DE4303591C2 - Ventilkappe mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Druckanzeigesignals für einen mit einem Ventil ausgerüsteten Fahrzeugreifen - Google Patents
Ventilkappe mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Druckanzeigesignals für einen mit einem Ventil ausgerüsteten FahrzeugreifenInfo
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- DE4303591C2 DE4303591C2 DE19934303591 DE4303591A DE4303591C2 DE 4303591 C2 DE4303591 C2 DE 4303591C2 DE 19934303591 DE19934303591 DE 19934303591 DE 4303591 A DE4303591 A DE 4303591A DE 4303591 C2 DE4303591 C2 DE 4303591C2
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilkappe nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1 für einen mit einem Ventil ausgerüsteten
Fahrzeugreifen. Als solche Fahrzeugreifen kommen insbesonde
re die Druckluftreifen von PKW, LKW und Omnibussen in Be
tracht.
Eine Ventilkappe dieser Art wird in der
DE 41 33 991 A1 (ältere Anmeldung, nicht vorveröffentlicht)
beschrieben. Zu dieser Ventilkappe gehört ein
Fernbedienungselement, mit dessen Betätigung die Signaler
zeugungseinrichtung in der Ventilkappe aktivierbar ist. Die
Signalübermittlung zwischen Fernbedienungselement und Ven
tilkappe erfolgt drahtlos mit Hilfe elektromagnetischer
Strahlung, insbesondere mit IR-Strahlung. Folglich ist der
"Starter" an der Ventilkappe eine Empfangseinrichtung für
ein Aktivierungssignal, das mit Hilfe des Fernbedienungs
elementes übermittelt wird. Der Empfang des Aktivierungs
signals löst eine Aktivierung der Signalerzeugungseinrich
tung in der Ventilkappe aus, woraufhin ein Drucksignal er
zeugt und ausgesendet wird, das dem aktuellen Reifendruck
entspricht, der gerade zu diesem Zeitpunkt von dem Absolut
druck-Sensor ermittelt worden ist.
Für viele Einsatzmöglichkeiten wäre es wünschenswert, den
vom Absolutdruck-Sensor ermittelten Reifendruck mit einem
vorgegebenen Sollwert oder Standard zu vergleichen und nur
dann ein Drucksignal auszusenden, wenn ein vorgegebener
Abstand zu diesem Sollwert/Standard über- oder unterschrit
ten ist.
Die DE 39 30 480 C2 offenbart eine, ein Druckab
nahmesignal erzeugende Ventilkappe für einen Luftreifen. Die
dort beschriebene Signalerzeugungseinrichtung weist eine
Referenzdruck-Kammer auf, die im Verlauf des Aufschraub
vorganges bei geöffnetem Reifenventil mit einem Reifensoll
druck beaufschlagbar ist und die daraufhin druckdicht ver
schlossen wird. Diese Referenzdruck-Kammer ist teilweise von
einer auslenkbaren Membran begrenzt, die ein bewegliches
Schaltglied eines pneumatisch-mechanischen Druckschalters
trägt. Wird der Schaltkontakt dieses Druckschalters ge
schlossen, so wird ein Sender aktiviert, der ein Druck
anzeigesignal aussendet.
Die hermetisch dicht verschlossene Referenzdruck-Kammer
bildet im Ergebnis einen "mechanischen Speicher", mit dessen
Hilfe ein vorgegebener Drucksollwert bzw. Standard gespei
chert werden kann. Der "Vergleich" des aktuellen Reifen
druckes mit dem in der Referenzdruck-Kammer gespeicherten
Solldruckwert erfolgt mit Hilfe der auslenkbaren Membran.
Diese Art des Vergleichs und der Vergleichseinrichtung weist
verschiedene Nachteile auf. So ist typischerweise die
Empfindlichkeit eines solchen pneumatisch-mechanischen
Druckschalters nicht besonders groß, weil die Auslenkung
einer Membran deutliche Druckunterschiede voraussetzt;
in der Regel kann eine Empfindlichkeit kleiner 0,3 oder
0,4 bar nicht erzielt werden. Sofern eine Membran aus dünnem
Kunststoff- oder Gummimaterial vorliegt, besteht weiterhin
die Gefahr einer allmählichen Gasdiffusion durch diese Mem
bran hindurch, so daß sich der in der Referenzdruck-Kammer
eingestellte Solldruck verändern kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventilkappe
der eingangs genannten Art
so weiterzuentwickeln, daß deren Signalerzeugungseinrichtung einfach und
robust aufgebaut ist, den Reifendruck mit einer hohen Genauigkeit erfaßt
und einen minimalen Stromverbrauch hat.
Ausgehend von einer Ventilkappe
- - mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Druckanzeige signals (Signalerzeugungseinrichtung) für einen mit einem Ventil ausgerüsteten Fahrzeugreifen,
- - mit einem auf ein Ventilrohr des Ventils (Reifenventil) aufschraubbaren Gehäuse, in dem die Signalerzeugungs einrichtung untergebracht ist,
- - mit einem Betätigungsglied, das beim Aufschrauben der Ventilkappe auf das Ventilrohr das Reifenventil öffnet,
- - wobei die Signalerzeugungseinrichtung aufweist:
- (a) einen Mikroprozessor;
- (b) einen Absolutdruck-Sensor, der mit dem Reifen druck beaufschlagbar ist und der ein dem Reifen druck entsprechendes elektrisches Drucksignal erzeugt; und
- (c) einen Starter, dessen Betätigung die Bildung eines ausgewählten elektrischen Drucksignals veranlaßt
ist die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe dadurch ge
kennzeichnet, daß
- - die Signalerzeugungseinrichtung ferner aufweist:
- (d) einen elektronischen Speicher, in dem das durch die Betätigung des Starters gebildete ausgewählte elektrische Drucksignal oder ein von diesem ab geleitetes Signal dauerhaft gespeichert werden kann; und
- - der Mikroprozessor mit einer Arithmetik
einheit,
- -- ein von dem Absolutdruck-Sensor neu erzeugtes elektrisches Drucksignal mit dem ausgewählten gespeicherten Drucksignal vergleicht und ein Vergleichssignal erzeugt;
- -- das Vergleichssignal mit einem vorgegebenen Schwellenwert vergleicht; und
- -- eine Bildung des Druckanzeigesignals veran laßt, wenn ein vorgegebener Abstand zwischen dem vorgegebenen Schwellenwert und dem Ver gleichssignal über- oder unterschritten ist.
In an sich bekannter Weise erfolgt die Erfassung des Reifen
druckes mit Hilfe eines miniaturisierten Absolutdruck-Sen
sors. Hierbei handelt es sich um ein modifiziertes Halblei
ter-Bauelement, vorzugsweise auf Si-Basis, an dem mikrome
chanisch zusätzlich die erforderliche Wandlerstruktur er
zeugt worden ist.
Ein beispielhafter Festkörper-Absolutdruck-Sensor, der nach
Art eines Chips aufgebaut ist, enthält einen hermetisch
dicht verschlossenen Vakuum-Referenzraum, der teilweise von
einer biegsamen Membran oder Brücke begrenzt ist, die ein
Wandlersystem aufweist. Das Wandlersystem kann ein piezo
resistiver Wandler sein, dessen Widerstandselemente nach Art
einer Wheatstone-Brücke geschaltet sind. Alternativ kann das
Wandlersystem Bestandteil einer kapazitiven Brückenschaltung
sein, die beispielsweise mit vier Kondensatoren versehen
ist. Die mikromechanisch erzeugte Wandlerstruktur kann mono
lithisch mit weiteren Schaltungsfunktionen verknüpft sein,
beispielsweise zur Stabilisierung der Eingangsspannung und
Erzeugung einer Bezugsspannung, zur Kompensation von Tempe
ratureffekten, zur Einstellung des Nullpunktes, der Empfind
lichkeit und des Meßbereiches. Der Absolutdruck-Sensor kann
gemeinsam mit weiteren Bauelementen (Mikroprozessor, Tempe
ratorsensor, Beschleunigungssensor, Schaltungskomponenten)
auf einem Chip realisiert sein, der seinerseits auf einem
Glas- oder Keramiksubstrat befestigt sein kann. Derartige
Festkörper-Absolutdruck-Sensoren mit piezo-resistivem Wand
lersystem sind beispielsweise für Druckmessungen im Bereich
von 0 bis 3,5 bar oder von 0 bis 7,0 bar oder von 0 bis 14
bar Überdruck verfügbar und sind in einem Temperaturbereich
von -40°C bis +125°C einsetzbar. In dem hier vor allem
interessierenden Druckbereich von etwa 1 bis 7 bar Über
druck wird wenigstens eine Meßgenauigkeit von 0,1 bar er
zielt. Als Ausgangssignal fällt typischerweise eine Spannung
an, deren Wert einige Volt beträgt. Die zum Betrieb erfor
derliche Stromaufnahme kann beispielsweise ungefähr 1 mA
betragen. Mit Wandlersystemen mit kapazitiver Brücken
schaltung kann eine besonders hohe Empfindlichkeit (in der
Größenordnung von 10 mbar), hohe Linearität und geringe
Temperaturempfindlichkeit erzielt werden.
Ein wesentlicher Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung
besteht darin, eine in solchen Absolutdruck-Sensor einen
elektronischen Speicher zuzuordnen, in welchem ein ausge
wähltes, vom Absolutdruck-Sensor erzeugtes, elektrisches
Drucksignal dauerhaft gespeichert werden kann. Typischer
weise erzeugt der Sensor als Ausgangssignal eine Spannung.
Dieses Analogsignal wird vorzugsweise einem A/D-Wandler
zugeführt, um ein digitalisiertes Drucksignal zu erhalten.
Das digitalisierte Drucksignal, das den erfaßten Druckwert
beispielsweise in Form eines 8-Bit-Wortes oder in Form eines
16-Bit-Wortes wiedergibt, wird in dem elektronischen Spei
cher dauerhaft gespeichert. Ersichtlich wird für den elek
tronischen Speicher lediglich eine vergleichsweise geringe
Kapazität gefordert, weil lediglich ein oder mehrere Bit-
Worte zu speichern ist/sind. Wichtig ist, daß der elektro
nische Speicher die zugeführten Bit-Worte bei minimalem
Stromverbrauch dauerhaft und zuverlässig speichern kann.
Beispielsweise kommt als elektronischer Speicher mit mini
malem Strombedarf ein RAM mit einem kontinuierlichen Strom
bedarf kleiner 1 µA oder ein EEPROM in Betracht.
Ein RAM (random access memory ein Schreib-Lese-Spei
cher) speichert die digitalen Daten so lange, wie die
Betriebsspannung anliegt und keine neuen Informationen zu
geführt werden. Handelsüblich sind beispielsweise RAM
zugänglich, die bei einer Spannung von etwa 1,5 V lediglich
einen kontinuierlichen Strombedarf von Bruchteilen eines
Mikroampere haben. Wird ein solcher RAM beispielsweise durch
eine Batterie mit einer Kapazität von etwa 10 mA/h gepuf
fert, so kann eine Betriebsdauer von mehreren Jahren erhal
ten werden.
Ein EEPROM (electrically erasable programmable read only
memory ein elektrisch programmierbarer und veränder
barer Nur-Lese-Speicher) speichert die aufgenommenen Daten
auch nach Abschalten der Betriebsspannung. Typischerweise
wird an den Eingang "Programmieren" die erforderliche Span
nung angelegt, und daraufhin werden die an den verschiedenen
Dateneingängen anliegenden Informationen (Zustände) an der
Stelle in den Speicher übernommen und dauerhaft festgehal
ten, auf welche die Adresse zeigt. Ausgelesen wird durch
Anlegen der Adresse und Aktivieren der Leseleitung. Neue
Informationen können durch elektrisches Über- oder Neu
schreiben eingeführt und abgespeichert werden. Neben dieser
typischen Betriebsweise eines EEPROM existieren abgewandelte
Systeme zum Einschreiben oder Auslesen der Information. Die
Besonderheit besteht darin, dar in solchen Speichern die
Information auch nach Abschalten der Betriebsspannung er
halten bleibt. EEPROMs und abgewandelte Systeme dieser Art
sind handelsüblich zugänglich.
Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Kombination eines
Absolutdruck-Sensors und eines elektronischen Speichers für
ein elektrisches Drucksignal wird ein elektronisches Äqui
valent zur Referenzdruck-Kammer bei herkömmlichen Reifen
druck-Erfassungs- und -Anzeige-Systemen geschaffen. Dieses
"elektronische Äquivalent" liefert eine Reihe von Vorteilen.
So wird eine höhere Genauigkeit bei der Erfassung, Speiche
rung und Wiedergabe eines Reifensolldruckes erzielt; die
Genauigkeit des Reifensolldruck-Wertes beträgt wenigstens
0,1 bar. Das "elektronische Äquivalent" weist keine ver
stellbaren Komponenten auf, die durch die Beschleunigungs
kräfte am drehenden Rad beeinflußt werden können.
Der in digitalisierter Form als Bit-Wort gespeicherte Rei
fensolldruck-Wert kann praktisch beliebig lange gespeichert
werden, ohne daß eine Änderung oder Verfälschung eintritt.
Der gespeicherte Druckwert steht einfach und schnell für
eine Weiterverarbeitung in einem Mikroprozessor zur Ver
fügung, insbesondere für einen Vergleich mit einem neuen
Druckwert, welcher dem aktuellen Reifendruck entspricht.
Bei einem solchen Vergleich wird ein Vergleichssignal er
zeugt, das in Bezug zu einem vorgegebenen Schwellenwert
gesetzt wird. Mit Hilfe des Abstandes und/oder des Schwel
lenwertes kann die Empfindlichkeit des Systems und damit die
Auslösung eines Signals eingestellt werden.
Entgegen dem typischen Einsatzzweck eines Absolutdruck-
Sensors ist erfindungsgemäß nicht erforderlich, den erfaßten
Druckwert als absolute Druckwertgröße wieder zugegeben und
anzuzeigen. Vielmehr wird nach einer bevorzugten Ausfüh
rungsform der vorzugsweise digitalisierte Druckwert ledig
lich als eine Bezugsgröße gespeichert, um für Vergleichs
zwecke zur Verfügung zu stehen. Die absolute Größe dieses
gespeicherten Wertes ist ohne größere Bedeutung, solange
gewährleistet ist, daß der zum Vergleich heranzuziehende
Druckwert unter den gleichen Rahmenbedingungen erzeugt wird
und zur Verfügung steht. Im Rahmen der Erfindung sind da
her die vergleichweise aufwendigen Eichungs- und Kalibrie
rungsmaßnahmen nicht erforderlich, die für die richtige und
reproduzierbare Wiedergabe von absoluten Druckwerten erfor
derlich sind. Für die Zwecke der Erfindung ist es ausrei
chend, wenn das zu einem späteren Zeitpunkt gebildete und
dann dem aktuellen Reifendruck entsprechende neue Drucksig
nal unter den gleichen spezifischen Rahmenbedingungen ge
bildet wird, wie das vorher erzeugte, ausgewählte Druck
signal, weil dann die meßspezifischen Abweichungen kompen
siert werden und das Ergebnis eines Vergleiches dieser
beiden Drucksignale nicht beeinflussen.
Weiterhin kann dieses erfindungsgemäß vorgesehene "elektro
nische Äquivalent" zu einer herkömmlichen Referenzdruck-
Kammer mit kleinen, einfach aufgebauten Halbleiter-Bauele
menten realisiert werden, die handelsüblich zu geringen
Kosten zur Verfügung stehen. Typischerweise sind der Abso
lutdruck-Sensor, der A/D-Wandler und der elektronische
Speicher zusammen mit einem Mikroprozessor auf einem Chip
integriert, der an einer Platine angebracht ist. Aufbauend
auf diesem "elektronischen Äquivalent" zu einer herkömm
lichen Referenzdruck-Kammer lassen sich wesentlich einfa
chere, robustere, kompaktere und zuverlässigere Einrich
tungen zur Reifendruck-Kontrolle von Fahrzeugreifen reali
sieren, als dies mit einer herkömmlichen Referenzdruck-
Kammer möglich ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin
dung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Absolutdruck-Sensor erzeugt u. a. ein ausgewähltes
elektrisches Drucksignal, das im elektronischen Speicher
gespeichert wird und das im Wege der elektronischen Signal
verarbeitung wie ein Referenzdruck zur Verfügung steht. Das
ausgewählte Drucksignal muß dann erzeugt werden, wenn im
Fahrzeugreifen der vorgesehene Reifensolldruck herrscht und
die Ventilkappe druckdicht auf das Reifenventil aufge
schraubt worden ist. Typischerweise herrscht unmittelbar
nach Beendigung eines Füllvorganges oder einer Reifendruck-
Kontrolle im Fahrzeugreifen der vorgegebene Reifensolldruck,
der mit dem am Manometer einer Servicestation ablesbaren
Druck übereinstimmt.
Die erfindungsgemäße Ventilkappe weist einen Starter auf,
welcher die Signalerzeugungseinrichtung aktiviert, um den
dann gerade vorherrschenden Reifendruck zu erfassen und als
ausgewählten elektrischen Druckwert im elektronischen Spei
cher abzuspeichern. Vorzugsweise ist ein Starter vorge
sehen, der die Bildung und Speicherung des ausgewählten
elektrischen Drucksignales immer dann veranlaßt, nachdem die
Ventilkappe auf das Ventilrohr des Reifenventiles aufge
schraubt worden ist.
Für einen solchen Starter sind verschiedene Ausführungs
formen möglich. Beispielsweise kann am Ventilkappengehäuse
ein piezo-elektrisches Element angebracht sein, dessen Be
tätigung einen Spannungsstoß erzeugt, welcher den Mikro
prozessor aktiviert. Dieses piezo-elektrische Element kann
gezielt durch den Benutzer betätigt werden, oder kann
selbsttätig durch das Ventilrohr betätigt werden, wenn die
Ventilkappe auf das Reifenventil aufgeschraubt wird. Alter
nativ kann dieser Starter einen Schaltkontakt (Druckschal
ter) aufweisen, der beim Aufschraubvorgang mit Hilfe des
Ventilrohres des Reifenventiles geschlossen wird. Alter
nativ kann ein solcher Schaltkontakt durch Verformung eines
elastisch verformbaren Gehäuseabschnittes der Ventilkappe
betätigt werden. Eine solche Verformung kann von Hand oder
mit Hilfe eines geeigneten Gegenstandes (Kfz-Schlüssel,
Kugelschreiberspitze vorgenommen werden.
Nach einer weiteren Alternative kann ein solcher Starter
einen Magnetfeldsensor aufweisen, der einen Permanent
magneten erfaßt. Ein solcher Permanentmagnet kann sich an
einer Hilfsvorrichtung befinden, die zum Aufschrauben der
Ventilkappe auf das Reifenventil dient. Eine solche Hilfs
vorrichtung kann nach Art eines Steckschlüssels ausgebildet
sein, der an den Außenumfang der Ventilkappe angepaßt ist.
Mit einem solchen Schlüssel kann zusätzlich eine Diebstahl
sicherung realisiert werden, welche das Abschrauben der
Ventilkappe nur mit Hilfe des Schlüssels ermöglicht. Der
Magnetfeldsensor erfaßt die Anwesenheit oder Entfernung des
Permanentmagneten. Als Magnetfeldsensor kommt beispiels
weise ein Reed-Kontakt, ein Hall-Sensor oder ein magne
tisch steuerbarer Transistor in Betracht. Vorzugsweise ist
ein magnetisch steuerbarer Transistor vorgesehen, der klein,
robust und mechanisch unempfindlich aufgebaut ist. Mit Hilfe
einer entsprechenden, ein Verzögerungsglied aufweisenden
Schaltung kann erreicht werden, daß der Reifendruck erst
dann erfaßt wird, nachdem eine kurze, vorgegebene Zeitspanne
nach Öffnung der Ventileinrichtung verstrichen ist. So kann
gewährleistet werden, daß tatsächlich der nach Druckaus
gleich im Reifen und im Ventil sich einstellende Reifen
solldruck bestimmt wird, ohne Verfälschung durch irgend
welche Strömungsvorgänge im Ventil. Das so
erzeugte, einem vorgegebenen Reifendruck entsprechende,
elektrische Drucksignal dient als "ausgewähltes Drucksignal"
und wird in dem elektronischen Speicher gespeichert.
Dieses ausgewählte Drucksignal dient in erster Linie als
Referenzsignal bei einem Vergleich mit später erzeugten,
neuen Drucksignalen, welche dem dann aktuellen Reifendruck
entsprechen. Zusätzlich kann vorgesehen werden, daß im
elektronischen Speicher und/oder im Mikroprozessor ein an
das System angepaßter Druckwert enthalten ist, welcher dem
typischen Reifendruck des vorgesehenen Fahrzeugreifens ent
spricht, bei PKW-Reifen beispielsweise in der Größenordnung
von etwa 1,0 bis 2,5 bar oder bei LKW-Reifen in einer Grö
ßenordnung von etwa 3 bis 7 bar Überdruck. Das ausgewählte
Drucksignal wird daraufhin mit dem a priori vorgegebenen
Druckwert verglichen, um grobe Fehler beim Befüllen des
Reifens zu erfassen, beispielsweise wenn ein deutlich zu
niedriger Kaltfülldruck eingestellt wird. Der Mikroprozessor
veranlaßt ein entsprechendes Signal, und am Armaturenbrett
des Fahrzeugs kann ein Hinweis auf den falschen Fülldruck
angezeigt werden.
Typischerweise wird das vom Absolutdruck-Sensor erzeugte
elektrische Drucksignal anfänglich in Form eines Analog
signales anfallen. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß dieses
Analogsignal digitalisiert wird, und das dabei erhaltene
Digitalsignal, beispielsweise ein 8-Bit-Wort oder ein
16-Bit-Wort gespeichert und zum Signalvergleich herange
zogen wird. Die zur Digitalisierung erforderlichen Analog/
Digital-Wandler stehen einfach und preiswert zur Verfügung
und können als zusätzlicher elektronischer Baustein auf dem
Chip integriert sein.
In diesem Falle ist der elektronische Speicher vorzugsweise
als Digitalspeicher ausgebildet. Digitalspeicher dieser Art
sind vergleichsweise einfach aufgebaut und stehen handels
üblich zur Verfügung.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die
Signalerzeugungseinrichtung wenigstens einen als Halbleiter-
Bauelement ausgebildeten Temperatursensor auf. Vorzugsweise
soll der Temperatursensor wenigstens einen Meßbereich von
etwa -40°C bis +150°C aufweisen. Mit Hilfe des Temperatur
sensors wird die Temperatur des Druckmediums im Reifen er
faßt. Anhand der erfaßten Reifen- und/oder Druckluft-Tempe
ratur können Temperatur-bedingte Abweichungen des erfaßten
Reifendruckes von den Normbedingungen kompensiert werden.
Ferner kann bei Überschreitung einer Schwellentemperatur ein
Alarm ausgelöst werden, was insbesondere im LKW-Einsatz be
deutsam ist.
Der Absolutdruck-Sensor und der elektronische Speicher
werden von einem Mikroprozessor angesteuert/aktiviert, der
auch die Signalverarbeitung der elektrischen Drucksignale
durchführt. Der Mikroprozessor weist eine Arithmetikeinheit
auf, die
- - ein neu erzeugtes elektrisches Drucksignal mit dem ausgewählten gespeicherten Drucksignal vergleicht und ein Vergleichssignal erzeugt;
- - das Vergleichssignal mit einem vorgegebenen Schwellenwert vergleicht; und
- - eine Bildung des Druckanzeigesignal veranlaßt, wenn ein vorgegebener Abstand zwischen dem vorgegebenen Schwellenwert und dem Vergleichsignal über- oder unterschritten ist.
Mit Hilfe des Abstandes und/oder des Schwellenwertes kann
(herstellerseitig) die Empfindlichkeit des Systems und damit
Auslösung und Art eines Signales eingestellt werden.
Vorzugsweise ist der Mikroprozessor im Regelfalle deakti
viert und wird lediglich gezielt für kurze Momente akti
viert. Nach einer Aktivierung und Ausführung der erforder
lichen Funktionen wird der Mikroprozessor erneut selbsttätig
deaktiviert. Mit dieser Betriebsweise wird der Stromver
brauch erheblich reduziert. Eine Aktivierung des Mikropro
zessors kann periodisch oder wahlweise zur Abfrage einer
Druckanzeige durch den Benutzer durchgeführt werden.
Zur periodischen Aktivierung ist vorzugsweise ein ,Taktgene
rator vorgesehen, mit dessen Hilfe ein Systemtakt zur perio
dischen Aktivierung des Meßsystems erzeugt wird. Der Takt
generator verbraucht weniger als 30 Nanoampere Strom. Mit
Hilfe des Taktgenerators ist es möglich, den Mikroprozessor
und die von diesem angesteuerten Sensoren lediglich perio
disch in Betrieb zu setzen. Im Ruhezustand kann der Mikro
prozessor völlig abgeschaltet werden und verbraucht dann
keine Energie.
Beispielsweise kann der Impuls des Taktgenerators den Mikro
prozessor alle 4 sec an die Betriebsspannung schalten. Da
durch startet das System und die verschiedenen Sensoren er
fassen die jeweiligen Zustände, wie etwa Reifendruck, Be
schleunigung und Temperatur. Die gebildeten elektrischen
Signale werden dem Mikroprozessor zugeführt und dort verar
beitet und mit den gespeicherten Werten verglichen. Sofern
vorgegebene Abstände zu vorgegebenen Schwellenwerten über-
oder unterschritten werden, wird ein Protokoll gesendet. Das
Protokoll kann verschiedene Alarmsignale vorsehen, bei
spielsweise einem Hinweis auf einen zu niedrigen Kaltfüll
druck des Reifens, eine "sofortige Warnung", wenn eine vor
gegebene Leckrate überschritten wird oder eine "sanfte War
nung" wenn lediglich eine mäßige Leckrate in der Größenord
nung von etwa 0,1 bar/Monat auftritt. Diese Alarmsignale
können aus verschiedenen Signalfrequenzen bestehen, die vom
Mikroprozessor erzeugt und von der Sendeantenne eines Sen
ders der Signalerzeugungseinrichtung abgestrahlt werden.
Gute Ergebnisse sind mit einer Abstrahlleistung der Sende
antenne von etwa 6 mW erzielt worden. Jeder "aktiven Ventil
kappe" bzw. deren Sender ist ein stationärer Empfänger am
Fahrzeugchassis benachbart zum Fahrzeugrad zugeordnet.
Für die routinemäßige Abfrage der Meßwerte und Signalver
arbeitung mit dem Ergebnis, daß ein Protokoll nicht ausge
sandt werden muß, benötigt das System nur einige Millisekun
den. Sofern das System zusätzlich ein Protokoll aussendet,
muß das System für wenige 10 Millisekunden aktiviert werden.
Danach schaltet sich der Mikroprozessor selbsttätig wieder
ab, und das System wartet auf die nächste Initialisierung.
Nach einer weiteren Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist
es mit Hilfe eines Beschleunigungssensors möglich, diese
alle 4 sec erfolgende Initialisierung nur dann in Gang zu
setzen, wenn das Fahrzeug wenigstens mit Schrittgeschwindig
keit bewegt wird. Befindet sich das Fahrzeug in Ruhe, so
kann die periodische Abfrage der Sensoren völlig unter
bleiben oder lediglich in wesentlich größeren Zeitabständen
durchgeführt werden.
Ein solcher Beschleunigungssensor ist grundsätzlich in ähn
licher Weise aufgebaut wie der eingangs erläuterte Absolut
druck-Sensor und weist eine Membran auf, die unter der Ein
wirkung von Beschleunigungswerten beansprucht wird. Die Mem
bran bildet Bestandteile von oder ist verbunden mit Wider
standselementen oder Kondensatoren, deren elektrische Eigen
schaften entsprechend den auftretenden Beschleunigungswerten
verändert werden. Der Beschleunigungssensor erzeugt ein
elektrisches Ausgangssignal, das ein Maß für die auftreten
den Beschleunigungswerte ist. Am Fahrzeugrad eines PKW
können durch Fahrbahnstöße Beschleunigungswerte in vertika
ler Richtung bis zu etwa 25 g auftreten; bei einer Fahrzeug
geschwindigkeit von 250 km/h kann am Fahrzeugrad eine Zen
trifugalbeschleunigung bis zu 830 g auftreten. Der Beschleu
nigungssensor muß solchen Beschleunigungswerten standhalten.
Ferner sollen wenigstens Beschleunigungswerte zwischen 0 und
etwa 10 g exakt erfaßbar sein, um mit Hilfe des Beschleuni
gungssensors zwischen Fahrzeug-Stillstand und Fahrzeug-
Schrittgeschwindigkeit unterscheiden zu können. Der Be
schleunigungssensor kann zusammen mit den anderen Komponen
ten (etwa Absolutdruck-Sensor, Speicher, A/D-Wandler, Mikro
prozessor) auf einem gemeinsamen Chip ausgebildet sein.
Mit Hilfe des Beschleunigungssensors können Beschleunigungs
bedingte Fehlmessungen des Absolutdruck-Sensors korrigiert
und kompensiert werden. Noch wichtiger ist es jedoch, mit
Hilfe des Beschleunigungssensors zu erfassen, ob das Fahr
zeug steht oder wenigstens in Schrittgeschwindigkeit bewegt
wird. Bei Schrittgeschwindigkeit treten am Rad wenigstens
Beschleunigungswerte von etwa 3 g auf. Auf diesem Wege ist
es möglich, die periodische Abfrage des Reifendruckes nur
dann zu aktivieren, wenn das Fahrzeug wenigstens mit
Schrittgeschwindigkeit bewegt wird. Damit kann während des
Stillstandes des Fahrzeuges der Energieverbrauch des Systems
reduziert werden. Vorzugsweise wird die periodische Druck
abfrage mit Hilfe des Beschleunigungssensors nur dann akti
viert, wenn das Fahrzeug wenigstens mit Schrittgeschwindig
keit (5 km/h) bewegt wird.
Alternativ ist es möglich, anstelle eines Beschleunigungs
sensors einen zweiten Absolutdruck-Sensor vorzusehen, der
die geringen, periodischen Druckstöße erfaßt, die typischer
weise an einem rotierenden Fahrzeugrad auftreten. Auch mit
Hilfe eines solchen zweiten Absolutdruck-Sensors konnte
zwischen Fahrzeug-Stillstand und fahrendem Fahrzeug unter
schieden werden, um den Mikroprozessor und die von ihm ge
steuerten Sensoren nur dann zu aktivieren, wenn das Fahrzeug
fährt.
Mit Hilfe einer solchen Anpassung der Meßprogramme an den
Fahrzeugzustand und/oder der lediglich in bestimmten Abstän
den periodisch erfolgenden Abfrage der Sensoren und Aus
wertung der Meßwerte kann eine sehr stromsparende Arbeits
weise realisiert werden. Diese stromsparende Arbeitsweise
des gesamten Systems erhöht die Lebensdauer der Stromquelle
erheblich. Als Stromquelle kann beispielsweise eine Lithium-
Batterie eingesetzt werden, die eine Kapazität von etwa
40 mAh aufweist und eine Spannung von 3 V liefert. Eine
solche Batterie kann als Knopfzelle ausgebildet sein.
Für eine solche Batterie kann eine Spannungsüberwachung vor
gesehen werden. Beispielsweise kann zyklisch die Kapazität
der Batterie geprüft und bei verminderten Werten ein Alarm
signal ausgesendet werden. Dadurch ist es möglich, lange
bevor das System durch Kapazitätsmängel der Batterie aus
fällt, ein entsprechendes Warnsignal zu erzeugen, um darauf
hin Gegenmaßnahmen zu ergreifen.
Eine erfindungsgemäße Ventilkappe, deren Signalerzeugungs
einrichtung die vor stehend aufgeführten Komponenten auf
weist, kann - zumindest am fahrenden Fahrzeug - den Reifen
druck in einem, mit dieser Ventilkappe bestückten Fahrzeug
reifen fortlaufend überwachen. Sinkt der aktuelle Reifen
druck gegenüber einem vorgegebenen Reifensolldruck, welcher
dem gespeicherten, ausgewählten Drucksignal entspricht, ab,
so wird ein Alarmsignal erzeugt. Es können verschiedene
Alarmsignale erzeugt werden, beispielsweise bei plötzlicher
Druckabnahme oder bei schleichender Druckabnahme oder bei
Überhitzung oder bei falschem Fülldruck.
Jedes dieser Alarmsignale kann aus unterschiedlichen Signal
frequenzen bestehen. Die Signalfrequenzen werden mit Hilfe
eines Senders telemetrisch an einen Empfänger übermittelt.
Die vom Empfänger aufgenommenen Signale werden aufbereitet
und dienen zur Anzeige des Reifenzustandes am Armaturenbrett
des Fahrzeuges. Zum Betrieb des Mikroprozessors, der Senso
ren und des Senders wird elektrische Energie benötigt, die
einer mitgeführten Batterie entnommen wird. Folglich ist die
für diese Ausführungsform einer Ventilkappe vorgesehene
Signalerzeugungseinrichtung zusätzlich mit einem Sender und
einer Batterie ausgerüstet. Diese vergleichsweise aufwendige
Ausführungsform einer Ventilkappe dient vorzugsweise zur
Bestückung von LKW-Reifen einschließlich Zwillings- und
Mehrfachreifen, wo eine zuverlässige Reifendruckkontrolle
besonders wichtig ist.
Bei einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen
Ventilkappe wird deren Mikroprozessor - nach erstmaliger
Bildung und Speicherung des ausgewählten elektrischen Druck
signals - wahlweise dann betätigt, wenn der Benutzer eine
Abfrage des aktuellen Reifendruckes vornehmen will. In
diesem Falle kann die wahlweise Aktivierung des Mikropro
zessors durch mechanische Einwirkung auf die Ventilkappe
oder berührungslos erfolgen. Bei der mechanischen Einwir
kung kann beispielsweise ein Druckschalter betätigt oder ein
piezo-elektrisches Element betätigt werden. Der Druckschal
ter oder das Element kann sich unter eine flexiblen herme
tisch dichten Hülle oder Membran befinden, die aus Kunst
stoff oder Metall bestehen kann. Die Betätigung kann von
Hand oder mit Hilfe eines Gegenstandes, wie etwa einer
Kugelschreiberspitze vorgenommen werden.
Zur berührungsfreien Aktivierung kann die Annäherung eines
Permanentmagneten vorgesehen werden, der von einem Magnet
feldsensor der Signalerzeugungseinrichtung erfaßt wird.
Dieser Magnet kann sich beispielsweise an dem bereits er
wähnten Schlüssel befinden, der zum Aufschrauben der Ventil
kappe auf ein Reifenventil bestimmt ist.
Nach einer solchen wahlweisen Aktivierung des Mikroprozes
sors wird dieser den Absolutdruck-Sensor aktivieren, um den
aktuellen Reifendruck zu erfassen. Das so neu gebildete
elektrische Drucksignal wird mit dem ausgewählten gespei
cherten Drucksignal verglichen. Das gebildete Vergleichs
signal wird in Bezug zu einem Schwellenwert gesetzt, um ein
Alarmsignal erst dann auszulösen, wenn ein vorgegebener
Druckabfall überschritten ist. Das bei einem ausreichend
großen Druckabfall erzeugte Alarmsignal kann unmittelbar von
der Ventilkappe angezeigt werden oder drahtlos an eine ex
terne Anzeigeeinrichtung übermittelt werden.
Die Anzeigeeinrichtung an der Ventilkappe ist vorzugsweise
eine optische Anzeigevorrichtung, die eine oder mehrere
unterschiedlich gefärbte Glimmlämpchen aufweisen kann. Bei
spielsweise kann durch Aufleuchten eines grünen Glimmlämp
chens der Bedeutungsinhalt "Reifendruck in Ordnung" ausge
drückt werden. Das Aufleuchten eines roten Glimmlämpchens
weist auf einen erheblichen Druckabfall hin. Diese Lämpchen
können geschützt unter einer transparenten, hermetisch dich
ten Abdeckung angeordnet sein. Eine solche, auf Abfrage hin
erfolgende elektrische Anzeige des Reifenzustandes bringt
einen erheblichen Fortschritt gegenüber den bekannten mecha
nischen Anzeigesystemen an Ventilkappen, weil bei letzteren
wegen der geringen Abmessungen die Unterschiede zwischen der
Ja- und Nein-Aussage häufig nur gering sein konnten. Anstel
le mehrerer verschiedenfarbiger Lämpchen kann auch lediglich
ein Lämpchen vorgesehen werden, dessen Blinkfrequenz ent
sprechend dem zu übertragenden Signal geändert wird. Diese
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventilkappe weist
eine elektrisch betätigbare Anzeigevorrichtung auf, die ein
optisch wahrnehmbares Druckanzeigesignal liefert. Auch diese
Ventilkappe ist mit einer Stromquelle, vorzugsweise einer
Batterie versehen.
Weiterhin kann die berührungsfreie Aktivierung des Mikro
prozessors mit Hilfe einer unabhängig von der Ventilkappe
handhabbaren Aktivierungsvorrichtung erfolgen, wobei eine
Annäherung der Aktivierungsvorrichtung an die Ventilkappe
und/oder eine Betätigung der Aktivierungsvorrichtung eine
Aktivierung des Mikroprozessors bewirkt. Diese Aktivierungs-
Vorrichtung kann beispielsweise ein Handstück oder ein Fernbedienungselement
sein, das wenigstens eine Komponente auf
weist, mit deren Hilfe eine magnetische, induktive, kapazi
tive und/oder telemetrische Kopplung mit der Signalerzeu
gungseinrichtung innerhalb der Ventilkappe erfolgen kann.
Beispielsweise kann eine solche Kopplung über einen mono
funktionalen oder bi-funktionalen Transponder erfolgen.
Mit Hilfe eines Transponders könnte auch elektrische Ener
gie in die Ventilkappe eingekoppelt werden, so daß dort in
diesem Falle eine eigene Stromquelle nicht zwingend erfor
derlich ist. An dieser Aktivierungsvorrichtung kann eine An
zeigevorrichtung vorgesehen werden, auf welcher das aus der
Ventilkappe ausgekoppelte und drahtlos übermittelte Druck
anzeigesignal darstellbar ist.
Die vorstehend genannten Komponenten und Sensoren der Sig
nalerzeugungseinrichtung innerhalb der Ventilkappe können in
einem einzigen Baustein integriert sein, beispielsweise in
ASIC-Technik ausgeführt sein. Das resultierende ASIC-Bau
element, die Batterie und die wahlweise vorgesehene Sende
antenne werden in einem gekapselten Modul zusammengefaßt.
Das Modul wird innerhalb des Gehäuses der Ventilkappe be
festigt. Dort stehen die Sensoren in Kontakt mit dem zu
überwachenden Druckmedium im Reifen, nachdem die Ventil
kappe auf das Ventilrohr aufgeschraubt und das Reifenventil
geöffnet worden ist.
Die vorliegende Erfindung bewirkt auch eine Verbesserung
der aus der
DE 39 30 480 C2 bekannten Ventilkappe, die eine Signaler
zeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Druckanzeigesignals
aufweist. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten wird auf die
Offenbarung dieser Druckschrift verwiesen. Mit dieser aus
drücklichen Bezugnahme soll der Inhalt dieser Druckschrift -
soweit zum Verständnis der vorliegenden Erfindung hilf
reich und notwendig - auch zum Bestandteil der vorliegenden
Unterlagen gemacht werden.
Nachstehend wird die Erfindung mehr im einzelnen anhand
einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezugnahme auf eine
Zeichnung erläutert; diese zeigt eine schematische Schnitt
darstellung einer erfindungsgemäßen Ventilkappe, die mit
einer Anzeigevorrichtung für das Druckanzeigesignal ver
sehen ist.
Die in der Zeichnung dargestellte Ventilkappe 1 ist für das
Reifenventil an einem PKW-Luftreifen bestimmt und ist mit
einer Anzeigevorrichtung versehen, die nach Abfrage den
aktuellen Druckzustand anzeigt. Die Ventilkappe (Ventilkappengehäuse) weist ein
einseitig geschlossenes Gehäuse (Ventilkappengehäuse) 2 auf mit einer zylindri
schen Umfangswand 3, die abgestuft in einen einstückig an
geformten Hülsenabschnitt 4 übergeht, an dessen Innenumfang
ein Innengewinde 5 ausgebildet ist. Dieser Hülsenabschnitt 4
bildet das offene Ende der Ventilkappe 1, das auf ein Rei
fenventil aufschraubbar ist, von dem im vorliegenden Falle
lediglich ausschnittsweise ein Ventilrohr 6 und ein Ventil
stößel 7 dargestellt sind. Das Ventilrohr 6 ist mit einem
angepaßten Außengewinde versehen. Der Ventilstößel 7 ist
Bestandteil eines herkömmlichen Ventileinsatzes (vgl.
DIN 7757) und steht unter der Vorspannung einer Feder. Durch
Niederdrücken des Ventilstößels 7 gegen die Vorspannung der
Feder kann das Reifenventil geöffnet werden.
Am gegenüberliegenden Ende ist an der zylindrischen Umfangs
wand 3 hermetisch dicht eine Kappe 8 aus transparentem,
flexiblem Kunststoff angebracht. Diese Kappe 8 ist so weit
flexibel, daß sie mit einem Finger oder mit einem üblichen
Gegenstand (Kfz-Schlüssel) wenigstens mäßig eingedrückt wer
den kann, um einen Druckschalter 27 zu betätigen.
An der Abstufung zwischen Umfangswand 3 und Hülsenabschnitt
4 ist eine Druckplatte 10 befestigt, von welcher einstückig
ein etwa mit der Ventilkappen-Längsmittelachse fluchtendes
Betätigungsglied 12 absteht. Beim Aufschrauben der Ventil
kappe 1 auf das Ventilrohr 6 eines Reifenventils trifft
dieses Betätigungsglied 12 auf den Ventilstößel 7 und drückt
diesen nieder, so daß daraufhin aus dem geöffneten Reifen
ventil Druckmedium in den Innenraum der Ventilkappe 1 strömen
kann. Um das Betätigungsglied 12 herum ist ein O-Ring 13
angeordnete der mit der Stirnfläche des Ventilrohres 6 zu
sammenwirkt und bei aufgeschraubter Ventilkappe 1 für eine
druckdichte Abdichtung zwischen dem Ventilkappengehäuse 2
und dem Ventilrohr 6 sorgt. Im Betätigungsglied 12 und in
der Druckplatte 10 ist eine - versetzt zur Längsmittelachse
angeordnete - durchgehende Bohrung 14 ausgespart durch die
hindurch der Innenraum im Ventilkappengehäuse 2 mit dem
Druckmedium beaufschlagt wird.
An der zum Betätigungsglied 12 abgewandten Seite ist an der
Druckplatte 10 einstückig eine zylinderförmige Hülse 15 an
geformt, deren Innenumfang abgestuft ist. In den so geschaf
fenen Hohlraum ist das Modul einer Signalerzeugungseinrich
tung 20 eingesetzt.
Die Komponenten der Signalerzeugungseinrichtung 20 sind le
diglich schematisch angedeutet. Zu diesen Komponenten ge
hören eine Platine 21 mit einem Chip 22, der als integrierte
Bauelemente einen Absolutdruck-Sensor 23, einen A-/D-Wandler
24, einen elektronischen Speicher 25 und einen Mikroprozessor
26 aufweist. Mit dieser Platine 21 verknüpft ist ein Starter
(Druckschalter) 27, zu dem ein verschieblich geführter Stempel
28 gehört, der durch Niederdrücken der Kuppel der Kappe 8
verstellt werden kann. Benachbart zu der Platine 21 ist eine
Batterie (Stromquelle) 29 angeordnet, beispielsweise eine Lithium-Batterie,
die für eine Kapazität von etwa 40 mAh ausgelegt ist.
Unterhalb der transparenten Kappe 8 befinden sich zwei
Glimmlämpchen, beispielsweise ein grünes Grimmlämpchen (Lämpchen) 31
und ein rotes Glimmlämpchen (Lämpchen) 32. Die Ansteuerung dieser
Glimmlämpchen 31, 32 erfolgt über Schaltungselemente des Mikro
prozessors 26. Die Fassungen der Glimmlämpchen 31, 32 und die
weiteren Komponenten 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 sind in Kunstharz eingegossen und
bilden ein Modul 33, das an seinem Außenumfang einen Vor
sprung aufweist, der - wie dargestellt - in eine umlaufende
Nut am Innenumfang der Hülse 15 einrastbar ist. Alternativ
sind auch andere Maßnahmen zur Befestigung des Moduls 33
an der Hülse 15 möglich, beispielsweise eine Befestigung mit
Hilfe von - nicht dargestellten - Schraubbolzen oder ande
ren Befestigungsmitteln.
In einer praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Ventilkappe weist dieses Modul im Ventilkappengehäuse einen
Durchmesser von etwa 20 mm und eine axiale Länge von etwa
10 bis 12 mm auf. Das Gewicht beträgt nur etwa 10 g, so daß
durch die zusätzliche Anbringung dieser Signalerzeugungs
einrichtung eine Ventilkappe geschaffen wird, deren ge
ringes Gewicht eine nennenswerte Unwucht am Reifen nicht
erzeugt.
Nachdem diese Ventilkappe 1 druckdicht auf das Ventilrohr 6
aufgeschraubt worden ist, kann die elastische Kuppel 8
niedergedrückt werden. Dadurch wird ein Schaltkontakt des Druckschalters 27
betätigt, welcher den Starter 27 aktiviert, um das ausge
wählte, elektrische Drucksignal zu bilden und zu speichern.
Wird der Druckschalter 27 flach Ablauf einer kurzen Zeitspanne
erneut betätigt, so wird erneut der aktuelle Reifendruck
erfaßt und mit dem gespeicherten Druckwert verglichen. Da
kein Unterschied besteht, leuchtet das grüne Lämpchen 31 auf
("Reifendruck in Ordnung"). Dies dient auch als Hinweis auf
die Funktionstüchtigkeit des Systems. Der Fahrzeugführer
kann nun zu einem beliebigen Zeitpunkt eine Reifendruck-
Kontrolle durchführen und erneut die elastische Kappe 8
niederdrücken. Sofern eine größere Differenz zwischen dem
dann aktuellen Reifendruck und dem gespeicherten Druckwert
ermittelt wird, leuchtet das rote Lämpchen 32 auf ("gefähr
liche Druckabweichung"). Der Fahrzeugführer kann darauf
hin den Reifendruck überprüfen und erneut korrekt ein
stellen.
Claims (22)
1. Ventilkappe
- - mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Druckanzei gesignals (Signalerzeugungseinrichtung) für einen mit einem Ventil ausgerüsteten Fahrzeugreifen,
- - mit einem auf ein Ventilrohr des Ventils (Reifenven til) aufschraubbaren Gehäuse, in dem die Signalerzeu gungseinrichtung untergebracht ist,
- - mit einem Betätigungsglied, das beim Aufschrauben der Ventilkappe auf das Ventilrohr das Reifenventil öff net,
- - wobei die Signalerzeugungseinrichtung aufweist:
- (a) einen Mikroprozessor;
- (b) einen Absolutdruck-Sensor, der mit dem Reifen druck beaufschlagbar ist und der ein dem Reifen druck entsprechendes elektrisches Drucksignal erzeugt; und
- (c) einen Starter, dessen Betätigung die Bildung eines ausgewählten elektrischen Drucksignals veranlaßt;
- dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Signalerzeugungseinrichtung (20) ferner aufweist:
- (d) einen elektronischen Speicher (25), in dem das durch die Betätigung des Starters (27) gebildete ausge wählte elektrische Drucksignal oder ein von diesem abgeleitetes Signal dauerhaft gespeichert werden kann; und
- -- der Mikroprozessor (26) mit deiner Arithme tikeinheit,
- -- ein von dem Absolutdruck-Sensor (23) neu er zeugtes elektrisches Drucksignal mit dem aus gewählten gespeicherten Drucksignal vergleicht und ein Vergleichssignal erzeugt;
- -- das Vergleichssignal mit einem vorgegebenen Schwellenwert vergleicht; und
- -- eine Bildung des Druckanzeigesignals veran laßt, wenn ein vorgegebener Abstand zwischen dem vorgegebenen Schwellenwert und dem Ver gleichssignal über- oder unterschritten ist.
2. Ventilkappe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Absolutdruck-Sensor (23) als Halbleiterelement aus
gebildet ist und einen piezo-resistiven Wandler oder ein
Wandlersystem mit einer kapazitiven Brückenschaltung auf
weist.
3. Ventilkappe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Signalerzeugungseinrichtung (20) einen A/D-Wandler
(24) aufweist, welcher die in analoger Form anfallenden
elektrischen Drucksignale des Absolutdruck-Sensors (23)
in Digitalsignale umformt.
4. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der elektronische Speicher (25) ein digitaler Speicher
ist, der wenigstens ein 8-Bit-Wort oder ein 16-Bit-Wort
dauerhaft speichern kann.
5. Ventilkappe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der elektronische Speicher (25) ein RAM (random access
memory) mit einem kontinuierlichen Strombedarf kleiner
1 µa ist.
6. Ventilkappe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der elektronische Speicher (25) ein EEPROM (electrically
erasable programmable read only memory) ist.
7. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Starter (27) einen Schaltkontakt aufweist, der mit
Hilfe des Ventilrohres (6) des Reifenventiles geschlos
sen wird, um den Starter (27) - gegebenenfalls nach
einer kurzen Verzögerung - immer dann zu betätigen,
nachdem die Ventilkappe (1) auf das Ventilrohr (6) des
Reifenventils aufgeschraubt worden ist.
8. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Starter (27) einen Magnetfeldsensor aufweist, der
die Lage eines Permanentmagneten erfaßt, der mit Hilfe
einer unabhängig handhabbaren Hilfsvorrichtung auf die
Ventilkappe (1) zu bewegt oder von dieser entfernt wird.
9. Ventilkappe nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Hilfsvorrichtung als Steckschlüssel ausgebildet ist,
mit dessen Hilfe die Ventilkappe (1) auf das Reifenven
til aufgeschraubt werden kann.
10. Ventilkappe nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Magnetfeldsensor ein magnetisch steuerbarer Transi
stor ist.
11. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - das Ventilkappengehäuse (2) einen elastisch verform baren Abschnitt (8) aufweist; und
- - der Schaltkontakt des Starters (27) durch Verformung dieses elastisch verformbaren Abschnittes (8) betä tigbar ist.
12. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (26)
- - im Regelfalle deaktiviert ist, aber nach einer Aktivierung die Bildung des neuen, dem aktuellen Reifendruck entsprechenden elektrischen Drucksignales durch den Absolutdruck- Sensor (23) veranlaßt;
- - dieses neue Drucksignal mit dem ausgewählten ge speicherten Drucksignal vergleicht;
- - die Bildung des Druckanzeigesignals veranlaßt und
- - daraufhin wieder in den deaktivierten Zustand übergeht.
13. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Signalerzeugungseinrichtung (20) einen Taktgenerator
aufweist, welcher den Mikroprozessor (26) periodisch
aktiviert.
14. Ventilkappe nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Signalerzeugungseinrichtung (20) einen Beschleuni
gungssensor aufweist, der
- - zwischen Fahrzeug-Stillstand und fahrendem Fahrzeug unterscheiden kann, und
- - eine Aktivierung des Mikroprozessors (26) nur bei fahrendem Fahrzeug zuläßt.
15. Ventilkappe nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine wahlweise Aktivierung des Mikroprozessors (26)
durchgeführt werden kann, wenn eine Reifendruckkon
trolle durchgeführt werden soll.
16. Ventilkappe nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilkappe (1) eine elektrisch ansteuerbare An
zeigevorrichtung (31, 32) aufweist, die optisch das
Druckanzeigesignal darstellt, das nach der Aktivierung
des Mikroprozessors (26) anliegt.
17. Ventilkappe nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Anzeigevorrichtung wenigstens zwei verschieden
farbige Lichtquellen (31, 32) aufweist und in Abhängig
keit vom anliegenden Druckanzeigesignal durch Aufleuch
ten der einen oder anderen Lichtquelle eine erste An
zeige ("Reifendruck in Ordnung") oder eine zweite An
zeige ("gefährliche Druckabweichung") erzeugt wird.
18. Ventilkappe nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die berührungsfreie Aktivierung des Mikroprozessors (26)
mit Hilfe des unabhängig handhabbaren Handgerätes oder
eines Fernbedienungselementes erfolgt, mit dessen Hilfe
eine magnetische, induktive, kapazitive und/oder tele
metrische Kopplung mit dem Mikroprozessor (26) in der
Ventilkappe (1) erfolgt.
19. Ventilkappe nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kopplung über einen mono-funktionalen oder bi
funktionalen Transponder erfolgt.
20. Ventilkappe nach Anspruch 18 oder 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Anzeigevorrichtung zur Darstellung des Druckanzeige
signals an dem unabhängig handhabbaren Handgerät oder an
dem Fernbedienungselement ausgebildet ist.
21. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Signalerzeugungseinrichtung (20) einen Sender zur
telemetrischen Übermittlung des Druckanzeigesignals
aufweist.
22. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Signalerzeugungseinrichtung (20) eine Stromquelle
(Batterie 29) aufweist.
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