DE10310763A1

DE10310763A1 - System zur Reifendruck-Fernüberwachung mit einer Niederfrequenz-Initiierungsantenne

Info

Publication number: DE10310763A1
Application number: DE10310763A
Authority: DE
Inventors: John S Nantz; Riad Ghabra; Qingfeng Tang
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2003-10-16
Also published as: GB0304172D0; US20030179086A1; GB2387032A; GB2387032B

Abstract

Es wird ein System vorgeschlagen zur Fernüberwachung des Reifendrucks in einem Fahrzeug, das mehrere Reifen aufweist, wobei jeder Reifen ein zugeordnetes Radhaus besitzt. Das System umfasst einen Reifenüberwacher, der in einem der Reifen montiert ist und einen Sender aufweist zum Übertragen eines Signals, das repräsentativ ist für einen abgegriffenen Reifendruck und einen Empfänger zum Empfangen eines Initiierungssignals. Ein an Bord des Fahrzeuges montierter Initiator, der dem Reifen zugeordnet ist, dient zum Generieren eines Niederfrequenz-Initiierungssignals zum Empfang durch den Empfänger, um zu bewirken, dass der Sender ein Reifendrucksignal abgibt. Eine mit dem Initiator kommunizierende Antenne überträgt das Niederfrequenz-Initiierungssignal. Die Antenne umfasst eine Schleife mit mehreren Windungen und ist auf einer Oberfläche des Radhauses angeordnet, das dem Reifen zugeordnet ist, derart, dass das von der Antenne abgestrahlte Niederfrequenz-Initiierungssignal für irgendeine Reifenposition von dem zugeordneten Empfänger empfangen wird (Fig. 3).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das drahtlose Überwachen des Reifendrucks an Fahrzeugen, und im besonderen auf ein System der drahtlosen Reifenüberwachung in Fahrzeugen unter Verwendung von Initiatoren und Niederfrequenz- Antennen.
Es ist in der Automobilindustrie bekannt, Reifenparameter am Fahrzeug drahtlos zu überwachen, insbesondere den Reifendruck. In solchen Reifendrucküberwachungssystemen sind im Inneren jedes Reifens Reifendrucksensoren und Radiofrequenz-(RF)- Sender montiert, typischerweise benachbart zum Schaft des Reifenventils. Aus jedem Reifen wird der vom Reifendrucksensor ermittelte Reifendruck durch den Sender an einen Empfänger/Controller übertragen, der an Bord des Fahrzeuges angeordnet ist. Die an den Empfänger/Controller durch die RF-Signale von den Sendern übertragene Reifendruckinformation wird nachfolgend an einen Fahrzeugführer oder Fahrzeuginsassen übermittelt, typischerweise mittels eines Displays.
Um die jeweilige Reifenposition am Fahrzeug zu erkennen (z. B. vorne links) FL (vorne rechts) FR, hinten links (RL), hinten rechts (RR)), die einem von einem Reifensender empfangenen RF-Signal zuzuordnen ist, werden solche Reifendrucküberwachungssysteme vorab mit einer Initialisierungs- oder Anmeldeoperation programmiert. Das heißt, es muss durch einen Techniker oder den Fahrzeugbesitzer eine Programmierung des Reifendrucküberwachungssystems durchgeführt werden, um einem Fahrzeugführer die spezifisch für jeden Fahrzeugreifen zutreffende Information geben zu können, so dass jedes RF-Signal von einem Reifensender einer speziellen Reifenposition am Fahrzeug zugeordnet ist.

Gegenwärtig übliche Reifendrucküberwachungssysteme verwenden für diese Vorabprogrammierung einen magnetischen Reed-Schalter in jedem Reifen. Dies bedeutet genauer gesagt, dass, nachdem der Fahrzeug-Controller in einen Programmier-, Initialisierungs- oder Anmelde-Modus eingestellt worden ist, der magnetische Reed-Schalter in jedem Reifen durch einen Techniker oder den Fahrzeugbesitzer unter Verwendung eines Magneten aktiviert wird. Diese Aktivierung verursacht, dass der Reifensender in dem Reifen ein Reifendrucksignal an den Controller im Fahrzeug überträgt. Hierbei hat jeder Drucksensor und/oder Sender einen nur ihm zugeordneten einzigartigen Identifikationscode, der zusammen mit dem Reifendrucksignal übertragen wird. Unter Verwendung solcher Identifikationscodes und nach Durchführen einer vorbestimmten Sequenz zum Aktivieren jedes magnetischen Reed-Schalters, ordnet der Controller jedes Reifendrucksignal einer speziellen Reifenposition am Fahrzeug zu.

Diese Operation kann jedoch Probleme verursachen, wenn Reifen nachträglich auf der Felge umgedreht oder aus ihren Ausgangspositionen an neue Positionen ummontiert werden, oder falls ein Fahrzeugreifen ersetzt wird. Jedes Mal, wenn die Fahrzeugreifen umgedreht werden oder ein Reifen ersetzt wird, muss die Initialisierung oder das Anmelden wiederholt werden, um sicherzustellen, dass das System weiterhin ordnungsgemäß arbeitet und akkurate Informationen an den Fahrzeugführer übermittelt, einschließlich der Reifenposition. Dieses Erfordernis der Initialisierung macht das Reifenumdrehen oder den Reifentausch komplexer und erhöht die Möglichkeit einer ungenauen Operation des Systems.

Die in solchen Reifendrucküberwachungssystemen verwendeten Reifensender werden typischerweise von einer Batterie versorgt. Daraus resultiert, dass jeder Sender nur eine begrenzte Funktionsdauer hat und dann seine Batterie ersetzt werden muss. Um dazu beizutragen, die Leistungsfähigkeit der Batterie zu konservieren, übertragen die Sender typischerweise die Reifendruckinformation nach kurzen, vorbestimmten Zeitintervallen, wenn sich das Fahrzeug bewegt, Sollte das Fahrzeug einmal für eine vorbestimmte Zeitdauer stationär gewesen sein, können die Sender zusätzlich die Reifendruckinformation nach längeren vorbestimmten Zeitintervallen senden.

In jedem Fall kann dort, wo zwei oder mehr einem Fahrzeug zugeordnete Reifensender Reifendrucksignale oder Daten gleichzeitig senden, beim am Fahrzeug montierten Empfänger/Controller, eine Datenkollision eintreten, die die ordnungsgemäße Operation des Reifendrucküberwachungssystems negativ beeinflusst. Eine solche Datenkollision kann sich auch ergeben, wenn mehrere mit Reifendrucküberwachungssystemen ausgestattete Fahrzeuge nahe beieinander fahren oder stehen und die jedem Fahrzeug zugeordneten Reifensender gleichzeitig Reifendrucksignale oder Daten senden, die dann von den Empfängern/Controllern in allen Fahrzeugen empfangen werden können.

Ein System zur Fernüberwachung des Reifendrucks, das Niederfrequenz-Initiatoren zum Triggern oder Initiieren der Aussendung drahtloser Reifeninformationssignale von Sendern in den Reifen benutzt, würde es ermöglichen, ohne die Notwendigkeit einer Initialisierungs- oder Anmelde-Operation die Reifenposition am Fahrzeug automatisch zu identifizieren. Die Verwendung solcher Niederfrequenz-Initiatoren würde auch die Gefahr der Datenkollision eliminieren und die Batterielebensdauer der Reifensender erhöhen, und sogar die Möglichkeit bieten, die Batterien der Reifensender wieder aufzuladen.

Es existiert deshalb ein Bedarf nach einem verbesserten Reifendruck-Fernüberwachungssystem, das Niederfrequenz-Initiatoren und Niederfrequenz-Antennen verwendet. Eine jede solche Antenne würde, vorzugsweise, eine Schleife mit mehreren Windungen sein, die im Radhaus des Fahrzeugs nahe beim Fahrzeugreifen platziert wird. Eine solche Antenne würde auch, vorzugsweise, gut an die Oberflächengestaltung des Radhauses anpassbar sein, unabhängig davon, ob diese eben oder nicht eben ist, und würde Dimensionen besitzen, die vergleichbar sind mit denen der Oberfläche im Radhaus. Eine solche Antenne würde noch weiter, vorzugsweise, in dem Material untergebracht sein können, das das Radhaus ausbildet, oder könnte auf ein derartiges Material als eine Auflage aufgeklebt sein. Im Falle einer Auflage würde eine solche Antenne, vorzugsweise, auf ein Hintergrundmaterial aus Kunststoff aufgeformt sein.

Demzufolge gibt die vorliegende Erfindung ein verbessertes System und ein Verfahren zur Reifendruck-Fernüberwachung in einem Fahrzeug an.

Erfindungsgemäß wird ein System zur Reifendruck-Fernüberwachung in einem Fahrzeug vorgeschlagen, das mehrere Reifen aufweist, wobei jedem Reifen ein Radhaus der Karosserie zugeordnet ist, welches Radhaus eine Oberfläche besitzt. Das System umfasst einen Reifenüberwacher zur Montage in einem aus der Vielzahl der Reifen, wobei der Überwacher einen Sender zum Übertragen eines Signals aufweist, das repräsentativ ist für einen ermittelten Reifendruck, und einen Empfänger zum Empfangen eines Initiierungssignals. Das System umfasst auch einen Initiator, der an Bord des Fahrzeugs montierbar ist und der einem aus der Vielzahl der Reifen zugeordnet wird. Der Initiator dient dazu, ein Niederfrequenz-Initiierungssignal zu generieren zum Empfang durch dem Empfänger, und um zu bewirken, dass der Sender ein Reifendrucksignal aussendet. Das System umfasst noch eine Antenne, die mit dem Initiator in Kommunikation steht und dazu dient, das Niederfrequenz-Initiierungssignal zu übertragen. Die Antenne umfasst eine Schleife aus mehreren Windungen auf einer Oberfläche im Radhaus, das dem jeweiligen aus der Vielzahl der Reifen zugeordnet ist, derart, dass das von der Antenne abgestrahlte Niederfrequenz-Initiierungssignal von dem Empfänger in jeder Reifenposition empfangen wird.

Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden anhand der Zeichnungen erläutet. Es zeigen:
Fig. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Systems zur Fernüberwachung des Reifendrucks, wobei Niederfrequenz-Initiatoren benutzt werden, deren jeder eine Niederfrequenz-Antenne gemäß der Erfindung aufweist;
Fig. 2 ein vereinfachtes Schema einer Ausführungsform der Niederfrequenz-Antenne;
Fig. 3 eine vereinfachte Seitenansicht des Karosseriebereiches des Fahrzeuges mit einem Radhaus, das für die Niederfrequenz-Antenne gemäß der Erfindung benutzt wird; und
Fig. 4 eine vereinfachte Seitenansicht der Umgebung eines Fahrzeug-Radhauses unter Verdeutlichung einer weiteren Ausführungsform der Niederfrequenz-Antenne gemäß der Erfindung.
Wie erwähnt, ist es in der Automobilindustrie bekannt, Fahrzeugreifenparameter draht- los zu überwachen, insbesondere den Reifendruck. In solchen Reifendrucküberwachungssystemen sind im Inneren jedes Reifens Reifendrucksensoren und Radiofrequenz-Sender (RF) montiert, typischerweise benachbart zum Schaft des Reifenventils. Aus jedem Reifen wird der von dem Reifendrucksensor abgegriffene Reifendruck durch den Sender an einen Empfänger/Controller übertragen, der an Bord des Fahrzeuges angeordnet ist. Die an den Empfänger/Controller durch die RF-Signale von den Sendern gelieferte Reifendruckinformation wird dann an einen Fahrzeugführer oder an einen Fahrzeuginsassen übermittelt, typischerweise unter Nutzen eines Displays.
Um die jeweilige Reifenposition am Fahrzeug zu erkennen (z. B. vorne links) FL, (vorne rechts) FR, hinten links (RL), hinten rechts (RR)), die einem von einem Reifensender empfangenen RF-Signal zuzuordnen ist, werden solche Reifendrucküberwachungssysteme in einer Initialisierungs- oder Anmeld-Operation programmiert. Das heißt, die Programmierung des Reifendrucküberwachungssystems muss durch einen Techniker oder den Fahrzeugbesitzer durchgeführt werden, damit jedes von einem Reifensender stammende RF-Signal einer speziellen Reifenposition am Fahrzeug zugeordnet ist und der Fahrzeugführer eine Information erhält, die spezifisch ist für jeden Fahrzeugreifen.
Gegenwärtig bekannte Reifendrucküberwachungssysteme verwenden einen in jedem Reifen angeordneten magnetischen Reed-Schalter für diese Programmierung. Dies bedeutet genauer gesagt, dass der magnetische Reed-Schalter in jedem Reifen durch einen Techniker oder den Fahrzeugbesitzer unter Verwendung eines Magneten aktiviert wird, nachdem der an Bord des Fahrzeuges angeordnete Empfänger/Controller in einem Programmier-, Initialisierungs- oder Anmelde-Modus eingestellt worden ist. Diese Aktivierung bewirkt, dass der Reifensender in dem Reifen ein Reifendrucksignal an den Controller im Fahrzeug überträgt. Hierbei hat jeder Reifendrucksensor und/oder der Sender einen zugeordneten, einzigartigen Identifikationscode, der mit dem Reifendrucksignal übertragen wird. Unter Verwendung solcher Identifikationscodes und nachdem eine vorgewählte Sequenz zum Aktivieren jedes magnetischen Reed-Schalters durchgeführt worden ist, ordnet der Controller jedes Reifendrucksignal einer speziellen Reifenposition am Fahrzeug zu.
Eine derartige Operation kann jedoch zu Problemen führen, wenn Reifen nachträglich auf der Felge umgedreht oder von ihrer Ausgangsposition an eine neue Position am Fahrzeug umgesetzt werden, oder wenn ein Fahrzeugreifen ersetzt wird. Jedes Mal, wenn ein Fahrzeugreifen gedreht oder ein Reifen ersetzt wird, muss die Initialisierung oder das Anmelden wiederholt werden, um sicherzustellen, dass das System weiterhin in der Lage ist, durch Übermitteln akkurater Informationen, einschließlich der Reifenposition am Fahrzeug, an den Fahrzeugführer, ordnungsgemäß zu funktionieren. Dieses Erfordernis der Initialisierung macht Reifendrehen oder Reifenwechseln komplexer und erhöht die Möglichkeit einer ungenauen Operation des Systems.
Die Reifensender, die in solchen Reifendrucküberwachungssystemen benutzt werden, werden typischerweise von einer Batterie versorgt. Daraus ergibt sich, dass der Sender eine nur limitierte Funktionszeit hat, und dass danach seine Batterie ausgetauscht werden muss. Um beizutragen, die Leistungsfähigkeit der Batterie zu konservieren, übertragen die Sender typischerweise die Reifendruckinformation nach kurzen, vorbestimmten Zeitintervallen, sofern das Fahrzeug fährt. Zusätzlich können die Sender die Reifendruckinformation nach längeren vorbestimmten Zeitintervallen dann übertragen, wenn das Fahrzeug einmal für eine vorbestimmte Zeitdauer stationär geblieben ist.
In jedem Fall kann sich bei dem am Fahrzeug montierten Empfänger/Controller eine Datenkollision ergeben, wenn zwei oder mehrere Reifensender, die einem einzigen Fahrzeug zugeordnet sind, die Reifendrucksignale oder Daten gleichzeitig übertragen. Dies kann eine ordnungsgemäße Funktion des Reifendrucküberwachungssystems unerwünscht beeinträchtigen. Eine solche Datenkollision kann sich auch dann ergeben, wenn mehrere, mit Reifendrucküberwachungssystemen ausgestattete Fahrzeuge nahe beieinander sind, und die jedem Fahrzeug zugeordneten Reifensender gleichzeitig Reifendrucksignale oder Daten senden, die dann von jedem in den Fahrzeugen montierten Empfänger/Controller empfangen werden können.
Wie ferner erwähnt, würde ein System und ein Verfahren, bei denen Niederfrequenz- Initiatoren zum Triggern oder Initiieren der Absendung von drahtlosen Reifendruckinformationssignalen durch in den Reifen montierte Sender eine automatische Identifikation der Reifenpositionen ermöglichen, ohne die Notwendigkeit von Initialisierungs- oder Anmeldeverfahren. Die Verwendung solcher Niederfrequenz-Initiatoren würde auch die Gefahr einer Datenkollision eliminieren und die Lebensdauer der Batterien der Reifensender verlängern, und sogar die Möglichkeit bieten, die Batterien der Reifensender wiederaufzuladen. Es besteht deshalb ein Bedarf nach einem verbesserten Reifendruck- Fernüberwachungssystem, das Niederfrequenz-Initiatoren und Niederfrequenz- Antennen benutzt. Eine jede dieser Antennen würde, vorzugsweise, eine Schleife mit mehreren Windungen sein und in einem Radhaus des Fahrzeugs nahe zum Fahrzeugreifen platziert werden. Eine solche Antenne würde, vorzugsweise, auch leicht an die Oberfläche im Radhaus anpassbar sein, unabhängig davon, ob die Oberfläche eben oder nicht eben ist, und würde auch Dimensionen haben können, die vergleichbar sind mit den Dimensionen der Oberfläche im Radhaus. Eine solche Antenne würde auch weiterhin, vorzugsweise, in das Material eingeformt sein können, das das Radhaus bildet, oder könnte auf dieses Material als eine Auflage aufgeklebt werden. Als Auflage könnte eine solche Antenne, vorzugsweise, auf ein Hintergrundmaterial aus Kunststoff geformt werden.
Ein in Fig. 1 gezeigtes Reifendruck-Fernüberwachungssystem 10 ist ausgebildet zur Verwendung in einem Fahrzeug 12 mit einer Vielzahl Reifen 14. Jeder Reifen 14 hat eine zugeordnete Reifenposition am Fahrzeug, wie vorne links (FL), vorne rechts (FR), hinten links (RL) und hinten rechts (RR). Obwohl die Erfindung anhand eines automobilen Fahrzeuges mit vier Reifen erläutert wird, ist dies nur ein Beispiel. Die vorliegende Erfindung passt auch für jedes Fahrzeug, das mehrere Reifen hat. Das System 10 in Fig. 1 umfasst mehrere Reifenüberwacher 16. Jeder Reifenüberwacher 16 ist vorgesehen zur Montage in einem Reifen 14. Dort ist jeder Reifenüberwacher 16, vorzugsweise, im inneren des Reifens 14 benachbart zum Reifenventil-Schaft (nicht gezeigt) angeordnet, obwohl auch andere, in dieser Technik übliche Montierpositionen benutzt werden können. Jeder Reifenüberwacher 16 umfasst einen passenden Sensor 18 und/oder andere Vorrichtungen (nicht gezeigt), zum Detektieren, Feststellen und/oder Überwachen zumindest des Drucks in dem Reifen 14. Es ist anzumerken, dass jeder Reifenüberwacher auch eine zusätzliche Ausstattung haben kann, um irgendwelche andere Reifenparameter zusätzlich zum Reifendruck abzutasten, zu bestimmen und/oder zu überwachen, einschließlich, jedoch ohne Beschränkung, die Temperatur, den Status (d. h., ob sich der Reifen dreht oder nicht) und/oder die Geschwindigkeit, und zwar auf irgendeine Weise, wie dies für Fachleute auf diesem Gebiet bekannt ist.
Jeder Reifenüberwacher 16 weist auch einen Sender 20 auf, der mit dem Sensor 18 in Verbindung steht, und dazu dient, ein Reifendrucksignal 22 zu übertragen, das repräsentativ ist für den abgetasteten Reifendruck. Hierbei ist das Reifendrucksignal 22, vorzugsweise, ein Radiofrequenz-Signal (RF), obwohl andere Signaltypen, die auf diesem Gebiet üblich sind, ebenfalls benutzt werden könnten. Ferner ist anzumerken, dass der Sender 20 als Teil des Reifendrucksignals 22 oder davon getrennt ein Signal oder Signale übertragen könnte, die repräsentativ sind für eine Information betreffend irgendwelche andere Reifenparameter, wie die Temperatur, den Statur und/oder die Geschwindigkeit, jeweils abgetastet, gemessen und/oder bestimmt durch einen dann entsprechend ausgestatteten Reifenüberwacher 16.
Das Reifendrucküberwachungssystem 10 in Fig. 1 umfasst auch einen an Bord des Fahrzeuges 12 montierten Empfänger 26 zum Empfangen der Reifendrucksignale 22, die von den Sendern 20 übertragen werden. Der Empfänger 26 weist eine oder mehrere Antennen (nicht gezeigt) auf, die an einer oder an mehreren ausgewählten Stellen an dem Fahrzeug 12 anzuordnen sind. Der Empfänger 26 kommuniziert mit einem an Bord des Fahrzeuges 12 montierten Controller 28. Der Controller 28 dient zum Verarbeiten der Reifendrucksignale 22 nach deren Erhalt durch den Empfänger 26 und wie ausgesandt von den Sendern 20, und zum Generieren von Informationssignalen (nicht gezeigt) zur Verwendung beim Übermitteln zumindest einer Reifendruckinformation an einen Fahrzeugführer, typischerweise über eine Displayeinheit 30. Die Displayeinheit 30 kann ein LED-Display oder ein beleuchtetes Symbol im Armaturenbrett des Fahrzeuges oder in einer Konsole des Fahrzeuges sein. Es ist anzumerken, dass der Empfänger 26 und der Controller 28 in einem einzigen Modul kombiniert sein können. An den Fahrzeugführer können auch andere Informationen übermittelt werden, die andere Reifenparameter betreffen, wie die Temperatur, den Statur und/oder die Geschwindigkeit. Die jeweils übermittelte Information kann auch in hörbarer Weise für den Fahrzeugführer bereit gestellt werden, und kann eine Warnung enthalten, die ebenfalls hörbar sein kann, falls der Reifendruck, oder andere Reifenparameter, wie die Temperatur, außerhalb empfohlener Bereiche liegen sollten.
Jeder Drucksensor 18 und/oder Sender 20 hat, vorzugsweise, in Fig. 1 einen zugeordneten einzigartigen Identifikationscode. Solche Identifikationscodes dienen zum speziellen Zuordnen der Sensoren 18 und/oder der Sender 20 zu dem Fahrzeug 12. Die Identifikationscodes können die Bestätigung oder das Verifizieren der Reifenpositions- Information erleichtern.
Jeder Sender 20 überträgt auch, vorzugsweise, zum Empfang durch den Empfänger 26 und zur Verwendung durch den Controller 28 diesen Identifikationscode, wobei der Controller 28 damit verifizieren kann, dass die vom Empfänger 26 erhaltenen Reifendrucksignale 22 auch tatsächlich dem Fahrzeug 12 zuzuordnen sind. Die Sender 20können die Identifikationscodes als Teil der Reifendrucksignale 22 aussenden, oder als separates Signal (nicht gezeigt).
Jeder Reifenüberwacher 16 enthält ferner einen Empfänger 32, der in Kommunikation mit dem Sender 20 steht. Jedem Reifenüberwacher 16 ist ferner ein Initiator 34 zugeordnet. Hierbei ist jeder Initiator 34 an dem Fahrzeug 12 montiert, vorzugsweise nahe zu einer der Reifenpositionen am Fahrzeug, beispielsweise in einem Radhaus (Fig. 3) des Fahrzeugs 12. Die Vielzahl der Initiatoren 34 steht in Kommunikation mit dem Controller 28. Unter Ansprechen auf Steuersignale (nicht gezeigt) von dem Controller 28 generiert jeder Initiator 34 ein Sender-Initiierungssignal 36 zum Empfang durch den Empfänger 32. Das Sender-Initiierungssignal 36 bewirkt seinerseits, dass der Sender 20 das Reifendrucksignal 22 überträgt.
Der Controller 28, vorzugsweise, generiert Steuersignale (nicht gezeigt) zum Aktivieren jedes der Vielzahl der Initiatoren 34 in einer vorgewählten oder vorbestimmten Weise (z. B. sequenziell bei oder nach der Inbetriebnahme des Fahrzeugs, wenn beispielsweise im Fahrzeug irgendein Vorwärts- oder Rückwärtsgang eingelegt wird). Diese Aktivierung bewirkt, dass die Initiatoren 34 jeweils ein Sender-Initiierungssignal 36 generieren. Hierbei ist anzumerken, dass jeder Initiator 34 in Kommunikation mit einer Antenne (Fig. 2 und 3) steht, die benutzt wird, um ein Initiierungssignal 36 zu übertragen, und dass eine solche Antenne relativ nahe bei dem jeweils zugeordneten Reifen 14 bzw. dem Reifenmonitor 16 angeordnet sein kann.
Ein von dem zugeordneten Reifenempfänger 32 erhaltenes Initiierungssignal 36 bewirkt, dass der zugeordnete Sender 20 ein Reifendrucksignal 22 überträgt. Die Initiierungssignale 26 sind, vorzugsweise, Niederfrequenz-Signale (LF) in dem Frequenzbereich von ca. 125 bis 135 kHz. Es könnten jedoch auch andere Signaltypen verwendet werden. Diesbezüglich ist anzumerken, dass dann, wenn LF-Initiierungssignale 36 verwendet werden, und ein fernbedienbares, schlüsselloses Zutrittssystem in dem Fahrzeug vorgesehen ist, das ebenfalls LF-Signale verwendet, das Reifendrucküberwachungssystem und das Zutrittssystem sich der gleichen LF-Antennen bedienen können, d. h. die Antennen unter sich aufteilen.
Genauer gesagt, aktiviert der Controller 28, vorzugsweise, jeden Initiator 34, damit dieser ein Sender-Initiierungssignal 36 generiert. Wenn beispielsweise eine Reifendruckinformation vom Reifen 14 vorne linke (FL) gewünscht wird, dann aktiviert der Controller 28 den Initiator 34, der der Reifenposition FL zugeordnet ist. Der am Fahrzeug montierte Empfänger 26 erhält dann ein Reifendrucksignal 22 vom Sender 20 im Reifenüberwacher 16 in dem Reifen 14, der die Position FL hat. Eine ähnliche Vorgangsweise wird praktiziert auch für die anderen Reifenpositionen (z. B. vorne rechts (FR), hinten rechts (RR), und hinten links (RL)). Auf diese Weise wird der Controller 28 automatisch programmiert, so dass er auch die Information über die jeweiligen Reifenpositionen lernt, auch nachdem ein Reifen gedreht oder an eine neue Stelle montiert worden ist. Eine derartige Information zu den Reifenpositionen kann vom Controller 28 an einen Fahrzeuginsassen über das Display 30 übermittelt werden, zusammen mit der Reifendruckinformation, und ggf. auch mit einer Information, die sich auf andere Reifenparameter bezieht, wie auf die Temperatur, den Status und/oder die Geschwindigkeit. Alternativ kann jegliche Information an den Fahrzeugführer in hörbarer Form gegeben werden und kann eine Warnung enthalten, die ebenfalls hörbar sein kann, falls der Reifendruck, oder andere Reifenparameter, wie die Temperatur, außerhalb empfohlener Bereiche liegen sollte.
Der Controller 28, der, vorzugsweise, ein zweckmäßig programmierter Mikroprozessor oder ein DSP ist, kann programmiert sein, um einen solchen Polling- oder Abruf-Prozess auf irgendeine Weise auszuführen. Das heißt, das ein solcher Polling-Prozess kontinuierlich oder periodisch ausgeführt wird, während das Fahrzeug fährt, und zwar dann, wenn eine minimale Fahrzeuggeschwindigkeit angezeigt ist, oder indem die Reifenüberwacher mit Drehrichtungssensoren (nicht gezeigt) ausgestattet werden, um die Drehrichtung jedes Reifens 14 zu detektieren. Ein solcher Polling-Prozess könnte alternativ auch einmal durchgeführt werden, sobald der Zündschlüssel gedreht wird, beispielsweise bei oder unmittelbar nach der Fahrzeuginbetriebnahme und/oder wenn in dem Fahrzeug 12 irgendein Vorwärts- oder ein Rückwärtsgang eingelegt wird. In jedem Fall eliminiert ein solcher Polling-Prozess durch den Controller 28 auch die Gefahr der Kollision zwischen den Reifendrucksignalen 22 und den darin enthaltenen Daten, wie von den Sendern 20 übertragen. Ferner wird dadurch der Empfang jedes Reifendrucksignals 22 durch den Empfänger 26 erleichtert. Diese Polling-Prozesse helfen auch, die Gefahr einer Datenkollision zwischen Reifendrucksignalen von mehreren nahe beieinander befindlichen Fahrzeugen zu eliminieren, deren jedes mit einem Reifendrucküberwachungssystem ausgestattet ist.
Jeder Drucksensor 18 und/oder Sender 20 hat einen eigenen zugeordneten Identifikationscode, der zusammen mit dem Reifendrucksignal 22 übertragen werden kann. Daraus ergibt sind, dass nach der selektiven Aktivierung der Sender 20 auf die oben beschriebene Weise der Controller 28 jeden Identifikationscode einer speziellen Reifenposition zuordnen kann (z. B. vorne links (FL), vorne rechts (FR), hinten links (RL), hinten rechts (RR)). Danach kann der Controller 28 eine irgendeinem empfangenen Reifendrucksignal 22 zugeordnete Reifenposition verifizieren durch Bestätigen, dass das empfangene Reifendrucksignal 22 den erwarteten Identifikationscode hat. Eine solche Verifizierung könnte jedes Mal durchgeführt werden, beispielsweise bei der Inbetriebnahme des Fahrzeugs, wenn in dem Fahrzeug eine Vorwärts- oder Rückwärtsgangstufe eingelegt wird, oder periodisch, wenn das Fahrzeug 12 in Bewegung ist, was angezeigt werden kann, durch eine minimale Fahrzeuggeschwindigkeit, oder falls die Reifenüberwacher 16 mit Drehrichtungssensoren (nicht gezeigt) ausgestattet sind, die die Drehrichtung der Reifen 14 detektieren.
Die Sender 20 sind, vorzugsweise, so konfiguriert, dass sie die Reifendrucksignale 22 nur unter Ansprechen auf eine Aktivierung durch die Initiatoren 34 übertragen. Alternativ können die Sender 20 die Reifendrucksignale 22 unabhängig aussenden, beispielsweise nach irgendeinem gewünschten Schema. Hierbei können die Initiierungssignale 36 von den Initiatoren 34 Instruktionen aufweisen zur Verwendung bei der Steuerung der Übertragung der Reifendrucksignale 22 durch die zugeordneten Sender 20. Beispielsweise können Instruktionen in Initiierungssignalen 36 die Sender 20 so ansteuern, dass diese Reifendrucksignale 22 in Abstimmung auf eine vorbestimmte Zeitperiode oder ein Schema übertragen, was dazu beiträgt, die Leistungsfähigkeit der Batterien 24 zu konservieren. Instruktionen in Initiierungssignalen 36 können die Sender 20 auch so steuern, dass diese die Reifendrucksignale 22 basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit übertragen, beispielsweise so, dass die Übertragung häufiger bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten erfolgt, oder basierend auf dem Straßenzustand, d. h. öfter bei unebenen oder holperigen Straßen, was bestimmt werden kann, mit Hilfe von Impaktsensoren (nicht gezeigt) in den Reifenüberwachern 16, oder auch basierend auf anderen Fahrzeugparametern. Unabhängig davon, ob eine Übertragung wie vorerwähnt durchgeführt wird, kann der Controller 28 die irgendeinem empfangenen Reifendrucksignal 22 zugeordnete Reifenposition korrekt identifizieren, auch dann, wenn die Sender 20 die Reifendrucksignale 22 unabhängig aussenden (d. h., ohne die Notwendigkeit einer vorhergehenden Aktivierung durch die Initiatoren 34).
In Fig. 1 umfasst jeder Reifenüberwacher 16 auch eine Batterie für den Sender 20, die damit in Verbindung steht, und die notwendige Leistung bereit stellt. Der Sender 20 kann auch, entweder als Teil eines Reifendrucksignals 22 oder davon getrennt, ein Signal oder Signale aussenden, die repräsentativ sind für den Status einer solchen Batterie 24, einschließlich des Status für eine niedrige Batterieleistungsfähigkeit, und zwar zum Empfang durch den Empfänger 26. Hierbei kann ein solches Statussignal für eine niedrige Batterieleistungsfähigkeit dann vom Sender 20 ausgesandt werden, wenn die Leistungsfähigkeit der zugeordneten Batterie 24 unter einen vorbestimmten Schwellwert fallen sollte. Unter Ansprechen auf den Empfang eines solches Statussignals für eine niedrige Batterieleistungsfähigkeit durch den Empfänger 26 aktiviert der Controller 28, vorzugsweise, den zugeordneten Initiator 34, damit dieser ein niederfrequentes elektromagnetisches Feld (nicht gezeigt) generiert. Ein solches elektromagnetisches Feld lässt sich verwenden zum Wiederaufladen der Batterie 24 in dem zugeordneten Reifendrucküberwacher 16. Auf diese Weise eliminiert die vorliegende Erfindung die Notwendigkeit, die Batterien 24 in den Reifendrucküberwachern 16 zu ersetzen, oder reduziert sie diese Notwendigkeit zumindest substanziell.
Eine in Fig. 2 gezeigte Niederfrequenz-Antenne 40 umfasst, vorzugsweise, eine Schleife 42 mit mehreren Windungen. Die Schleife 42 kann auf jede übliche Weise geformt sein auf einem nichtmetallischen Hintergrundmaterial 44, das, vorzugsweise ein Kunststoffmaterial oder ein Mylar-Material ist, obwohl hier auch andere Materialien verwendet werden könnten. In den Fig. 3 und 4 ist die Schleife 42 mit den mehreren Windungen in einem Radhaus 46 des Fahrzeuges benachbart zu dem zugeordneten Fahrzeugreifen 14 angeordnet.
In Fig. 3 kann das Radhaus 46 des Fahrzeuges 12 eine Anzahl verschiedener Oberflächen haben, wie beispielsweise eine im Wesentlichen ebene Rückenfläche 48, die allgemein hinter dem Reifen 14 liegt, und eine nicht ebene Oberfläche 50, die allgemein oberhalb des Reifens 14 angeordnet ist. Die nicht ebene, obere Oberfläche 50 könnte im Wesentlichen von halbzylindrischer Form sein.
In Fig. 4 (bzw. Fig. 3) ist die Niederfrequenz-Antenne bzw. deren Schleife 42 mit den mehreren Windungen an irgendeiner Oberfläche 48, 50 im Radhaus 46 angeordnet, derart, dass die Schleife 42, vorzugsweise, an die Oberfläche 48, 50 angepasst ist, auf der sie angebracht ist. Das heißt, dass die mehrere Windungen aufweisende Schleife 42 eine im Wesentlichen ebene Form hat, falls sie an der im Wesentlichen ebenen Rückenfläche 48 angebracht ist. Ist hingegen, wie in Fig. 4, die Schleife 42 mit ihren mehreren Windungen an der oberen Fläche 50 des Radhauses angebracht, dann hat die Schleife 42 mit ihren mehreren Windungen eine allgemein angepasste Form, die hier beispielsweise im Wesentlichen halbzylindrisch sein kann.
In den Fig. 3 und 4 hat die Schleife 42 mit ihren mehreren Windungen, vorzugsweise, einen Bereich, der vergleichbar ist mit dem Bereich der Oberfläche 48, 50 im Radhaus 46, an welchem die Schleife angebracht ist. Ist, z. B., die Oberfläche 48, an der die Schleife 42 angeordnet ist, mit ersten und zweiten Dimensionen ausgebildet, dann hat auch die Schleife 42, vorzugsweise, ähnliche erste und zweite Dimensionen. Ist eine Oberfläche 48, 50 in dem Radhaus 46, auf der die Schleife 42 anzubringen ist, ein geformtes Material, beispielsweise aus einem Kunststoff, dann wird die Schleife 42 mit ihren mehreren Windungen, vorzugsweise, auf irgendeine in dieser Technik bekannte Weise, z. B. durch Überformen, in dieses Material der Fläche 48, 50 eingeformt. Dies kann bedeuten, dass die Schleife 42 an einer Oberfläche 48, 50 angeordnet sein kann, oder in diese Oberfläche 48, 50 eingeformt sein kann. Alternativ, und wie in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben und gezeigt, kann die Schleife 42 mit ihren mehreren Windungen auf einem Hintergrundmaterial 44 geformt sein. Diesbezüglich kann die Schleife 42 als eine Auflage auf die Oberfläche 48, 50 des Radhauses 46 gehaftet sein oder daran befestigt sein, und zwar auf irgendeine Weise, wie dies in dieser Technik bekannt ist, beispielsweise durch Verwendung eines Klebers.
Die vorliegende Erfindung schafft ein verbessertes Reifendruck-Fernüberwachungssystem, das Niederfrequenz-Initiatoren und Niederfrequenz-Antennen benutzt. Die Niederfrequenz-Initiatoren triggern oder initiieren die drahtlose Übertragung von Reifeninformationssignalen von in Reifen montierten Sendern, um die automatische Identifikation von Reifenpositionen zu ermöglichen, ohne die Notwendigkeit von Initialisierungs- oder Anmelde-Operationen. Diese Ausstattung eliminiert auch die Gefahr einer Datenkollision, erhöht die Batterielebensdauer der Reifensender, und ermöglicht es sogar, die Batterien von Reifensendern wiederaufzuladen. Jede Niederfrequenz-Antenne ist, vorzugsweise, eine Schleife mit mehreren Windungen, die im Radhaus des Fahrzeugs nahe beim Fahrzeugreifen platziert wird. Die Antenne ist, vorzugsweise, an die Oberfläche im Radhaus angepasst, unabhängig davon, ob die Oberfläche eben oder nicht eben ist, und hat Dimensionen, die vergleichbar sind mit denen der Oberfläche des Radhauses. Die Antenne kann weiterhin, vorzugsweise, in das Material eingeformt sein, das das Radhaus bildet, oder ist an solches Material als eine Auflage angeklebt. Im Falle einer Auflage ist die Antenne, vorzugsweise auf einem aus Kunststoff bestehenden Hintergrundmaterial geformt. Hierbei wird ein von der Antenne abgestrahltes Initiierungssignal in jeglicher Reifenposition durch den im Reifen montierten Empfänger empfangen, was sicherstellt, dass von dem im Reifen montierten Sender ein Reifendrucksignal übertragen wird.
Obwohl verschiedene Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der vorliegenden Erfindung illustrieren und beschreiben sollen. Vielmehr sind die in der Beschreibung benutzten Ausdrücke nur beschreibender Natur, und nicht beschränkend, und ist anzumerken, dass unterschiedliche Abänderungen möglich sind, ohne den Sinngehalt und den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Tatsächlich erschließen sich für Fachleute auf dem vorliegenden Gebiet anhand der Beschreibung viele Alternativen, Modifikationen und Variationen. Die folgende Erfindung beabsichtigt, auch alle diese Alternativen mit zu umfassen.

Claims

1. System zur Fernüberwachung des Reifendrucks in einem mehrere Reifen aufweisenden Fahrzeug, wobei jeder Reifen in einem zugeordneten Radhaus (46) der Karosserie angeordnet ist und jedes Radhaus wenigstens eine Oberfläche (48, 50) besitzt, gekennzeichnet durch:
einen Reifenüberwacher (16) zur Montage in einem der mehreren Reifen (14), wobei der Überwacher (16) einen Sender (20) zum Übertragen eines Signals umfasst, das repräsentativ ist für einen ermittelten Reifendruck, und einen Empfänger (32) zum Empfangen eines Initiierungssignals (36);
einen Initiator (34), der an Bord des Fahrzeuges (12) montierbar und einem der Vielzahl der Reifen (14) zuzuordnen ist, wobei der Initiator (34) dazu dient, ein Niederfrequenz-Initiierungssignal (36) zum Empfang durch den Empfänger (32) zu generieren, das bewirkt, dass der Sender (20) ein Reifendrucksignal (22) sendet; und eine mit dem Initiator (34) kommunizierende Antenne zur Verwendung bei der Übertragung des Niederfrequenz-Initiierungssignals (36), wobei die Antenne eine Schleife (42) mit mehreren Windungen aufweist, die auf einer Oberfläche (48, 50) im Radhaus (46) angeordnet ist, das einem der Vielzahl der Reifen (14) zugeordnet ist, derart, dass das Niederfrequenz-Initiierungssignal (36), das von der Antenne übertragen wird, für irgendeine Reifenposition durch den Empfänger (32) empfangen wird.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (48, 50) in dem Radhaus (46) ein nichtmetallisches Material aufweist, und dass die Schleife (42) mit ihren mehreren Windungen in das nichtmetallische Material eingeformt ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleife (42) mit den mehreren Windungen auf einem nichtmetallischen Hintergrundmaterial ausgebildet ist, das an der Oberfläche (48, 50) in dem Radhaus (46) festlegbar, vorzugsweise durch Anhaften festlegbar, ist.

4. System nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (48, 50) in dem Radhaus (46) eine bestimmte Form hat, und dass die Schleife (42) mit den mehreren Windungen eine Gestalt hat, die im Wesentlichen übereinstimmt mit der Form in dem Radhaus (46).

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt der Schleife (42) mit den mehreren Windungen im Wesentlichen eben ist.

6. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt der Schleife (42) mit den mehreren Windungen nicht eben ist.

7. System nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (48, 50) in dem Radhaus (46) einen bestimmten Bereich aufweist, und dass die Schleife (42) mit den mehreren Windungen einen Bereich beansprucht, der vergleichbar ist mit dem Bereich der Oberfläche in dem Radhaus (46).

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt der Schleife (42) mit den mehreren Windungen im Wesentlichen eben ist.

9. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt der Schleife (42) mit den mehreren Windungen nicht eben ist.

10. System nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Niederfrequenz-Initiierungssignal (36) eine Frequenz in dem Bereich von ca. 125 bis 135 kHz hat.