-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung
und insbesondere auf eine drahtlos kommunizierende Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung,
die es einem Fahrer ermöglicht,
den Luftdruck eines Fahrzeugreifens aus der Fahrgastkabine zu überwachen.
-
Eine
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der GB-A-2344232
bekannt.
-
Die
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-56263 beschreibt eine
drahtlos kommunizierende Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung, mit welcher
der Zustand mehrerer Fahrzeugreifen von der Fahrgastkabine aus überwacht
werden kann. Die Überwachungsvorrichtung
umfaßt
einen Sender in jedem Reifen eines Kraftfahrzeugs, um ein den Luftdruck
des Reifens anzeigendes Signal zu übertragen, einen Empfänger zum
Empfangen des Signals und eine Anzeige, die den Fahrer des Kraftfahrzeugs über den
Luftdruckzustand jedes Reifens informiert. Der Empfänger weist
mehrere Empfangsantennen und einen Synthesizer zur Ausgabe einer
maximalen der in den Antennen induzierten Spannungen auf. Wenn die
Induktionsspannung jeder Empfangsantenne niedriger als die minimal
erfaßbare
Spannung des Empfängers
ist, ist ein Synthesizer erforderlich, der die Induktionsspannung
mit einer anderen Induktionsspannung ergänzt, die größer als die Ansprechspannung
ist. Dies führt
dazu, daß die
Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung
der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-56263 einen komplizierten
Aufbau hat.
-
Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung bereitzustellen,
die Daten mit einem einfachen Aufbau kommuniziert.
-
Um
das obige Ziel zu erreichen, ist die vorliegende Erfindung eine
Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung
zum Überwachen
des Zustandes eines Fahrzeugreifens. Die Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung
umfaßt
einen Sender, der im Reifen angeordnet ist, einen Empfänger zur
Durchführung
einer drahtlosen Kommunikation mit dem Sender, einen Magnetfeldgenerator,
der im Fahrzeug nahe dem Reifen angeordnet ist, um ein Magnetfeld zu
erzeugen, und einen Magnetfelddetektor, der im Sender angeordnet
ist, um das Magnetfeld zu detektieren. Der Sender bestimmt den Drehwinkel
des Reifens gemäß der Detektion
durch den Magnetfelddetektor, um anhand des Drehwinkels die den
Zustand des Reifens anzeigenden Daten zu senden.
-
Andere
Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, zusammen mit den beigefügten Zeichnungen,
die beispielshalber die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
-
Die
Erfindung ist zusammen mit ihren Zielen und Vorteilen anhand der
nachfolgenden Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen zusammen
mit den beigefügten
Zeichnungen am besten verständlich.
Es zeigen:
-
1 ein
Blockdiagramm, das eine Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung darstellt;
-
2 ein
Blockdiagramm, das einen Sender zeigt;
-
3 ein
Zeitschema, das den Betrieb des Senders darstellt;
-
4 ein
Blockdiagramm, das einen Empfänger
zeigt;
-
5 eine
Schemazeichnung, die die Lagebeziehung zwischen dem Sender und Permanentmagneten
zeigt;
-
6 eine
Schemazeichnung, die ein Magnetfelddetektionssignal darstellt, das
von einem MI-Sensor
erzeugt wird;
-
7 eine
Kurve, welche die von einer Empfangsantenne während einer einzigen Umdrehung
eines Reifens induzierte Spannung zeigt;
-
8 ein
Blockdiagramm, das einen Magnetfeldgenerator darstellt;
-
9A eine
Schemazeichnung, die ein Magnetfelddetektionssignal zum Einstellen
eines Lesemodus darstellt, und
-
9B eine
Schemazeichnung, die ein Magnetfelddetektionssignal zum Einstellen
eines Normalmodus zeigt.
-
Nun
wird auf eine Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung 1 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eingegangen.
-
Wie
in 1 gezeigt ist, umfaßt die Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung 1 vier
Sender 30, die jeweils in einem von vier Reifen 20 eines
Fahrzeugs 10 angeordnet sind. Die vier Reifen 20 sind
auf der vorderen linken Seite (FL), der vorderen rechten Seite (FR),
der hinteren linken Seite (RL) und der hinteren rechten Seite (RR)
des Fahrzeugs 10 angeordnet. Ferner umfaßt die Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung 1 einen
Empfänger 40,
der in der Karosserie 11 des Fahrzeugs 10 angeordnet
ist.
-
Es
ist bevorzugt, daß jeder
Sender 30 im Inneren des zugeordneten Reifens 20 in
einem an einer Reifenfelge 21 befestigten Zustand angeordnet ist.
Der Sender 30 bestimmt den Zustand oder den Luftdruck und
die Innentemperatur des zugeordneten Reifens 20 und überträgt drahtlos
das Meßergebnis (Luftdruck-
und Temperaturinformation).
-
Der
Empfänger 40 ist
an einer vorbestimmten Stelle der Karosserie 11 eingebaut
und wird z.B. mit dem Strom einer (nicht gezeigten) Batterie des Fahrzeugs 10 betrieben.
Der Empfänger 40 umfaßt eine
Empfangsantenne 41, die über ein Kabel 42 mit dem
Empfänger 40 verbunden
ist. Das Kabel 42 ist vorzugsweise ein Koaxialkabel, das
kaum durch Rauschen beeinträchtigt
wird. Der Empfänger 40 empfängt Daten,
die von jedem Sender 30 übertragen werden, über die
Empfangsantenne 41.
-
Eine
Anzeige 50 oder eine Benachrichtigungsvorrichtung ist innerhalb
des Sichtbereiches des Fahrers des Fahrzeugs 10 (vorzugsweise
in der Fahrgastkabine) angeordnet. Die Anzeige 50 ist über ein
Kabel 43 mit dem Empfänger 40 verbunden.
-
Wie
in 2 gezeigt ist, weist jeder Sender 30 einen
Sende-Controller 31 auf. Der Sende-Controller 31 ist vorzugsweise
ein Mikrocomputer, der z.B. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 31a,
einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 31b und einen Direktzugriffsspeicher
(RAM) 31c aufweist. Der Sende-Controller 31 hat
einen individuellen ID-Code, der in einem internen Speicher, z.
B. dem ROM 31b, abgelegt ist. Der Empfänger 40 verwendet
den ID-Code, um den Sender 30 zu identifizieren.
-
In
jedem Sender 30 mißt
ein Drucksensor 32 den Luftdruck des zugeordneten Reifens 20,
um Luftdruckinformationen zu erzeugen, die das Meßergebnis
darstellen, und führt
dem Sende-Controller 31 diese
Luftdruckinformationen zu. Ein Temperatursensor 33 mißt die Temperatur
im Inneren des zugeordneten Reifens 20, um das Meßergebnis
darstellende Temperaturinformationen zu erzeugen, und führt diese
Temperaturinformationen dem Sende-Controller 31 zu. Ein Magnetimpedanz-Sensor
(MI-Sensor) 34 ist ein magnetischer Halbleitersensor, dessen
Magnetimpedanz sich entsprechend der Größe eines externen Magnetfeldes
stark verändert.
Der MI-Sensor 34 erzeugt ein Magnetdetektionssignal, das
dem Pegel der Magnetimpedanz entspricht, und stellt dieses Magnetfelddetektionssignal
dem Controller 31 zur Verfügung.
-
Der
Sende-Controller 31 führt
die Luftdruckinformationen, die Temperaturinformationen und den registrierten
Controller-ID-Code einer Sendeschaltung 35 zu. Die Sendeschaltung 35 überträgt Daten, die
die Luftdruckinformationen, die Temperaturinformationen und den
ID-Code enthalten, über
eine Sendeantenne 36 drahtlos an den Empfänger 40.
Der Sender 30 weist eine Batterie 37 auf, die
Betriebsstrom liefert.
-
Wie 3 zeigt,
läßt der Sende-Controller 31 normalerweise
den Drucksensor 32 und den Temperatursensor 33 Messungen
in vorbestimmten Meßzeitintervallen
t1 (z.B. Intervallen von 15 Sek.) durchführen. In 3 ist
die Meßdauer
t2 die Zeit vom Beginn der Messung durch den Drucksensor 32 und den
Temperatursensor bis zum Beginn der Datenverarbeitung, einschließlich der
Meßergebnisse,
durch den Sende-Controller 31.
-
Ferner
ist die Übertragungsdauer
t3 der Zeitraum, in dem die Sendeschaltung 35 eine Übertragung
durchführt.
Somit verbraucht der Sender 30 während Zeiträumen außerhalb der Meßdauer t2
und der Übertragungsdauer
t3 keinen Strom der Batterie 37.
-
Der
Sende-Controller 31 zählt
die Anzahl der vom Drucksensor 32 und vom Temperatursensor 33 vorgenommenen
Messungen. Sobald eine vorbestimmte Anzahl erreicht ist (z.B. 40),
läßt der Sende-Controller 31 die
Sendeschaltung 35 eine Übertragung
durchführen.
Wenn die vorbestimmte Anzahl 40 und das Meßzeitintervall t1 15 Sekunden
beträgt, läßt der Sende-Controller 31 die
Sendeschaltung 35 alle 10 Min. eine Übertragung durchführen (15
Sekunden × 40).
Mit anderen Worten, die vorbestimmte Anzahl und das Meßintervall
t1 bestimmen ein Sendeintervall t4.
-
Das
Meßintervall
t1 und das Übertragungsintervall
t4 werden beispielsweise anhand der Kapazität der Batterie 37,
der Leistungsaufnahme des Senders 30, der Meßdauer t2
des Senders 30 und der Übertragungsdauer
t3 bestimmt. Es wurde bestätigt, daß die Lebensdauer
der Batterie 37 bei 10 Jahren oder mehr liegt, wenn die
Kapazität
der Batterie 37 bei 1000 mAh liegt, das Meßintervall
t1 15 Sekunden und das Übertragungsintervall
t4 10 Minuten beträgt.
-
Der
Sende-Controller 31 überwacht
den Drehwinkel des zugeordneten Reifens 20 (d.h. die Lage
des Senders 30) anhand des Magnetfelddetektionssignals
des MI-Sensors 34. Wenn der Drehwinkel im optimalen Bereich
zur drahtlosen Kommunikation liegt, läßt der Sende-Controller 31 die
Sendeschaltung 35 in jedem Übertragungsintervall t4 Übertragungen
durchführen
(Normalmodus).
-
Wie 4 zeigt,
umfaßt
der Empfänger 40 eine
Empfangsschaltung 45, die an die Empfangsantenne 41 angeschlossen
ist, und einen Empfangs-Controller 44, der die empfangenen
Daten verarbeitet. Der Empfangs-Controller 44 ist ein Mikrocomputer,
der z.B. eine CPU, einen ROM und einen RAM aufweist. Ein interner
Speicher des Empfangs-Controllers 44,
wie z.B. der ROM, speichert Reifenpositionsinformationen zur Bestimmung
der Position des Reifens 20 am Fahrzeug 10. Die
Empfangsschaltung 45 empfängt von den Sendern 30 über die
Empfangsantenne 41 Daten, demoduliert und decodiert die
empfangenen Daten und führt
die decodierten Daten dem Empfangs-Controller 44 zu.
-
Der
Empfangs-Controller 44 ermittelt den Luftdruck und die
Temperatur des Reifens 20, der dem Sender 30 zugeordnet
ist, von dem die decodierten Daten stammen. Die Anzeige 50 zeigt
die auf den Luftdruck und die Temperatur bezogenen Daten. Wenn beispielsweise
der Luftdruck des Reifens 20 anormal ist, zeigt die Anzeige 50 ein
Warnsignal. Der Empfangs-Controller 44 ermittelt
den Reifen 20 des Senders 30, von dem die empfangenen
Daten stammen. Dadurch kann die Anzeige 50 den Reifen anzeigen,
dessen Luftdruck anormal ist. Der Empfänger 40 wird vorzugsweise
dann aktiviert, wenn das Fahrzeug betrieben wird, z.B. wenn ein
Zündschlüssel betätigt wird.
-
Wie 5 zeigt,
ist in jedem Radkasten 12 des Fahrzeugs 10 ein
Magnetfeldgenerator angeordnet, der aus Magnetfeld-Erzeugungselementen 13 besteht.
Die Magnetfeld-Erzeugungselemente 13 sind
vorzugsweise Permanentmagnete oder Elektromagnete. Bei der bevorzugten
Ausführungsform
werden Permanentmagnete 13 verwendet. Die Permanentmagnete 13 sind
an einer Reihe von vorbestimmten Positionen in jedem Radkasten 12 angeordnet.
Im vorderen linken (FL) Radkasten 12 sind drei Permanentmagnete 13 in
Winkelabständen
von 90° angeordnet.
In den anderen Radkästen 12 sind drei
Permanentmagnete 13 in anderen Winkelabständen als
90° angeordnet.
Bevorzugt unterscheidet sich die Anordnung (Winkelabstände) der
Permanentmagnete 13 in den vier Radkästen 12.
-
Jeder
Sender 30 weist den MI-Sensor 34 auf, um die Magnetfelder
der Permanentmagnete 13 zu detektieren. Wenn sich das Fahrzeug 10 bewegt
und sich der zugeordnete Reifen 20 dreht, ändert sich
die Position (Abstand) der Permanentmagnete 13 gegenüber dem
MI-Sensor 34. Ändert
sich die Stärke eines
vom MI-Sensor 34 detektierten Magnetfeldes, so ändert sich
auch das Magnetfelddetektionssignal des MI-Sensors 34.
Der Sender 30 bestimmt den Drehwinkel des Reifens 20 anhand
des Magnetfelddetektionssignals vom MI-Sensor 34. 6 zeigt
die Beziehung zwischen dem Reifen-Drehwinkel und dem Magnetfelddetektionssignal.
Wenn das Magnetfelddetektionssignal des MI-Sensors 34 ein
Analogsignal ist, wird aus dem Magnetfelddetektionssignal ein Digitalsignal
mit einem vorbestimmten Schwellwert erzeugt, um ein Magnetfelddetektionssignal
zu erhalten, das die in 6 gezeigte Wellenform aufweist.
Ist das Magnetfelddetektionssignal ein Digitalsignal, so hat das
Signal die in 6 gezeigte Wellenform.
-
Drahtlos-Funkwellen
des Senders 30 induzieren in der Empfangsantenne 41 eine
Spannung. Wie 7 zeigt, ändert sich die Spannung (Induktionsspannung)
entsprechend dem Drehwinkel des Reifens 20. Hier ist der
Drehwinkel des Reifens 20 Null Grad, wenn der Sender 30 dem
Boden am nächsten
ist, und 180°,
wenn der Sender 30 vom Boden am weitesten entfernt ist.
-
7 zeigt
die Spannung, die in der Empfangsantenne induziert wird, wenn der
Reifen 20 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird.
-
Wenn
die induzierte Spannung niedriger als die detektierbare Mindestspannung
des Empfängers 40 ist,
kann der Empfänger 40 Daten
vom Sender 30 nicht ordnungsgemäß empfangen. Reifen-Drehwinkel,
bei denen die induzierte Spannung niedriger als die detektierbare
Mindestspannung ist, werden als Nullstellen bezeichnet. Der Sender 30 gewinnt
den Drehwinkel des Reifens 20 aus dem Magnetfelddetektionssignal
des MI-Sensors 34 auch an den Nullstellen. Wenn der Drehwinkel
des Reifens 20 nicht den Nullstellen entspricht, z.B. wenn
der Drehwinkel in einem Bereich von 180° ± 60° liegt, überträgt der Sender 30 Daten,
die vom Empfänger 40 empfangen werden.
Damit ist die Datenkommunikation in der Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung 1 sichergestellt.
-
Die
Kurve der 7 wurde durch Experimente erhalten.
Somit kann die Kurve der 7, d.h. die
Daten, welche die Beziehung zwischen dem Reifen-Drehwinkel und der
Induktionsspannung wiedergeben, im Sende-Controller 31 jedes
Senders 30, z.B. im ROM 31b oder im RAM 31c,
gespeichert werden. Wenn die Daten, die sich auf die Drehwinkelbereiche
beziehen, im RAM 31c gespeichert werden, können sie
leicht korrigiert und geändert
werden.
-
Die
mehreren Reifen 20 sind am Fahrzeug 10 in verschiedenen
Positionen (vordere rechte Seite, vordere linke Seite, hintere rechte
Seite und hintere linke Seite) montiert. Ferner unterscheidet sich
die Beziehung zwischen dem Drehwinkel jedes Reifens 20 und
der Induktionsspannung zusätzlich
zum Drehwinkelbereich, der für
eine drahtlose Kommunikation optimal ist, abhängig von den Positionen, an
denen die Reifen montiert sind (FL, FR, RL oder RR). Bei der bevorzugten
Ausführungsform
unterscheidet sich die Anordnung der Permanentmagnete 13 zwischen den
vier Radkästen 12.
Beispielsweise sind im vorderen linken (FL) Radkasten 12,
der in 5 gezeigt ist, die drei Permanentmagnete 13 an
Positionen angeordnet, die 90°,
180° und
270° entsprechen.
Im vorderen rechten (FR) Radkasten 12 sind die drei Permanentmagnete 13 an
Positionen angeordnet, die 90°,
135° und
180° entsprechen.
Im hinteren linken (RL) Radkasten 12 sind die drei Permanentmagnete 13 an
Positionen angeordnet, die 90°,
225° und 270° entsprechen.
Im hinteren rechten (RR) Radkasten 12 sind die drei Permanentmagnete 13 an
Positionen angeordnet, die 90°,
135° und
225° entsprechen.
Wenn sich das Fahrzeug 10 bewegt und die Reifen 20 dreht,
geben die MI-Sensoren 34 der vier Sender 30 in
diesem Fall Magnetfelddetektionssignale mit unterschiedlichen Wellenformen
aus. Die Anordnung der Permanentmagnete 13 ermöglicht es dem
Sende-Controller 31, anhand des Magnetfelddetektionssignals
vom MI-Sensor 34 festzustellen, wo sich der Sender 30 im
zugeordneten Reifen 20 befindet.
-
Eine
Betriebsarteinstellvorrichtung 60, die zum Einstellen der
Betriebsart des Senders 30 verwendet wird, wird nun anhand
der 8 erörtert.
-
Die
Betriebsarteinstellvorrichtung 60 überträgt ein Trigger-Signal, um jeden
Sender 30 zwischen einer Lesebetriebsart und einer Normalbetriebsart
umzuschalten. Bei der Lesebetriebsart führen die Sender 30 eine
drahtlose Übertragung
der Daten in dem Drehwinkelbereich durch, der für eine drahtlose Kommunikation
optimal ist. Bei der Normalbetriebsart führen die Sender 30 eine
periodische Datenübertragung
von Reifenzustände
wiedergebenden Daten durch.
-
Die
Betriebsarteinstellvorrichtung 60 umfaßt einen ersten Schalter 61,
um den Sender 30 in die Lesebetriebsart zu schalten, und
einen zweiten Schalter 62, um den Sender 30 in
eine Normalbetriebsart zu schalten.
-
Auf
die Betätigung
des ersten und zweiten Schalters 61 und 62 hin
erzeugt ein Schwingkreis 63 Schwingungssignale zum Wechseln
der Betriebsarten. Beispielsweise erzeugt der Schwingkreis 63 beim
Umschalten in die Lesebetriebsart ein Schwingungssignal, das bewirkt,
daß der
MI-Sensor 34, der das Schwingungssignal empfängt, ein
Magnetfelddetektionssignal mit der Wellenform gemäß 9A erzeugt.
Beim Schalten in die Normalbetriebsart erzeugt der Schwingkreis 63 ein
Schwingungssignal, das bewirkt, daß der MI-Sensor 34,
der das Schwingungssignal empfängt,
ein Magnetfelddetektionssignal mit der Wellenform der 9B erzeugt.
Die Sendeschaltung 64 moduliert das Schwingungssignal, um
das Trigger-Signal zu erzeugen und das Trigger-Signal von der Sendeantenne 65 zu übertragen. Die
Betriebsarteinstellvorrichtung ist vorzugsweise tragbar.
-
Nun
wird die Verwendung der Betriebsarteinstellvorrichtung 60 beschrieben.
-
Bei
der Montage eines Reifens 20, der den Sender 30 aufweist,
am Fahrzeug 10 muß der
im Sender 30 gespeicherte Drehwinkelbereich überprüft werden.
Dies ist dadurch bedingt, daß sich
der für eine
drahtlose Kommunikation optimale Drehwinkelbereich abhängig von
der Stelle, an welcher der Reifen 20 am Fahrzeug 10 montiert
ist, ändert.
-
Daher
hält die
Person, die den Reifen 20 am Fahrzeug 10 montiert,
die Betriebsarteinstellvorrichtung 60 zunächst nahe
an den Sender 30 und betätigt den ersten Schalter 61 vor
dem Montieren eines Reifens 20 am Fahrzeug 10.
Dies führt
dazu, daß die
Betriebsarteinstellvorrichtung 60 eine drahtlose Übertragung
des Trigger-Signals zum Lesen der Daten für den Drehwinkel durchführt. Auf
das Trigger-Signal hin schaltet der Sender 30 von der Normalbetriebsart in
die Lesebetriebsart. Beim Übergang
in die Lesebetriebsart liest der Sender 30 die Daten für den Drehwinkelbereich,
die im ROM 31b oder im RAM 31c gespeichert sind,
und überträgt die gelesenen
Daten drahtlos an den Empfänger 40.
Der Empfänger 40 empfängt die
Daten für
den Drehwinkelbereich und zeigt sie auf der Anzeige 50 an.
Anhand der Daten für den
Drehwinkel, die auf der Anzeige 50 angezeigt sind, stellt
die den Reifen 20 montierende Person fest, wo der Reifen 20 am
Fahrzeug 10 zu montieren ist. Anschließend betätigt die den Reifen 20 montierende
Person den zweiten Schalter 62, um den Sender 30 von
der Lesebetriebsart in die Normalbetriebsart zu schalten.
-
Die
bevorzugte Ausführungsform
hat die nachfolgend beschriebenen Vorteile.
- (1)
Die Permanentmagnete 13 sind in jedem Radkasten 12 angeordnet,
und jeder Sender 30 weist den MI-Sensor 34 auf,
der externe Magnetfelder detektiert. Bei jedem Reifen 20 ändert sich
mit der Drehung die relative Lage des MI-Sensors 34 gegenüber den
Permanentmagneten 13 im zugeordneten Radkasten 12.
Ferner ändert
sich die Stärke
der von den Permanentmagneten 13 erzeugten Magnetfelder,
die vom MI-Sensor 34 detektiert wird. Somit bestimmt der
Sender 30 den Drehwinkel des Reifens 20 anhand
des vom MI-Sensor 34 erzeugten Magnetfelddetektionssignals.
Ferner vermeidet der Sender 30 die Nullstellen, um Daten
in den optimalen Drehwinkelbereichen zu übertragen. Dies stellt sicher,
daß der
Empfänger 40 Daten
vom Sender 30 empfängt.
Damit führt die
Reifenzustandsüberwachungsvorrichtung 1 mit
einfachem Aufbau eine Datenkommunikation durch.
- (2) Der MI-Sensor 34 ist ein Halbleiter-Magnetsensor
und hat keine mechanischen, beweglichen Teile. Somit unterliegt
der MI-Sensor 34, obwohl er im Reifen 20 angeordnet
ist, der wiederholten und starken Schwingungen ausgesetzt ist, kaum jemals
einer Betriebsstörung
und behält
dauerhaft eine hohe Detektionsgenauigkeit bei.
- (3) Die Daten im Zusammenhang mit dem Drehwinkel jedes Reifens 20 sind
im ROM 31b oder im RAM 31c des zugeordneten Sende-Controllers 31 gespeichert.
Wenn der erste Schalter 61 der Betriebsarteinstellvorrichtung 60 betätigt wird,
schaltet der Sender 30 von der Normalbetriebsart in die Lesebetriebsart
und überträgt drahtlos
Drehwinkelbereichsdaten an den Empfänger 40. Somit kann
die Person, welche die Reifen 20 am Fahrzeug 10 montiert,
den Drehwinkelbereich für
jeden Reifen 20 mit dem Empfänger 40 bestätigen. Wenn
beispielsweise mehrere Reifen 20 vorhanden sind, die Sender 30 aufweisen,
kann die Person, welche die Reifen 20 am Fahrzeug 10 montiert,
den Reifen 20 mit dem Sender 30 wählen, in dem
der gewünschte
Drehwinkelbereich gespeichert ist.
- (4) Die Anordnung der Permanentmagnete 13 unterscheidet
sich von einem Radkasten 12 zum anderen. Damit unterscheiden
sich die Wellenformen der Magnetfelddetektionssignale, die von den
MI-Sensoren 34 der Sender 30 erzeugt werden, voneinander,
wenn sich die Reifen 20 drehen. Dadurch kann jeder Sende-Controller 31 (Sender 30)
die Position des Senders 30 am Reifen 20 anhand
der Magnetfelddetektionssignal-Wellenform des zugeordneten MI-Sensors 34 feststellen.
- (5) Die Permanentmagnete 13 benötigen keinen elektrischen Strom.
Daher kann der Drehwinkel der Reifen 20 mit einem einfachen
Aufbau festgestellt werden, ohne die (nicht gezeigte) Batterie des
Fahrzeugs 10 zu beanspruchen.
-
Für den Fachmann
sollte ersichtlich sein, daß die
vorliegende Erfindung in zahlreichen anderen spezifischen Formen
ausgeführt
werden kann, ohne vom Gedanken oder Umfang der Erfindung abzuweichen.
Insbesondere versteht sich, daß die
vorliegende Erfindung in den folgenden Formen ausgeführt sein
kann.
-
Die
Daten, die sich auf den Drehwinkel beziehen, der für eine drahtlose
Kommunikation optimal ist, und die mehr als einem Reifen 20 entsprechen, können bei
jedem Sender 30 vorab im Sende-Controller 31,
z.B. im ROM 31b oder im RAM 31c, gespeichert werden.
Beispielsweise können
die Daten, die sich auf den Drehwinkel beziehen, der für eine drahtlose
Kommunikation optimal ist, und die jedem der Reifen 20 entsprechen,
im Sende-Controller 31, z.B. im ROM 31b oder im
RAM 31c, vorab so gespeichert werden, daß der Sender 30 stets
die Daten für
den optimalen Drehwinkelbereich sendet, auch wenn sich die Montagepositionen
der Reifen ändern.
-
Anhand
des Magnetdetektionssignals des MI-Sensors 34 stellt jeder
Sender 30 die Montageposition des zugeordneten Reifens 20 am
Fahrzeug 10 fest. Dann stellt der Sender 30 anhand
der bestimmten Montageposition des Reifens 20 den für eine drahtlose
Kommunikation optimalen Drehwinkelbereich anhand des im ROM 31b oder
im RAM 31c gespeicherten Drehwinkelbereiches fest. Der
Sender 30 überträgt die Daten
des festgestellten optimalen Drehwinkelbereichs an den Empfänger 40.
Somit überträgt der Sender 30 Daten
auch dann im optimalen Drehwinkel an den Empfänger 40, wenn die
Montageposition des Reifens 20 am Fahrzeug 10 verändert wird.
Ferner müssen
die Daten des Drehwinkelbereiches, die im Sender 30 gespeichert
sind, nicht mit der Betriebsarteinstellvorrichtung gelesen werden.
Damit ist die Betriebsarteinstellvorrichtung 60 in diesem
Fall nicht erforderlich.
-
Die
Betriebsarteinstellvorrichtung 60 kann mit einer Empfangsschaltung
zum Empfangen von Daten von jedem Sender 30 und einer Anzeige
zum Anzeigen der empfangenen Daten versehen sein. In diesem Fall
kann die Betriebsarteinstellvorrichtung 60 als Reaktion
auf ein Trigger-Signal, das von der Betriebsarteinstellvorrichtung 60 erzeugt
wird, die Daten für
den Drehwinkelbereich empfangen, die im Sender gespeichert sind,
und zwar mit der Empfangsschaltung, und die Daten auf der Anzeige
anzeigen. Damit kann der Drehwinkelbereich auf der Betriebsarteinstellvorrichtung 60 betrachtet
werden.
-
Nach
Betätigung
des ersten Schalters 61 der Betriebsarteinstellvorrichtung 60 können die
Daten für
den Drehwinkelbereich vorgegeben oft an den Empfänger 40 übertragen
werden. Dann kann automatisch in die Normalbetriebsart übergegangen
werden. Bei einem solchen Aufbau kann auf den zweiten Schalter 62 verzichtet
werden. Ferner kann die Betriebsart, nachdem die Daten für den Drehwinkelbereich
an den Empfänger 40 übertragen
wurden, automatisch auf die Normalbetriebsart geschaltet werden.
-
Anstelle
des MI-Sensors 34 kann auch ein Magnetwiderstandssensor,
ein Hall-Sensor, ein Magnetspaltsensor oder eine Spule verwendet
werden.
-
Anstelle
der Permanentmagnete 13 können Elektromagnete verwendet
werden.
-
Die
Anzahl der in jedem Radkasten 12 des Fahrzeugs 10 angeordneten
Permanentmagnete 13 ist nicht auf drei begrenzt, solange
ein Magnet oder mehrere Magnete vorhanden sind. Mit anderen Worten,
solange in jedem Radkasten 12 mindestens ein Permanentmagnet 13 vorhanden
ist, kann der Drehwinkel des Reifens 20 bestimmt werden.
-
Wenn
die Permanentmagnete 13 unterschiedliche elektrische Feldstärken (Pegel)
aufweisen, kann/können
in jedem Radkasten 12 des Fahrzeugs 10 einer oder
mehrere der Permanentmagnete 13 angeordnet sein. Dadurch
kann der Drehwinkel des zugeordneten Reifens 20 anhand
der Stärke
des Feldstärkendetektionssignals
vom MI-Sensor 34 und die Montagestellung des Reifens 20 bestimmt
werden.
-
Die
Anordnung der zwei oder mehr Permanentmagnete 13 in jedem
Radkasten 12 kann sich von der Anordnung der zwei oder
mehr Permanentmagnete 13 in den anderen Radkästen 12 unterscheiden.
Dadurch kann der Drehwinkel jedes Reifens 20 auch anhand
der Anordnung der zugeordneten Permanentmagnete 13 ermittelt
und die Montagestellung des Reifens 20 bestimmt werden.
-
Die
Anzahl an Permanentmagneten 13 in jedem Radkasten 12 kann
sich von der Anzahl der Permanentmagnete 13 in anderen
Radkästen 12 unterscheiden.
Dadurch können
der Drehwinkel des Reifens anhand der Anzahl der zugeordneten Permanentmagnete 13 ermittelt
und die Montagestellung des Reifens 20 bestimmt werden.
-
Die
Größe (Länge in Drehrichtung
des Reifens 20) der Permanentmagnete 13 in jedem
Radkasten 12 kann sich von der Größe der Permanentmagnete 13 in
den anderen Radkästen 12 unterscheiden.
Auch dadurch können
der Drehwinkel des Reifens anhand der Zeit, während der elektrische Felder
detektiert werden, und die Montagestellung des Reifens 20 bestimmt
werden.
-
Die
Positionen der Permanentmagnete 13 können geändert werden. Dabei müssen die
Permanentmagnete 13, wenn der Drehwinkel des Reifens 20 und
die Montagestellung des Reifens 20 gegenüber dem
Fahrzeug 10 bestimmt werden, in jedem Radkasten 12 in
unterschiedlichen Stellungen angeordnet sein.
-
Die
Permanentmagnete 13 können
an anderen Positionen als in den Radkästen 12, z.B. an Positionen
nahe jedem Reifen 20, angeordnet sein. Insbesondere können die
Permanentmagnete 13 an Stellen auf einem Seiten-Spoiler,
einem Front-Spoiler, einem Heck-Spoiler,
einer Stoßstange
oder einem Kotflügel
angeordnet sein.
-
Das
Meßintervall
ist nicht auf 15 Sekunden begrenzt und kann z.B. gemäß dem Typ
des Reifens 20, in dem der Sender 30 eingebaut
ist, geändert werden.
-
Die
Stromversorgung von der Batterie 37 zum Drucksensor 32,
dem Temperatursensor 33, dem MI-Sensor 34 und
der Sensorschaltung 35 kann außerhalb der Meßzeit t2
und der Sendezeit t3 unterbrochen werden. Dadurch wird die Lebensdauer
der Batterie 37 zusätzlich
verlängert.
-
Die
Anzahl der vom Drucksensor 32 und dem Temperatursensor 33 durchgeführten Messungen
beträgt
bei der bevorzugten Ausführungsform
40 und wird dazu verwendet, festzustellen, ob das Sendeintervall
t4 abgelaufen ist. Diese Zahl kann jedoch auf eine andere als 40
geändert
werden.
-
Eine
Warnvorrichtung kann ein hörbares Warnsignal
erzeugen, wenn der Luftdruck oder die Temperatur eines Reifens 20 anormal
ist. Zusätzlich kann
ein im Fahrzeug 10 eingebauter Lautsprecher dazu verwendet
werden, als Warnvorrichtung zu dienen.
-
Auf
den Temperatursensor 33 kann verzichtet werden. In diesem
Fall ist der Sender 30 nur mit den Mindestfunktionen ausgestattet.
Dies verringert die Kosten des Senders 30.
-
Bei
der Luftdruckinformation, die vom Sender 30 übertragen
wird, kann es sich um Daten handeln, die insbesondere den Wert des
Luftdrucks angeben, oder um Daten, die einfach angeben, daß der Luftdruck
in einem tolerierbaren Bereich enthalten ist.
-
Die
Anmeldung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf ein vierrädriges Fahrzeug
beschränkt. Insbesondere
kann die vorliegende Erfindung bei einem Fahrrad, einem Motorrad,
einem Bus mit mehreren Rädern,
einem Sattelzug oder einem Industriefahrzeug (z.B. Gabelstapler),
das mit Reifen 20 versehen ist, Anwendung finden. Wenn
die vorliegende Erfindung auf einen Sattelzug angewandt wird, sind
der Empfänger 40 und
die Anzeige 50 in der Zugmaschine angeordnet.
-
In
dieser Beschreibung geben der Begriff Messung oder Übertragung
zu bestimmten Zeitintervallen und der Begriff periodische Messung
oder Übertragung
Zustände
an, bei denen die Meßintervalle
oder die Übertragungsintervalle
im wesentlichen gleich sind, obwohl geringe Abweichungen der Intervalle
zulässig
sind.
-
Die
vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen
sind als veranschaulichend, nicht aber als einschränkend zu
verstehen, und die Erfindung ist nicht auf die hier angegebenen
Einzelheiten zu beschränken,
sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche und
in Entsprechung zu diesen modifiziert werden.