DE202016003615U1

DE202016003615U1 - Reifendruckkontrollsystem zur Überwachung einer abnormalen Reifenvibration

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Publication number: DE202016003615U1
Application number: DE202016003615.8U
Authority: DE
Original assignee: Josn Electronic Co Ltd
Current assignee: Josn Electronic Co Ltd
Priority date: 2015-08-05
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2016-07-11
Anticipated expiration: 2026-06-09
Also published as: TWM516516U

Abstract

Reifendruckkontrollsystem zur Überwachung einer abnormalen Reifenvibration, das eine Mehrzahl von an den jeweiligen Reifen (30) angebrachten Erfassungsmodulen (10) und ein in dem Fahrzeug angebrachtes Bedienungsmodul (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, – dass das Erfassungsmodul (10) Folgendes aufweist: einen Mikrocontroller (11), der mindestens eine Mikroprozessor-Einheit (111) besitzt; einen Drucksensor (12), der mit dem Mikrocontroller (11) verbunden ist; einen Rotationssensor (13), der mit dem Mikrocontroller (11) verbunden ist; einen drahtlosen Signalsender (14), der mit dem Mikrocontroller (11) verbunden ist; einen Vibrationssensor (15), der zur Erfassung der abnormalen Reifenvibration dient und mit dem Mikrocontroller (11) verbunden ist; und eine Batterie (16), die mit dem Mikrocontroller (11), dem Drucksensor (12), dem drahtlosen Signalsender (14) und dem Vibrationssensor (15) verbunden ist; – dass das Bedienungsmodul (20) mit Autostrom oder Batterie versorgbar ist und Folgendes aufweist: einen Mikroprozessor (21); eine Anzeige (22), die mit dem Mikroprozessor (21) verbunden ist; ein Alarmgerät (23), das mit dem Mikroprozessor (21) verbunden ist; eine Bedienungsschnittstelle (24), die mit dem Mikroprozessor (21) verbunden ist; und einen drahtlosen Signalempfänger (25), der mit dem Mikroprozessor (21) verbunden ist, wobei der Rotationssensor (13) die Beschleunigungsänderung von fahrenden Fahrzeugen erfasst und die Betätigung der Erfassungsmodule (10) bewirkt, wobei der Drucksensor (12) den Reifendruck der jeweiligen Reifen erfasst und an das Bedienungsmodul (20) zur Anzeige und Warnung weiterleitet, und wobei der Vibrationssensor (15) die Beschleunigung einer Reifendrehachse (Z-Achse) misst, und wobei ein Warnsignal hinsichtlich der abnormalen Reifenvibration an das Bedienungsmodul (20) gesendet wird, wenn eine abnormale Beschleunigungsänderung bei der Reifendrehachse vorliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein zur Überwachung einer abnormalen Reifenvibration verwendbares Reifendruckkontrollsystem, insbesondere ein Reifendruckkontrollsystem, bei dem die Beschleunigungsänderung der Reifendrehachse der einzelnen Fahrzeugreifen durch einen zur Erfassung der abnormalen Reifenvibration dienenden Vibrationssensoren erfasst wird, um festzustellen, ob eine abnormale Beschleunigungsänderung der Reifendrehachse bei einer Reifenrotation der einzelnen Fahrzeugreifen vorhanden ist, weil die abnormale Beschleunigungsänderung der Reifendrehachse auf einen lockeren Reifen bzw. einen abnormalen Reifenverschleiß hinweisen kann, wobei der Fahrer durch Warnsignale vor einer abnormalen Reifenvibration gewarnt wird.
Ein richtiger Luftdruck von Fahrzeugreifen ist entscheidend für eine Fahrsicherheit und eine Reifenhaltbarkeit. Jedoch kann ein Luftdruckverlust im Fahrzeugreifen leicht passieren, wenn der Fahrzeugreifen mit einer Hochgeschwindigkeit rotiert, ein undichtes Luftventil besitzt, für eine bestimmte Zeit verwendet wird oder wenn sie durch einen starken Sonnenschein bzw. einen Temperaturabfall in der Nacht eingewirkt werden, wobei ein ungenügender Reifendruck zu einem Reifenplatzen führen kann, was besonders gefährlich für ein schnell fahrendes Fahrzeug ist. So wird das Reifendruckkontrollsystem derzeit in vielen Ländern als eine Standardausstattung der Fahrzeuge vorgeschrieben, weil ein fehlerhafter Reifendruck, ganz egal, ob es zu niedrig oder zu hoch ist, die Fahrsicherheit negativ beeinflusst.
Übrigens kann ein lockerer Fahrzeugreifen bzw. ein abnormaler Reifenverschleiß zu einer abnormalen Reifenvibration führen, wenn das Fahrzeug fährt, was nicht nur einen Fahrer leicht ermüdet, eine unnötige Abnutzung einer Fahrzeugaufhängung verursacht, sondern auch die Fahrsicherheit stört. Obwohl es für einen erfahrenen Fahrer möglich wäre, die abnormale Reifenvibration rechtzeitig zu bemerken und durch Überprüfen das oben genannte Problem wie einen lockeren Fahrzeugreifen bzw. einen abnormalen Reifenverschleiß zu beseitigen, ist es für die meisten Fahrer kaum möglich, die abnormale Reifenvibration von sich selbst zu bemerken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zur Überwachung der abnormalen Reifenvibration verwendbares Reifendruckkontrollsystem zu schaffen, das für die Erfassung der abnormalen Reifenvibration während einer Fahrzeugfahrt sorgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein zur Überwachung einer abnormalen Reifenvibration vorgesehenes Reifendruckkontrollsystem, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Gemäß der Erfindung wird ein zur Überwachung einer abnormalen Reifenvibration vorgesehenes Reifendruckkontrollsystem bereitgestellt, das eine Mehrzahl von an den jeweiligen Reifen angebrachten Erfassungsmodulen und ein in dem Fahrzeug angebrachtes Bedienungsmodul aufweist. Gemäß der Erfindung weist das Erfassungsmodul Folgendes auf:
einen Mikrocontroller, der mindestens eine Mikroprozessor-Einheit besitzt;
einen Drucksensor, der mit dem Mikrocontroller verbunden ist;
einen Rotationssensor, der mit dem Mikrocontroller verbunden ist;
einen drahtlosen Signalsender, der mit dem Mikrocontroller verbunden ist;
einen Vibrationssensor, der zur Erfassung der abnormalen Reifenvibration dient und mit dem Mikrocontroller verbunden ist; und
eine Batterie, die mit dem Mikrocontroller, dem Drucksensor, dem drahtlosen Signalsender und dem Vibrationssensor verbunden ist.
Gemäß der Erfindung ist das Bedienungsmodul mit Autostrom oder Batterie versorgbar und weist Folgendes auf:
einen Mikroprozessor;
eine Anzeige, die mit dem Mikroprozessor verbunden ist;
ein Alarmgerät, das mit dem Mikroprozessor verbunden ist;
eine Bedienungsschnittstelle, die mit dem Mikroprozessor verbunden ist; und
einen drahtlosen Signalempfänger, der mit dem Mikroprozessor verbunden ist.
Gemäß der Erfindung erfasst der Rotationssensor die Beschleunigungsänderung von fahrenden Fahrzeugen und bewirkt die Betätigung der Erfassungsmodule, wobei der Drucksensor den Reifendruck der jeweiligen Reifen erfasst und an das Bedienungsmodul zur Anzeige und Warnung weiterleitet, und wobei der Vibrationssensor die Beschleunigung einer Reifendrehachse (Z-Achse) misst, und wobei ein Warnsignal hinsichtlich der abnormalen Reifenvibration an das Bedienungsmodul gesendet wird, wenn eine abnormale Beschleunigungsänderung bei der Reifendrehachse vorliegt.
Gemäß der Erfindung ist der Rotationssensor aus einer Gruppe ausgewählt, die einen Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung einer Zentrifugalachse (Y-Achse) bei einer Reifenrotation misst, einen Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung einer Tangentialachse (X-Achse) bei einer Reifenbewegung misst, und eine Kombination von den beiden oben erwähnten Beschleunigungssensoren aufweist. Beim Vibrationssensor handelt es sich um einen Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung einer Reifendrehachse (Z-Achse) misst.
Gemäß der Erfindung ist der Rotationssensor aus einer Gruppe ausgewählt, die einen Vibrationsschalter, der eine Beschleunigung einer Zentrifugalachse (Y-Achse) bei einer Reifenrotation misst, und einen Vibrationsschalter, der eine Beschleunigung einer Tangentialachse (X-Achse) bei einer Reifenbewegung misst, und eine Kombination von den beiden oben erwähnten Beschleunigungssensoren aufweist.
Gemäß der Erfindung sind der Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung einer Zentrifugalachse (Y-Achse) bei einer Reifenrotation misst, und/oder der Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung einer Tangentialachse (X-Achse) bei einer Reifenbewegung misst, gemeinsam mit dem Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung einer Reifendrehachse (Z-Achse) misst, in eine Zwei- und/oder Drei-Achsen-Beschleunigungssensor integriert.
Gemäß der Erfindung weist der Mikrocontroller ferner eine Verstärkungseinheit und eine Analog/Digital-Umwandlungseinheit, eine Temperaturfühlereinheit und eine Spannungsmesseinheit auf.
Gemäß der Erfindung handelt es sich bei dem drahtlosen Signalsender um einen Hochfrequenz-Sender, wobei es sich bei dem drahtlosen Signalempfänger um einen Hochfrequenz-Empfänger handelt.
Gemäß der Erfindung sind die Mikroprozessor-Einheit, die Verstärkungseinheit, die Analog/Digital-Umwandlungseinheit, die Temperaturfühlereinheit, die Spannungsmesseinheit, der Drucksensor, der Rotationssensor, der drahtlose Signalsender und der Vibrationssensor teilweise oder komplett in einen einheitlichen Mikrocontroller integriert.
Gemäß der Erfindung ist das Erfassungsmodul aus einer Gruppe ausgewählt, die eine Erfassungsmodul, das innerhalb des Reifens montiert ist, und ein Erfassungsmodul, das außerhalb des Reifens montiert ist, aufweist.
Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Reifendruckkontrollsystems im montierten Zustand;
2 eine perspektivische Darstellung eines im Reifen montierten Erfassungsmoduls; und
3 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Reifendruckkontrollsystems zur Überwachung einer abnormalen Reifenvibration.
Anhand beiliegender Zeichnungen, 1 bis 3, wird ein erfindungsgemäßes Reifendruckkontrollsystem vorgestellt, das eine Mehrzahl von Erfassungsmodulen 10, die an den jeweiligen Reifen 30 angebracht werden, und ein in dem Fahrzeug angebrachtes Bedienungsmodul 20 umfasst, wobei die Erfassungsmodule 10 entweder in Form der innenseitig in den einzelnen Reifen eingebauten Erfassungsmodule, wie es in der 2 dargestellt ist, oder in Form der außenseitig an den einzelnen Reifen angebrachten Erfassungsmodule, die aber in den beiliegenden Zeichnungen nicht dargestellt sind, ausgeführt sind, während das Bedienungsmodul 20 durch eine fahrzeugeigene Stromversorgung bzw. eine zusätzliche Batterie mit Strom versorgt wird. Das Erfassungsmodul 10 umfasst dabei folgende Bauteile: – einen Mikrocontroller 11, der mindestens eine Mikroprozessor-Einheit 111 besitzt. Bevorzugt enthält der Mikrocontroller 11 zusätzlich eine Verstärkungseinheit 112 und eine Analog/Digital-Umwandlungseinheit 113. Als eine Erweiterung kann der Mikrocontroller 11 zudem eine Temperaturfühlereinheit 114 und eine Spannungsmesseinheit 115 beinhalten; – einen Drucksensor 12, der mit dem Mikrocontroller 11 verbunden wird; – einen Rotationssensor 13, der mit dem Mikrocontroller 11 verbunden wird und dafür sorgt, einen Rotationszustand der Reifen zu erfassen, wobei der Rotationssensor 13 entweder ein Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung einer Zentrifugalachse (Y-Achse) bei einer Reifenrotation misst, ein Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung einer Tangentialachse (X-Achse) bei einer Reifenbewegung misst, oder eine Kombination von den beiden genannten Beschleunigungssensoren sein kann und wobei der Rotationssensor 13 sogar ein Vibrationsschalter sein kann; – einen drahtlosen Signalsender 14, der ein Hochfrequenzsender sein kann und mit dem Mikrocontroller 11 verbunden wird; – einen zur Erfassung der abnormalen Reifenvibration dienenden Vibrationssensor 15, der mit dem Mikrocontroller 11 verbunden wird und dafür sorgt, einen Vibrationszustand der Reifen zu erfassen, wobei der zur Erfassung der abnormalen Reifenvibration dienenden Vibrationssensor 15 ein Beschleunigungssensor sein kann, der eine Beschleunigung einer Reifendrehachse (Z-Achse) misst; und eine Batterie 16, die mit dem Mikrocontroller 11, dem Drucksensor 12, dem drahtlosen Signalsender 14 und dem zur Erfassung der abnormalen Reifenvibration dienenden Vibrationssensor 15 miteinander verbunden wird. Es ist dabei zu erwähnen, dass sich die Mikroprozessor-Einheit 111, die Verstärkungseinheit 112, die Analog/Digital-Umwandlungseinheit 113, die Temperaturfühlereinheit 114, die Spannungsmesseinheit 115, der Drucksensor 12, der Rotationssensor 13, der drahtlose Signalsender 14 und der zur Erfassung der abnormalen Reifenvibration dienende Vibrationssensor 15 teilweise oder komplett in einen einheitlichen Mikrocontroller integrieren lassen. Die genannte Integration, weil sie sich in vielfältigen Ausführungsformen realisieren lässt und nicht zu dem Thema der vorliegenden Erfindung gehört, wird hier nicht näher erklärt. Darüber hinaus lassen sich der Rotationssensor 13 und der zur Erfassung der abnormalen Reifenvibration dienende Vibrationssensor 15 auch zu einem Zweiachsen-Beschleunigungssensor oder einem Dreiachsen-Beschleunigungssensor zusammensetzen. Das Bedienungsmodul 20 umfasst dabei einen Mikroprozessor 21, eine mit dem Mikroprozessor 21 verbundene Anzeige 22, ein mit dem Mikroprozessor 21 verbundenes Alarmgerät 23, eine mit dem Mikroprozessor 21 verbundene Bedienungsschnittstelle 24 und einen mit dem Mikroprozessor 21 verbundenen, drahtlosen Signalempfänger 25, wobei der drahtlose Signalempfänger 24 ein Hochfrequenz-Empfänger sein kann.
Durch die vorliegende Erfindung wird realisiert, dass die einzelnen Rotationssensoren 13 die Beschleunigungsänderung bzw. die Vibrationen (den Reifenrotationszustand) des Fahrzeuges erfassen, wenn das Fahrzeug fährt, wobei die einzelnen Erfassungsmodule 10 gestartet werden, während die einzelnen drahtlosen Signalsender 14 die anderen erfassten Signale an den drahtlosen Signalempfänger 25 übertragen. Die durch die einzelnen Drucksensoren 12 und einzelnen Temperaturfühlereinheiten 114 erfassten Analogsignale von dem Reifendruck und der Reifentemperatur werden durch die einzelnen Verstärkungseinheiten 112 verstärkt, durch die einzelnen Analog/Digital-Umwandlungseinheiten 113 in die Digitalsignale umgewandelt und an der Anzeige 22 angezeigt, wobei der Fahrer durch das Alarmgerät 23 vor einem abnormalen Reifendruck und einer abnormalen Reifentemperatur gewarnt wird. Gleichzeitig wird die Beschleunigungsänderung der einzelnen Reifendrehachsen (der Reifenvibrationszustand) durch die einzelnen Vibrationssensoren 15 erfasst, wobei die abnormale Beschleunigungsänderung der einzelnen Reifendrehachsen möglicherweise auf einen lockeren Reifen bzw. einen abnormalen Reifenverschleiß hinweist, was durch das Alarmgerät 23 gewarnt wird. Außerdem wird Batteriekapazität der einzelnen Batterien 16 durch die einzelnen Spannungsmesseinheiten 115 erfasst und an der Anzeige 22 angezeigt.
Aufgrund oben genannter Konstruktion wird die Beschleunigungsänderung der Reifendrehachse der einzelnen Fahrzeugreifen gemäß der vorliegenden Erfindung durch die zur Erfassung der abnormalen Reifenvibration dienenden Vibrationssensoren 15 erfasst, um festzustellen, ob eine abnormale Beschleunigungsänderung der Reifendrehachse bei einer Reifenrotation der einzelnen Fahrzeugreifen vorhanden ist, weil die abnormale Beschleunigungsänderung der Reifendrehachse auf einen lockeren Reifen bzw. einen abnormalen Reifenverschleiß hinweisen kann, wobei der Fahrer durch Warnsignale vor einer abnormalen Reifenvibration gewarnt wird, wodurch die Überwachung der abnormalen Reifenvibration während der Fahrzeugfahrt in der vorliegenden Erfindung realisiert wird, sodass das erfindungsgemäße Reifendruckkontrollsystem gleichzeitig zur Überwachung der abnormalen Reifenvibration verwendet werden kann.

Claims

Reifendruckkontrollsystem zur Überwachung einer abnormalen Reifenvibration, das eine Mehrzahl von an den jeweiligen Reifen (30) angebrachten Erfassungsmodulen (10) und ein in dem Fahrzeug angebrachtes Bedienungsmodul (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, – dass das Erfassungsmodul (10) Folgendes aufweist: einen Mikrocontroller (11), der mindestens eine Mikroprozessor-Einheit (111) besitzt; einen Drucksensor (12), der mit dem Mikrocontroller (11) verbunden ist; einen Rotationssensor (13), der mit dem Mikrocontroller (11) verbunden ist; einen drahtlosen Signalsender (14), der mit dem Mikrocontroller (11) verbunden ist; einen Vibrationssensor (15), der zur Erfassung der abnormalen Reifenvibration dient und mit dem Mikrocontroller (11) verbunden ist; und eine Batterie (16), die mit dem Mikrocontroller (11), dem Drucksensor (12), dem drahtlosen Signalsender (14) und dem Vibrationssensor (15) verbunden ist; – dass das Bedienungsmodul (20) mit Autostrom oder Batterie versorgbar ist und Folgendes aufweist: einen Mikroprozessor (21); eine Anzeige (22), die mit dem Mikroprozessor (21) verbunden ist; ein Alarmgerät (23), das mit dem Mikroprozessor (21) verbunden ist; eine Bedienungsschnittstelle (24), die mit dem Mikroprozessor (21) verbunden ist; und einen drahtlosen Signalempfänger (25), der mit dem Mikroprozessor (21) verbunden ist, wobei der Rotationssensor (13) die Beschleunigungsänderung von fahrenden Fahrzeugen erfasst und die Betätigung der Erfassungsmodule (10) bewirkt, wobei der Drucksensor (12) den Reifendruck der jeweiligen Reifen erfasst und an das Bedienungsmodul (20) zur Anzeige und Warnung weiterleitet, und wobei der Vibrationssensor (15) die Beschleunigung einer Reifendrehachse (Z-Achse) misst, und wobei ein Warnsignal hinsichtlich der abnormalen Reifenvibration an das Bedienungsmodul (20) gesendet wird, wenn eine abnormale Beschleunigungsänderung bei der Reifendrehachse vorliegt.
Reifendruckkontrollsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass der Rotationssensor (13) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die einen Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung einer Zentrifugalachse (Y-Achse) bei einer Reifenrotation misst, einen Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung einer Tangentialachse (X-Achse) bei einer Reifenbewegung misst, und eine Kombination von den beiden oben erwähnten Beschleunigungssensoren aufweist; und – dass es sich beim Vibrationssensor (15) um einen Beschleunigungssensor handelt, der eine Beschleunigung einer Reifendrehachse (Z-Achse) misst.
Reifendruckkontrollsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationssensor (13) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die einen Vibrationsschalter, der eine Beschleunigung einer Zentrifugalachse (Y-Achse) bei einer Reifenrotation misst, und einen Vibrationsschalter, der eine Beschleunigung einer Tangentialachse (X-Achse) bei einer Reifenbewegung misst, und eine Kombination von den beiden oben erwähnten Beschleunigungssensoren aufweist.
Reifendruckkontrollsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung einer Zentrifugalachse (Y-Achse) bei einer Reifenrotation misst, und/oder der Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung einer Tangentialachse (X-Achse) bei einer Reifenbewegung misst, gemeinsam mit dem Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung einer Reifendrehachse (Z-Achse) misst, in eine Zwei- und/oder Drei-Achsen-Beschleunigungssensor integriert sind.
Reifendruckkontrollsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocontroller (11) ferner eine Verstärkungseinheit (112) und eine Analog/Digital-Umwandlungseinheit (113), eine Temperaturfühlereinheit (114) und eine Spannungsmesseinheit (115) aufweist.
Reifendruckkontrollsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, – dass es sich bei dem drahtlosen Signalsender (14) um einen Hochfrequenz-Sender handelt; und – dass es sich bei dem drahtlosen Signalempfänger (25) um einen Hochfrequenz-Empfänger handelt.
Reifendruckkontrollsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroprozessor-Einheit (111), die Verstärkungseinheit (112), die Analog/Digital-Umwandlungseinheit (113), die Temperaturfühlereinheit (114), die Spannungsmesseinheit (115), der Drucksensor (12), der Rotationssensor (13), der drahtlose Signalsender (14) und der Vibrationssensor (15) teilweise oder komplett in einen einheitlichen Mikrocontroller integriert sind.
Reifendruckkontrollsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsmodul (10) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die eine Erfassungsmodul (10), das innerhalb des Reifens montiert ist, und ein Erfassungsmodul (10), das außerhalb des Reifens montiert ist, aufweist.