DE69927772T2

DE69927772T2 - Empfänger für Reifendrucküberwacher

Info

Publication number: DE69927772T2
Application number: DE69927772T
Authority: DE
Inventors: Michiya Ichinomiya-shi Katou; Kazunori Ogaki-shi Sawafuji; Akira Hashima-shi Momose
Original assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Current assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2019-11-26
Also published as: EP1004461A2; US6304172B1; EP1004461A3; EP1004461B1; DE69927772D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reifendrucküberwacher für Fahrzeuge. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung einen Empfänger zum Empfangen von Reifendruckdaten, welche durch einen sich in einem Reifen befindenden drahtlosen Sender übertragen werden.
Drahtlose Reifendrucküberwacher wurden vorgeschlagen, so dass die Reifendrücke der Reifen eines Fahrzeugs im Fahrgastraum überprüft werden können. Die Überwachungseinrichtung beinhaltet an den Rädern angebrachte Sender und einen sich in der Karosserie des Fahrzeugs befindenden Empfänger. Jeder Sender misst einen Reifendruck eines entsprechenden Reifens und führt eine drahtlose Übertragung von Daten durch, welche die gemessenen Reifendruckdaten beinhalten. Der Empfänger empfängt die Daten von jedem Sender und zeigt die den Reifendruck jedes Reifens betreffenden Informationen auf einem Display an, welches sich beispielsweise vor dem Fahrersitz befindet.
Ein typisches Fahrzeug mit vier Reifen beinhaltet vier Sender, welche den jeweiligen Reifen entsprechen. Die Ausgabestärke der Funkwellen von jedem Sender ist durch lokale Kommunikationsgesetze beschränkt und kann nicht besonders erhöht werden. Der Empfänger weist vier Empfangsantennen auf, welche jeweils den vier Sendern entsprechen, um den Empfang der schwachen Funkwellen von den Sendern sicherzustellen. Die Empfangsantennen befinden sich in der Nähe der Reifen, welche eingebaute Sender beispielsweise in oder in der Nähe der Kotflügel aufweisen (siehe japanische Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 2-74204). Der Empfänger empfängt die schwachen Funkwellen von den Sendern durch die entsprechenden Empfangsantennen.
Eine Empfängereinheit befindet sich im Fahrgastraum oder Kofferraum. Die Empfangsantennen befinden sich abseits von der Empfangseinheit und sind durch Kabel an der Empfangseinheit angeschlossen. Daher ist die Verdrahtung zwischen der Empfangseinheit und den Empfangsantennen kompliziert. Dies macht das gesamte System komplizierter und erhöht die Kosten des Überwachers.
Die in der oben erwähnten Veröffentlichung Nr. 2-74204 beschriebenen Empfangsantennen sind bogenförmige Drahtantennen, welche sich entlang der Kotflügel erstrecken. Jede Drahtantenne induziert hauptsächlich durch eine elektrische Feldkomponente der Funkwellen Spannung. Die meisten Fahrzeugkarosserien weisen jedoch Metallkotflügel auf, welche wahrscheinlich die elektrische Feldkomponente der Funkwellen beeinträchtigen. Die elektrische Feldkomponente der Funkwellen schwächt in der Nähe der Materialien aus Metall ab. Daher können die an den Kotflügeln angebrachten Drahtantennen die Funkwellen von den Sendern nicht effektiv empfangen.
Um die Effizienz des Empfangens von Funkwellen zu verbessern, muss jede Drahtantenne von der Metallfläche des entsprechenden Kotflügels so weit wie möglich getrennt werden. Wenn der Abstand zwischen einer Drahtantenne und der Metallfläche auch nur etwas verändert wird, verändert sich die Leistung der Drahtantenne sehr. Dies erschwert die Qualität des Überwachers beizubehalten. Wenn eine der Drahtantennen von der Metallfläche des entsprechenden Kotflügels getrennt wird, kann sich die Drahtantenne auch mit dem entsprechenden Reifen stören.
Die Länge jeder Drahtantenne kann vergrößert werden, um die Effizienz des Empfangens von Funkwellen zu verbessern. Dies vergrößert jedoch die Größe der Drahtantennen und ist nicht erwünscht.
Das japanische Dokument JP-A-100 9 710 beschreibt eine Vorrichtung zum Überwachen des Luftdrucks in den Reifen eines Fahrzeugs. Der Erfassungsabschnitt der Vorrichtung zum Überwachen des Luftdrucks in einem Reifen ist an der Seite des Rads eines Fahrzeugs vorgesehen und eine Antenne ist an der Seite der Karosserie derart vorgesehen, dass sie dem Erfassungsabschnitt gegenüberliegt, und zudem ist ein Überwachungsabschnitt an solch einer Position vorgesehen, an welcher ein Fahrer auf einem Fahrersitz denselben visuell erkennen kann. Elektromagnetische Wellen vom Überwachungsabschnitt liefern die Versorgungsenergie für den Erfassungsabschnitt und der Erfassungsabschnitt sendet die Erfassungsergebnisse durch elektromagnetische Wellen zum Überwachungsabschnitt. Der Empfangsabschnitt des Überwachungsabschnitts empfängt elektromagnetische Wellen und die Erfassungsergebnisse, welche den Druck im jeweiligen Reifen betreffen, werden auf der Monitortafel eines Displays angezeigt und bei einem Notfall wird ein Alarm ausgegeben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist einen Empfänger eines Reifendrucküberwachers zu liefern, welcher das gesamte System vereinfacht.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist einen Empfänger eines Reifendrucküberwachers zu liefern, welcher die Effizienz des Empfangens von Funkwellen verbessert.
Um die oben erwähnten Aufgaben zu erzielen, liefert die vorliegende Erfindung einen sich in einer Karosserie eines Fahrzeugs befindenden Empfänger zum Empfangen von Reifendruckdaten, welche durch Funkwellen von einer Vielzahl von Sendern übertragen wurden. Der Empfänger beinhaltet eine Vielzahl von Empfangsantennen zum Empfangen der Funkwellen von den Sendern und eine Einheit zum Verarbeiten der empfangenen Daten. Die Empfangsantennen beinhalten mindestens eine externe Empfangsantenne, welche von der Einheit getrennt ist, und mindestens eine interne Empfangsantenne, welche sich in der Einheit befindet.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung hervorgehen, welche in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen genommen wurde, welche anhand eines Beispiels die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung, zusammen mit den Aufgaben und Vorteilen derselben, kann am besten in Bezug auf die folgende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen erläutert werden, in welchen:
1 eine schematische Ansicht eines Reifendrucküberwachers nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Blockschaltungsansicht ist, welche den Sender des Überwachers der 1 zeigt;
3 eine Blockschaltungsansicht ist, welche den Empfänger des Überwachers der 1 zeigt;
4 eine Schemaansicht ist, welche ein Beispiel der Empfangsantenne im Empfänger der 3 zeigt; und
5 eine Schemaansicht ist, welche ein anderes Beispiels der Empfangsantenne im Empfänger der 3 zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Reifendrucküberwacher nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun in Bezug auf die Figuren beschrieben werden.
Wie in 1 gezeigt, beinhaltet ein Reifendrucküberwacher vier Sender 3 und einen Empfänger 4. Die Sender 3, welche sich jeweils in einem der vier Reifen 2 eines Fahrzeugs 1 befinden, sind an den entsprechenden Rädern 5 befestigt. Der Empfänger 4, welcher sich in einer Fahrzeugkarosserie 6 des Fahrzeugs 1 befindet, beinhaltet drei externe Empfangsantennen 23 und eine interne Empfangsantenne 29. Die drei externen Empfangsantennen 23 entsprechen drei der vier Sender 3 und die interne Empfangsantenne 24 entspricht dem übrigen Sender 3.
Jeder Sender 3 misst den Innenluftdruck des entsprechenden Reifens 2 und führt eine drahtlose Übertragung von Daten durch, welche den gemessenen Druck darstellende Daten beinhalten. Der Empfänger 4 empfängt die Daten von den Sendern 3 hauptsächlich durch die entsprechenden Antennen 23, 24. Alle Sender sind identisch und daher wird nur ein Sender zur Vereinfachung der Beschreibung beschrieben werden.
Wie in 2 gezeigt, beinhaltet der Sender 3 eine Steuerung 10, welche eine Art eines Mikrocomputers ist. Die Steuerung 10 beinhaltet beispielsweise eine Zentraleinheit (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und einen Festwertspeicher (ROM). Ein einmaliger Kennungscode wird im Voraus in einem internen Speicher der Steuerung 10 registriert, beispielsweise im ROM. Der Kennungscode wird zum Unterscheiden jedes Senders 4 von den anderen Sendern 4 verwendet.
Ein Drucksensor 11 misst den Innenluftdruck des entsprechenden Reifens 2 und sendet die Druckdaten zur Steuerung 10. Die Steuerung 10 sendet Daten, welche die Druckdaten und den Kennungscode beinhalten, an eine Übertragungsschaltung 13. Die Übertragungsschaltung 13 kodiert und demoduliert die Daten von der Steuerung 10 und überträgt die Daten drahtlos durch eine Übertragungsantenne 14.
Eine Batterie 16 versorgt den Sender 3 mit Energie. Der Sender 3 wird durch Energie von der Batterie 16 betrieben.
Ein in den 1 und 3 gezeigter Empfänger 4 wird beispielsweise durch eine Batterie (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 1 mit Energie versorgt. Der Empfänger 4 beinhaltet eine Empfangseinheit oder einen Hauptkörper 20, welcher sich an einer vorbestimmten Stelle des Fahrzeugs 1, d.h. in der Nähe von einem der Reifen 2 befindet. Die interne Empfangsantenne 24 befindet sich im Hauptkörper 20 und in der Nähe eines entsprechenden Reifens der Reifen 2. Die externen Empfangsantennen 23 sind vom Hauptkörper 20 getrennt und befinden sich in der Nähe der entsprechenden Reifen 2.
Der Hauptkörper 20 beinhaltet drei Eingabeanschlüsse 27. Die externen Empfangsantennen 23 sind jeweils durch Kabel 26 an den Eingabeanschlüssen 27 angeschlossen. Die Kabel 26 sind vorzugsweise Koaxialkabel. Ein Display 25 befindet sich in einem für den Fahrer sichtbaren Bereich im Fahrzeug 1. Das Display 25 ist durch ein Kabel 29 an einem Ausgabeanschluss 28 des Hauptkörpers 20 angeschlossen.
Wie in 3 gezeigt, beinhaltet der Hauptkörper 20, welcher die empfangenen Daten verarbeitet, zusätzlich zur internen Empfangsantenne 24 eine Steuerung 21 und eine Empfangsschaltung 22. Die Steuerung 21, welche eine Art eines Mikrocomputers ist, beinhaltet beispielsweise eine CPU, einen RAM und einen ROM. Die Empfangsschaltung 22 empfängt hauptsächlich durch die entsprechenden Empfangsantennen 23, 24 Daten von den Sendern 3. Die Empfangsschaltung 22 sendet nach dem Demodulieren und Decodieren der empfangenen Daten auch Daten an die Steuerung 21.
Die Steuerung 21 beurteilt den Innenluftdruck der Reifen 2 basierend auf den empfangenen Daten. Die Steuerung 21 befiehlt auch einem Display 25 die Informationen anzuzeigen, welche den Reifendruck beinhalten. Das Display 25 kann vor einer Abweichung bei den Reifendrücken warnen.
Der Empfänger 4 beinhaltet drei externe Empfangsantennen 23, welche drei der Sender 3 entsprechen, und eine interne Empfangsantenne 24, welche einem der Sender 3 entspricht. Daher müssen nur drei Empfangsantennen 23 am Hauptkörper 20 des Empfängers 4 angeschlossen werden, was die Anzahl der Empfangsantennen verringert, welche am Hauptkörper 20 durch die Kabel 26 angeschlossen werden müssen. Mit anderen Worten ist die Anzahl der Empfangsantennen 23 geringer als die der am Fahrzeug 1 angebrachten Sender 3.
Im Vergleich zum Empfänger des Stands der Technik, bei welchem die Anzahl der externen Empfangsantennen die gleiche wie der am Fahrzeug angebrachten Sender ist, ist die Verdrahtung zwischen dem Hauptkörper 20 und den externen Empfangsantennen 23 vereinfacht. Zudem benötigt der Hauptkörper 20 nur drei Eingabeanschlüsse 27 für die externen Empfangsantennen 23, was die Struktur des Hauptkörpers 20 vereinfacht. Folglich ist das gesamte System des Überwachers vereinfacht, was die Kosten verringert.
Zwar ist die Anzahl der externen Empfangsantennen 23 geringer als die der Sender 3, aber die Leistung des Empfängers 4 gleicht der des Empfängers des Stands der Technik.
Eigentlich empfängt jede Empfangsantenne 23, 24 Funkwellen nicht nur vom entsprechenden Sender 3, sondern auch von den anderen Sendern 3. Daher kann die Anzahl der externen Empfangsantennen 23 verringert werden. Sogar wenn die Anzahl der externen Empfangsantennen 23 weniger als drei beträgt, können Funkwellen von den vier Sendern 3 durch jede Antenne 23, 24 abhängig von verschiedenen Zuständen empfangen werden, welche die Größe des Fahrzeugs 1 und die Installationsumgebung der Antennen 23, 24 beinhalten. Wenn die Anzahl der externen Empfangsantennen 23 weniger als drei beträgt, ist die Struktur des Überwachers zudem vereinfacht.
Als weiteres Beispiel kann die Anzahl der internen Empfangsantennen 24 zwei oder mehr und die Anzahl der externen Empfangsantennen 23 zwei oder weniger betragen.
4 zeigt beispielhafte externe Empfangsantennen 23, welche Drahtantennen sind. Jede Empfangsantenne 23 oder jede Drahtantenne 23 verläuft entlang der bogenförmigen Oberfläche des entsprechenden Kotflügels 6a des Fahrzeugs 6. Folglich weist jede Drahtantenne 23 zum Reifen 2 im entsprechenden Kotflügel 6a.
Wie im vorangehenden Abschnitt HINTERGRUND DER ERFINDUNG beschrieben, induziert jede Drahtantenne 23 Spannung durch eine elektrische Feldkomponente der Funkwellen. Das Fahrzeug besteht jedoch einschließlich der Kotflügel 6a hauptsächlich aus Metall, was die elektrische Feldkomponente der Funkwellen abschwächt. Daher können die Drahtantennen 23 von den Metallflächen der Kotflügel 6a getrennt werden.
5 zeigt eine externe Empfangsantenne 23 und eine interne Empfangsantenne 24, welche Schleifenantennen einer Art mit einem Magnetfeld sind. Jede externe Schleifenantenne 23 ist in einem Gehäuse 30 untergebracht, welches aus einem Isolator besteht und an der Oberfläche des entsprechenden Kotflügels 6a des Fahrzeugs 6 angebracht ist. Mit anderen Worten ist jede Schleifenantenne 23 durch den Isolator 30 eingebaut, um zum entsprechenden Reifen 2 zu weisen. Die interne Empfangsantenne 24 befindet sich im Hauptkörper 20 in der Nähe des entsprechenden Reifens 2 (Kotflügel 6a).
Die Schleifenantennen 23, 24 induzieren hauptsächlich durch eine Magnetfeldkomponente der Funkwellen Spannung. Im Gegensatz zur elektrischen Feldkomponente wird eine Magnetfeldkomponente wahrscheinlich durch Metall verstärkt. Daher empfangen die an den Kotflügeln 6a aus Metall angebrachten externen Schleifenantennen 23 effektiv Funkwellen von den Sendern 3.
Durch Experimente wurde bewiesen, dass der Wert der durch eine der Drahtantennen 23 der 4 induzierten Spannung sich von dem unterscheidet, welcher durch die Schleifenantennen 23 der 5 induziert wurde. Gemäß den Versuchen war die durch die Schleifenantenne 23 induzierte Spannung um das Grad von 8dBμV höher als die, welche durch die Drahtantenne 23 induziert wurde.
Die Schleifenantennen 23, 24 der 5 sind unter Verwendung von Leiterplatten hergestellt. Dies lässt eine hochqualitative Massenfertigung der Antennen 23, 24 zu und verringert die Herstellungskosten.
Die Drahtantennen 23 der 4 und die Schleifenantennen 23 der 5 sind in der Nähe der Kotflügel 6a angebracht, aber können an anderen Abschnitten des Fahrzeugs 6 oder in der Nähe der Kotflügel 6a angebracht sein, solange ein guter Empfang von Funkwellen möglich ist.
Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen gelten als veranschaulichend und nicht als einschränkend und die Erfindung ist nicht auf die hierin angegebenen Details zu beschränken, sondern kann innerhalb des Bereichs der anhängenden Ansprüche verändert werden.

Claims

Empfänger (4), welcher sich in einer Karosserie (6) eines Fahrzeugs (1) befindet, zum Empfangen von Reifendruckdaten, welche durch Funkwellen von einer Vielzahl von Sendern (3) übertragen werden, wobei der Empfänger (4) eine Vielzahl von Empfangsantennen (23, 24) zum Empfangen der Funkwellen von den Sendern (3) und eine Einheit (20) zum Verarbeiten der empfangenen Daten beinhaltet, wobei der Empfänger (4) dadurch gekennzeichnet ist, dass: die Empfangsantennen (23, 29) mindestens eine externe Empfangsantenne (23), welche von der Einheit (20) getrennt ist, und mindestens eine interne Empfangsantenne (24) beinhalten, welche sich in der Einheit (20) befindet.
Empfänger (4) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Kabel (26) zum Verbinden der externen Empfangsantenne (23) mit der Einheit (20).
Empfänger (4) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein mit der Einheit (20) verbundenes Display (25) zum Anzeigen der den Reifendruck betreffenden Informationen.
Empfänger (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Empfangsantenne (23) eine Schleifenantenne (23) ist, welche basierend auf einer Magnetfeldkomponente der Funkwellen Spannung induziert.
Empfänger (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Empfangsantenne (24) eine Schleifenantenne (24) ist, welche basierend auf einer Magnetfeldkomponente der Funkwellen Spannung induziert.
Empfänger (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug eine Vielzahl von Reifen (2) beinhaltet, wobei jeder der Sender (3) in einem der Reifen (2) eingebaut ist, wobei die Gesamtanzahl der externen und internen Empfangsantennen (23, 24) gleich der oder weniger als die der Sender (3) ist.
Empfänger (4) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugkarosserie (6) eine Vielzahl von Kotflügeln (6a) beinhaltet, welche jeweils die Reifen (2) unterbringen, wobei sich die externe Empfangsantenne (23) in einem oder in der Nähe eines der Kotflügel befindet und sich die interne Empfangsantenne (24) in der Nähe eines entsprechenden Kotflügels der Kotflügel (6a) befindet.
Empfänger (4) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der externen Empfangsantennen (23) um eins geringer als die Anzahl der Sender (3) ist und es eine interne Empfangsantenne (24) gibt.
Empfänger (4) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Reifen (2) vier und die Anzahl der Sender (3) vier beträgt, wobei die externen Empfangsantennen (23) jeweils drei der Reifen (2) entsprechen und die interne Empfangsantenne (24) dem übrigen Reifen (2) entspricht.