des betreffenden Reifens 3 auszugeben.The in the module housing 34 accommodated sensor device 18-1 . 18-2 . 18-3 is designed to have a predetermined air flow exceeding a predetermined extent (see arrow in FIG 3 ) from the module cavity 36 out into the environment of the tire module 12 to detect and the flow detection signal "f" to the module electronics 30 for detecting a "sudden loss of tire pressure" of the tire in question 3 issue.

Im dargestellten Beispiel stellt die Turbine 18-1 in Verbindung mit einem (nicht dargestellten) elektrischen Generator einen in der Luftströmungspassage 38 angeordneten Strömungssensor dar. Der Strömungssensor weist die von der Luftströmung antreibbare Turbine 18-1 und als Signalerzeugungsmittel zur Erzeugung des Strömungserfassungssignals „f“ infolge einer Drehung der Turbine 18-1 den elektrischen Generator auf, der durch die Drehung der Turbine 18-1 angetrieben wird.In the example shown, the turbine represents 18-1 in conjunction with an electric generator (not shown) in the air flow passage 38 arranged flow sensor. The flow sensor has the drivable by the air flow turbine 18-1 and as signal generating means for generating the flow detection signal "f" due to rotation of the turbine 18-1 the electric generator, due to the rotation of the turbine 18-1 is driven.

Wenn also ein plötzlicher Reifendruckverlust auftritt, so führt dies zu einer kurzzeitigen Drehung der Turbine 18-1. In der Folge wird das vom elektrischen Generator erzeugte Strömungserfassungssignal (Spannung) „f“ über die Leitungsanordnung 18-2 zum Erfassungsteil 18-3 ausgegeben, woraufhin unter Einsatz der Rechnereinheit 20 und des Funksenders 24 sofort ein Funkdatensignal D gesendet wird, um die Information über das Auftreten des Reifendruckverlustes (mitsamt der Identifikation des Reifenmoduls 12) an das Fahrzeug zu übermitteln.So if a sudden loss of tire pressure occurs, this leads to a short-term rotation of the turbine 18-1 , As a result, the flow detection signal (voltage) "f" generated by the electric generator becomes the line arrangement 18-2 to the detection part 18-3 issued, whereupon using the computer unit 20 and the radio transmitter 24 immediately a radio data signal D is sent to the information about the occurrence of the tire pressure loss (together with the identification of the tire module 12 ) to the vehicle.

Vorteilhaft erhält somit ein von dem Reifenmodul 12 (und weiteren derartigen Reifenmodulen) sowie den fahrzeugseitigen Komponenten 40, 42, 44 gebildetes Reifenüberwachungssystem 10 (1) sehr zeitnah die Information über die Erfassung des plötzlichen Reifendruckverlustes, so dass z. B. sofort eine Warnung an den Fahrer des Fahrzeuges ausgegeben werden kann.Advantageously thus receives one of the tire module 12 (and other such tire modules) and the vehicle-mounted components 40 . 42 . 44 formed tire monitoring system 10 ( 1 ) very promptly the information about the detection of sudden tire pressure loss, so that z. B. a warning to the driver of the vehicle can be issued immediately.

Der „plötzliche Reifendruckverlust“ kann im Rahmen der Erfindung insbesondere im Hinblick auf eine bestimmte zeitliche Mindestdruckverlustrate definiert sein, z. B. mindestens 0,1 bar/s oder z. B. mindestens 0,5 bar/s.The "sudden tire pressure loss" may be defined in the context of the invention, in particular with regard to a certain minimum time pressure loss rate, z. B. at least 0.1 bar / s or z. B. at least 0.5 bar / s.

Ausgehend von einer derartigen, im konkreten Anwendungsfall gewählten Definition können darauf abgestimmt das Volumen der Modulkavität und der Strömungswiderstand der Luftströmungspassage insbesondere so gewählt werden, dass die „Angleichungszeitspanne“, innerhalb derer sich der Druck in der Kavität an den Druck in der Umgebung des Reifenmoduls (Reifendruck) angleicht, z. B. im Bereich von 0,05 bis 1 s liegt. Während dieser Zeitspanne kommt es zu einer pulsartigen Luftausströmung aus der Modulkavität heraus, deren Ausmaß (z. B. über diese Zeitspanne gemittelte Massenstrom- oder Volumenstromrate) dann dasjenige Ausmaß an Luftströmung darstellt, welches die Sensoreinrichtung als „plötzlichen Druckverlust“ erfassen soll.Based on such a definition chosen in the specific application, the volume of the module cavity and the flow resistance of the air flow passage can be chosen in particular such that the "adjustment period" within which the pressure in the cavity is equal to the pressure in the vicinity of the tire module ( Tire pressure), z. B. is in the range of 0.05 to 1 s. During this period, a pulse-like outflow of air out of the module cavity occurs, the extent of which (eg averaged over this period) Mass flow or volumetric flow rate) then represents that amount of air flow which the sensor device should detect as a "sudden pressure loss".

Besonders bevorzugt ist im Falle eines mit einem Fahrassistenzsystem ausgestatteten Fahrzeug, dass die Erfassung des plötzlichen Reifendruckverlustes von der Steuereinrichtung 44 an das Fahrassistenzsystem weitergeleitet wird. Vorteilhaft kann somit das Fahrassistenzsystem bei der Durchführung von dessen Steueraufgaben dem Umstand eines „platten Reifens“ Rechnung tragen.In the case of a vehicle equipped with a driver assistance system, it is particularly preferred that the detection of the sudden tire pressure loss by the control device 44 is forwarded to the driver assistance system. The driver assistance system can thus advantageously take account of the circumstance of a "flat tire" when carrying out its control tasks.

Bei der nachfolgenden Beschreibung von weiteren Ausführungsbeispielen werden für gleichwirkende Komponenten die gleichen Bezugszahlen verwendet, jeweils ergänzt durch einen kleinen Buchstaben zur Unterscheidung der Ausführungsform. Dabei wird im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu dem bzw. den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen eingegangen und im übrigen hiermit ausdrücklich auf die Beschreibung vorangegangener Ausführungsbeispiele verwiesen.In the following description of further embodiments, the same reference numerals are used for equivalent components, each supplemented by a small letter to distinguish the embodiment. In this case, essentially only the differences to the or the already described embodiments will be discussed and in the remainder hereby expressly made to the description of previous embodiments.

4 veranschaulicht eine (in 4 teilweise dargestellte) Ausgestaltungsvariante eines elektronischen Reifenmoduls 12a, welches gegenüber dem Reifenmodul 12 von 3 lediglich hinsichtlich der Ausgestaltung des die Luftströmung detektierenden Sensorteils 18a-1 modifiziert ist. 4 illustrates a (in 4 partially illustrated) embodiment variant of an electronic tire module 12a , which is opposite the tire module 12 from 3 only with regard to the design of the air flow detecting sensor part 18a-1 is modified.

Dieses Sensorteil 18a-1 ist im Beispiel von 4 von einer biegsamen und somit von der Luftströmung verformbaren Klappe gebildet, wobei eine piezoelektrische Beschichtung der Klappe 18a-1 im Falle einer Verformung der Klappe ein entsprechendes Strömungserfassungssignal (Piezospannung) „f“ liefert, welches über eine an der piezoelektrischen Beschichtung angeschlossene Leitungsanordnung 18a-2 weitergeleitet wird.This sensor part 18a-1 is in the example of 4 formed by a flexible and thus deformable by the air flow flap, wherein a piezoelectric coating of the flap 18a-1 in the case of deformation of the flap, a corresponding flow detection signal (piezo voltage) "f" supplies, which via a connected to the piezoelectric coating line arrangement 18a-2 is forwarded.

5 veranschaulicht eine (in 5 teilweise dargestellte) weitere Ausgestaltungsvariante eines Reifenmoduls 12b, bei welchem eine aus einem Modulgehäuse 34b herausführende Luftströmungspassage 38b vorgesehen ist, eine Sensoreinrichtung jedoch für eine indirekte Erfassung einer Luftströmung über diese Luftströmungspassage 38b ausgebildet ist. 5 illustrates a (in 5 partially shown) further embodiment variant of a tire module 12b in which one of a module housing 34b outgoing airflow passage 38b However, a sensor device is provided for an indirect detection of an air flow over this air flow passage 38b is trained.

Die Sensoreinrichtung weist einen im Bereich des Modulgehäuses 34b angeordneten Sensorteil 18b-1 auf, der als ein Druckdifferenzsensor zur Messung einer Druckdifferenz zwischen einem Druck in der Gehäusekavität 36b und einem Druck in der Umgebung des Reifenmoduls 12b ausgebildet ist.The sensor device has a in the region of the module housing 34b arranged sensor part 18b-1 acting as a pressure difference sensor for measuring a pressure difference between a pressure in the housing cavity 36b and a pressure around the tire module 12b is trained.

Der Druckdifferenzsensor weist eine aus piezoelektrischem Material gebildete Membran auf, die auf einer Seite (in 5 unten) durch den Druck in der Gehäusekavität 36b und auf der anderen Seite (in 5 oben) durch den Druck in der Umgebung belastet wird.The pressure difference sensor has a membrane formed of piezoelectric material, which on one side (in 5 below) by the pressure in the housing cavity 36b and on the other side (in 5 above) is stressed by the pressure in the environment.

Da im Falle einer Luftausströmung durch die Luftströmungspassage 38b eine entsprechende Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten der Membran vorliegt (welche die Luftströmung antreibt), repräsentiert eine Auslenkung der Membran ein Maß für das Ausmaß der Luftströmung durch die Luftströmungspassage 38b, wobei ein entsprechendes Strömungserfassungssignal „f“ als Piezospannungssignal über eine Leitungsanordnung 18b-2 weitergeleitet wird.As in the case of air outflow through the air flow passage 38b a corresponding pressure difference exists between the two sides of the membrane (which drives the air flow), a deflection of the membrane represents a measure of the extent of the air flow through the air flow passage 38b wherein a corresponding flow detection signal "f" as a piezoelectric voltage signal via a line arrangement 18b-2 is forwarded.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fahrzeugradvehicle
22
Felgerim
33
Reifentires
44
Raddrehungwheel rotation
1010
ReifenüberwachungssystemTire monitoring system
1212
elektronisches Reifenmodulelectronic tire module
1414
Drucksensorpressure sensor
pp
DrucksensorsignalPressure sensor signal
1616
Beschleunigungssensoraccelerometer
aa
BeschleunigungssensorsignalAcceleration sensor signal
1818
Sensoreinrichtungsensor device
ff
StrömungserfassungssignalFlow detection signal
2020
Rechnereinheitcomputer unit
2222
Speichereinheitstorage unit
2424
Funksenderradio transmitter
DD
FunkdatensignalRadio data signal
3030
Modulelektronikmodule electronics
3232
Batteriebattery
3434
Modulgehäusemodule housing
3636
ModulkavitätModulkavität
3838
LuftströmungspassageAir flow passage
4040
Funkempfängerradio receiver
4242
Datenbussystemdata bus system
4444
Steuereinrichtungcontrol device
4646
Rechnereinheitcomputer unit
4848
Speichereinheitstorage unit

Claims (12)

Elektronisches Reifenmodul (12) für ein Reifenüberwachungssystem (10) eines Fahrzeuges, wobei das Reifenmodul (12) aufweist: - eine Modulelektronik (30) zum Erfassen wenigstens eines Reifenbetriebsparameters eines Reifens (3), wenn das Reifenmodul (12) in dem Reifen (3) angeordnet ist, und zum Erzeugen und drahtlosen Senden von Datensignalen (D), - ein Modulgehäuse (34), in dem die Modulelektronik (30) untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Modulgehäuse (34) ferner eine Modulkavität (36) ausgebildet ist, die über eine aus dem Modulgehäuse (34) herausführende Luftströmungspassage (38) mit einer Umgebung des Reifenmoduls (12) verbunden ist, und dass das Reifenmodul (12) ferner eine in dem Modulgehäuse (34) untergebrachte Sensoreinrichtung (18) aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine ein vorbestimmtes Ausmaß übersteigende Luftströmung aus der Modulkavität (36) über die Luftströmungspassage (38) heraus in die Umgebung des Reifenmoduls (12) zu erfassen und ein entsprechendes Strömungserfassungssignal (f) an die Modulelektronik (30) zur Erfassung eines plötzlichen Reifendruckverlustes des Reifens (3) auszugeben.An electronic tire module (12) for a tire monitoring system (10) of a vehicle, the tire module (12) comprising: module electronics (30) for detecting at least one tire operating parameter of a tire (3) when the tire module (12) in the tire (3 ), and for generating and wirelessly transmitting data signals (D), - a module housing (34), in which the module electronics (30) is housed, characterized in that in the module housing (34) further formed a Modulkavität (36) which is connected to an environment of the tire module (12) via an air flow passage (38) leading out of the module housing (34), and in that the tire module (12) further comprises a sensor device (18) accommodated in the module housing (34) adapted to detect a predetermined amount exceeding air flow from the module cavity (36) via the air flow passage (38) out in the vicinity of the tire module (12) and output a corresponding flow detection signal (f) to the module electronics (30) to detect a sudden loss of tire pressure (3). Elektronisches Reifenmodul (12) nach Anspruch 1, wobei die Sensoreinrichtung (18) einen in der Luftströmungspassage (38) angeordneten Strömungssensor aufweist.Electronic tire module (12) according to Claim 1 wherein the sensor device (18) has a flow sensor arranged in the air flow passage (38). Elektronisches Reifenmodul (12) nach Anspruch 2, wobei der Strömungssensor eine von der Luftströmung antreibbare Turbine (18-1) und Signalerzeugungsmittel zur Erzeugung des Strömungserfassungssignals (f) infolge einer Drehung der Turbine (18-1) aufweist.Electronic tire module (12) according to Claim 2 wherein the flow sensor comprises a turbine (18-1) drivable by the airflow and signal generating means for generating the flow sensing signal (f) due to rotation of the turbine (18-1). Elektronisches Reifenmodul (12) nach Anspruch 3, wobei die Signalerzeugungsmittel einen durch die Drehung der Turbine (18-1) drehantreibbaren elektrischen Generator aufweisen.Electronic tire module (12) according to Claim 3 wherein the signal generating means comprises an electric generator rotatably driven by the rotation of the turbine (18-1). Elektronisches Reifenmodul (12) nach Anspruch 2, wobei der Strömungssensor eine von der Luftströmung verlagerbare und/oder verformbare Klappe (18a-1) und Signalerzeugungsmittel zur Erzeugung des Strömungserfassungssignals (f) infolge einer Verlagerung und/oder Verformung der Klappe (18a-1) aufweist.Electronic tire module (12) according to Claim 2 wherein the flow sensor comprises a flap (18a-1) displaceable and / or deformable by the air flow and signal generating means for generating the flow detection signal (f) due to displacement and / or deformation of the flap (18a-1). Elektronisches Reifenmodul (12) nach Anspruch 5, wobei die Signalerzeugungsmittel eine piezoelektrische Einrichtung aufweisen.Electronic tire module (12) according to Claim 5 wherein the signal generating means comprises a piezoelectric device. Elektronisches Reifenmodul (12) nach Anspruch 3 oder 5, wobei die Signalerzeugungsmittel eine Hallsonde aufweisen.Electronic tire module (12) according to Claim 3 or 5 wherein the signal generating means comprises a Hall probe. Elektronisches Reifenmodul (12) nach Anspruch 5, wobei die Signalerzeugungsmittel einen elektrischen Schalter aufweisen.Electronic tire module (12) according to Claim 5 wherein the signal generating means comprises an electrical switch. Elektronisches Reifenmodul (12) nach Anspruch 1, wobei die Sensoreinrichtung einen im Bereich des Modulgehäuses (34) angeordneten Druckdifferenzsensor (18b-1) zur Messung einer Druckdifferenz zwischen einem Druck in der Gehäusekavität (36) und einem Druck in der Umgebung des Reifenmoduls (12) aufweist.Electronic tire module (12) according to Claim 1 in that the sensor device has a pressure difference sensor (18b-1) arranged in the region of the module housing (34) for measuring a pressure difference between a pressure in the housing cavity (36) and a pressure in the vicinity of the tire module (12). Elektronisches Reifenmodul (12) nach Anspruch 9, wobei der Druckdifferenzsensor (18b-1) eine wenigstens teilweise aus piezoelektrischem Material gebildete Membran aufweist, die auf einer Seite durch den Druck in der Gehäusekavität (36) und auf der anderen Seite durch den Druck in der Umgebung des Reifenmoduls (12) belastet wird.Electronic tire module (12) according to Claim 9 wherein the pressure difference sensor (18b-1) comprises a membrane formed at least partially of piezoelectric material, which is loaded on one side by the pressure in the housing cavity (36) and on the other side by the pressure in the vicinity of the tire module (12) , Reifenüberwachungssystem für ein mit Fahrzeugreifen (3) ausgestattetes Fahrzeug, aufweisend ein oder mehrere elektronische Reifenmodule (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und eine Empfangseinrichtung (40) zum Empfangen von Datensignalen (D), die von den elektronischen Reifenmodulen (12) gesendet werden.A tire monitoring system for a vehicle tire (3) equipped vehicle, comprising one or more electronic tire modules (12) according to any one of Claims 1 to 10 and receiving means (40) for receiving data signals (D) sent from the electronic tire modules (12). Fahrzeug mit einem Fahrassistenzsystem, beispielsweise ESP und/oder ABS, und mit einem Reifenüberwachungssystem (10) aufweisend ein oder mehrere elektronische Reifenmodule (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Reifenüberwachungssystem (10) dazu ausgebildet ist, im Falle der Erfassung eines plötzlichen Reifendruckverlustes ein diese Erfassung anzeigendes Datensignal (D) an das Fahrassistenzsystem auszugeben.Vehicle with a driver assistance system, for example ESP and / or ABS, and with a tire monitoring system (10) having one or more electronic tire modules (12) according to one of Claims 1 to 10 wherein the tire monitoring system (10) is adapted, in the case of detecting a sudden loss of tire pressure, to output a data signal (D) indicating this detection to the driving assistance system.
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"Innovativer miniaturisierter 3D MID-Strömungssensor". Pressemitteilung der 2E mechatronic GmbH & Co. KG zur SENSOR+TEST 2012 (22. bis 24. Mai 2012 Nürnberg) *
MENZ, Wolfgang ; MOHR, Jürgen ; PAUL, Oliver: „Mikrosystemtechnik für Ingenieure". Wiley-VCH 2005 (3. Auflage) S. 412-415. ISBN 978-3-527-30536-0 *

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