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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Reifenluftdrucküberwachungssystem
das zum Überwachen eines
Luftdruckzustands aller Reifen eines Fahrzeugs dient.
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2. Beschreibung
des Stands der Technik
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Bisher wurden verschiedene Arten
von Systemen zum Überwachen
eines Luftdrucks aller Reifen eines Fahrzeugs vorgeschlagen. Eines
dieser Reifen- und Luftdrucküberwachurigssysteme
ist in dem japanischen Patent Nr. 3212311 offenbart, bei welchem
eine Sensoreinheit, die einen Sensor zum Messen eines Reifenluftdrucks
und eines Reifensender zum Übermitteln
des Reifenluftdruckmeßwerts aufweist,
in jedem der Reifen vorgesehen wird, und in welchem eine Überwachungseinheit
ein von der Sensoreinheit übermitteltes
Signal empfängt,
um eine Warnung auszugeben, falls jeder Reifenluftdruckmeßwert unterhalb
eines vorbestimmten Wertes fällt.
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Bei diesem herkömmlichen Luftdruckreifenüberwachungssystem
wird zum Erfassen der Position des Reifens, die alle mit Sensoreinheiten
ausgerüstet sind,
ein bestimmter ID-Code, der jeder Sensoreinheit zugeordnet ist,
in der Überwachungseinheit
in einem mit der Reifenposition assoziierten Zustand registriert.
Wenn ein übermitteltes
Signal, daß einen Luftdruckmeßwert und
einen ID-Code enthält,
empfangen wird, kann mit dieser Anrdnung die Überwachungseinheit auf der
Grundlage des ID-Codes die Sensoreinheit feststellen bzw. erfassen,
welche die Signalübertagung
veranlaßt
hat, sowie den Reifen, der die Sensoreinheit trägt. Da auf diese Weise die Reifenposition
er faßbar
ist, wenn eine Entscheidung auf der Grundlage des Luftdruckmeßwerts getroffen wird,
daß der
Reifenluftdruck sich in einem abnormen Zustand befindet, ist es
daher möglich
die Reifenposition zu spezifizieren und eine Meldung über die
Abnormität
des Reifenluftdrucks zu erstellen.
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Die zuvor erwähnte Registrierung des ID-Codes
von jeder Sensoreinheit in der Überwachungseinheit
in einem mit der Reifenposition assoziierten Zustand erfordert aufwendige
Arbeitsvorgänge.
Das heißt,
der Betriebsmodus der Überwachungseinheit wird
in einem Umschaltvorgang der Überwachungseinheit
von dem Überwachungsmodus
in den Registrierungsmodus umgeschaltet und die Reifenposition wird
für die
Registrierung des ID-Codes eingestellt. In diesem Zustand wird bei
beispielsweise schnellem Verringern des Reifenluftdrucks ein ID-Code
zwangsweise von der Sensoreinheit an der entsprechenden bzw. korrespondierenden
Reifenposition zur Registrierung an die Überwachungseinheit übertragen.
Diese Vorgänge
werden für
alle Fahrzeugreifen durchgeführt.
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Außerdem macht die Assoziierung
zwischen den registrierten ID-Codes und den Reifenpositionen auch
in einem Fall, bei dem der ID-Code jeder Sensoreinheit in der Überwachungseinheit
in einem mit der Reifenposition von assoziierten Zustand durch die
zuvor erwähnten
Vorgänge
registriert wird, keinen Sinn mehr, falls der Fahrzeugbenutzer die
Reifenpositionen zur gleichmäßigen Abnutzung
der Reifen wechselt.
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KURZFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist in
Anbetracht der zuvor erwähnten
Probleme entwickelt worden und es ist daher eine Aufgabe der Erfindung
ein Reifenluftdrucküberwachungssystem
vorzusehen, daß zum
Feststellen der Reifenposition, bei welcher jeder der Sensoreinheiten
vorhanden ist, auch für
den Fall des Reifenwechselns in der Lage ist, ohne das dazu komplizierte
Registrierungs- bzw. Erfassungsvorgänge notwendig sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Hauptanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen bilden Gegenstand der dem Anspruch 1 nachgeordneten
Patentansprüche,
deren Inhalt hierdurch ausdrücklich
zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle
den Wortlaut zu wiederholen.
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt
der vorliegenden Erfindung wird zu diesem Zweck ein Reifenluftdrucküberwachungssystem
vorgesehen, das eine Vielzahl von Sensoreinheiten aufweist, die an
jedem der Fahrzeugreifen zum Messen eines Luftdrucks des entsprechenden
Reifens und zum Senden eines Sendesignals, das den Luftdruckmeßwerte enthält, sowie
eine Überwachungseinheit
zum Empfangen eines Sendesignals von jeder der Vielzahl von Sensoreinheiten,
zum Überwachen
eines Luftdruckzustands jedes Reifens auf der Basis eines Luftdruckmeßwerts,
der in dem Sendesignal enthalten ist, wobei die Überwachungseinheit eine Vielzahl von
Sendeeinrichtungen enthält,
die jeweils mit der Vielzahl von jeweiligen Sensoreinheiten in einem
assoziierten Zustand vorgesehen sind, und wobei jede der Sendeeinrichtungen
ein Befehlssignal sendet, das zum Senden des Sendesignals auffordert
und eine Sendezone aufweist, so daß das Befehlssignal lediglich
die entsprechende Sensoreinheit erreicht, und wobei jede der Vielzahl
von Sensoreinheiten eine Empfangseinrichtung zum Empfangen des Befehlssignals
enthält
und, wenn das Befehlssignal empfangen wird, die Empfangseinrichtung
das Sendesignal in Reaktion auf das Befehlssignal sendet.
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Da die Sendeeinrichtung in der Überwachungseinheit
zum Übertragen
bzw. Senden des Befehlssignals, daß das Senden des Sendesignals
lediglich zu der korrespondierenden Sendereinheit anfordert, vorgesehen
ist, ist die Reifenposition, an welchem die Sensoreinheit vorhanden
ist, auch für
den Fall erkennbar, daß der
ID-Code einer Sensoreinheit nicht in einem mit der Reifenposition
assoziierten Zustand registriert worden ist. Das heißt, da die Überwachungseinheit
die Information besitzt, welche Sendeseinrichtung des Befehlssignal
gesendet hat, ist es möglich,
die Reifenposition korrespondierend zu der Sensoreinheit, welche
das Sendesignal in Reaktion auf das Befehlssignal gesendet hat,
zu erkennen.
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Bei dem zuvor erwähnten Reifenluftdrucküberwachungsystem
weist jede der Sendeeinrichtungen eine Senderahmenantenne bzw. Sendespulenenantenne
(transmission coil antenna auf, die zum Senden des Befehlssignals
derart aufgebaut ist, daß ein
Magnetfeld als Medium verwendet wird, wobei die Sendespulenantenne
ist in der Nähe
der Achse des korrespondierenden Reifenrades oder um den entsprechenden
Reifen herum angeordnet und die Mittelachse der Senderahmenantenne
entlang der Reifenradachse so angeordnet ist, daß ein magnetischer Fluß in die
Richtung der Reifenradachse zeigt, während die Empfangseinrichtung
jeder Sensoreinheit eine Empfangsrahmenantenne bzw. Empfangsspulenantenne
(reception coil antenna) aufweist, die den magnetischen Fluß empfängt, und
die Empfangsrahmenantenne derart angeordnet ist, daß die Mittenachse
der Empfangsrahmenantenne mit der Richtung der Mittelachse der Senderahmenantenne übereinstimmt.
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Bei einem Fall, in welchem die Sendeeinrichtung
zum Senden eines Befehlssignals derart aufgebaut ist, daß das Magnetfeld
als Medium verwendet wird, kann die Sendezone der Sendeeinrichtung gleich
derart eingestellt werden, daß das
Befehlssignal lediglich die korrespondierende Sensoreinheit erreicht,
da das Magnetfeld sich proportional zur dritten Potenz des Abstands
abschwächt.
Da über
dies die Sendespulenantenne in der Nähe der Achse jedes Reifenrades
oder um jeden Reifen herum angeordnet ist und die Mittelachsen der
Sendespulenantenne und der Empfangsspulenantenne die gleiche Richtung
einnehmen wird ein zufriedenstellender Kommunikationszustand zu
allen Zweitpunkten aufrechterhalten, auch falls die positionelle
Beziehung zwischen den Antennen aufgrund der Reifendrehung sich
verändert.
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Vorzugsweise sendet die Sendeeinrichtung ein
Befehlssignal, einschließlich
eines unterschiedlichen Identifikations-Codes zu jeder der Sensoreinheiten,
während
die Sensoreinheit ein Sendesignal einschließlich des Identifikations-Codes
in Reaktion auf das Befehlssignal sendet. Wenn somit die Überwachungseinheit
ein Sendesignal empfängt,
kann die Überwachungseinheit
bestätigen,
daß das.
Sendesignal ein Antwortsignal ist, daß auf das eigene Befehlssignal
antwortet.
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Überdies
sendet bei der Überwachungseinheit
die Vielzahl der Sendeeinrichtungen die Befehlssignale mit zueinander
unterschiedlichen Zeitsteuerungen (timings). Dies verhindert, daß die Sendesignale
von den jeweiligen Sendeeinheiten miteinander interferieren, und
stellt zufriedenstellende Empfänge von
ihren Sendesignalen sicher.
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Überdies
enthält
vorzugsweise die Überwachungseinheit
ferner eine Fahrgasterfassungseinrichtung zum Erfassen, daß ein Fahrgast
in das Fahrzeug einsteigt bzw. anwesend ist, und die Überwachungseinheit überträgt das Befehlssignal
zu jedem der Sensoreinheiten, wenn die Fahrgasterfassungseinrichtung
erfaßt,
daß ein
Fahrgast in das Fahrzeug einsteigt. Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann die Überwachungseinheit
die Sendezeiten in den Sensoreinheiten bestimmen und, falls kein
Fahrgast in das Fahrzeug eingestiegen ist und das Fahrzeug sich
in einem angehaltenen Zustand befindet, das Senden von den Sensoreinheiten
sperren, wodurch die Verlustleistung in den Sensoreinheiten verringert wird.
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Vorzugsweise wird das Befehlssignal
derart gesendet, daß ein
niederfrequentes Signal mit mehr als hundert kHz oder zehn MHz als
Trägersignal
verwendet wird. Wenn ein niederfrequentes Signal als ein Trägersignal
für das
Befehlssignal für
das Befehlssignal verwendet wird, geht das Befehlssignal in einen
zyklischen Zustand (wraparound state) über, wodurch eine zufriedenstellende
Kommunikation zwischen den Sensoreinheiten, die in den Reifen angeordnet
sind, aufrechterhalten wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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Andere Aufgaben und Merkmale der
vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
in Zusammenhang mit der begleitenden Zeichnung ohne weiteres ersichtlich,
in welcher:
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1 schematisch
einen Aufbau eines Reifenluftdrucküberwachungssystems gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2A ein
Blockdiagramm ist, daß einen
Innenaufbau einer Sensoreinheit gemäß dieser Ausführungsform
zeigt;
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2B ein
Blockdiagramm ist, daß einen
Innenaufbau einer Überwachungseinheit
gemäß dieser Ausführungsform
zeigt;
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3 eine
veranschaulichende Ansicht ist, die die positionelle Beziehung zwischen
einer Sendespulenantenne und einer Empfangsspulenantenne gemäß dieser
Ausführungsform
zeigt;
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4 ein
Flußdiagramm
ist, daß ein
in der Sensoreinheit zu implementierendes Verfahren gemäß dieser
Ausführungsform
zeigt;
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5 ein
Flußdiagramm
ist, daß ein
in der Überwachungseinheit
zu implementierendes Verfahren gemäß dieser Ausführungsform
zeigt;
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6 ein
Zeitverlaufsdiagramm ist, daß die Erzeugung
von Zeitverläufen
eines Trigger- bzw. Auslösesignals
und eines Sendesignals gemäß dieser
Ausführungsform
zeigt;
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7 eine
veranschaulichende Ansicht ist, die eine Modifikation eines Ortes
der Empfangsspulenantenne gemäß dieser
Ausführungsform
zeigt; und
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8A und 8B Veranschaulichungen einer Modifikation
der Empfangsspulenantenne gemäß dieser
Ausführungsform
sind.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Diese Ausführungsform
betrifft ein Beispiel, in welchem ein Reifenluftdrucküberwachungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung auf ein vierrädriges
Personenfahrzeug angewendet wird. Jedoch kann das Reifenluftdrucküberwachungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung ebenso auf andere Fahrzeuge, wie etwa Lastkraftwagen oder
Busse, angewendet werden.
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1 ist
eine schematische Darstellung des Aufbaus des Reifenluftdrucküberwachungssystems gemäß dieser
Ausführungsform.
Wie in 1 gezeigt, besitzt
das Reifenluftdrucküberwachungssystem,
daß allgemein
mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40,
die jeweils in den Reifen 51, 52, 53 und 54 eines
Fahrzeugs zum Messen des jeweiligen Reifenluftdrucks und zum Übertragen
bzw. Senden von Signalen einschließlich der Luftdruckmeßsignale
vorgesehen sind. Außerdem
besitzt das Reifenluftdrucküberwachungssystem
eine Überwachungseinheit 100,
daß in
der Fahrzeugseite zum Empfangen der Signale vorgesehen ist, die
von den Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 gesendet
werden, um den Reifenluftdruckzustand der jeweiligen Reifen 51, 52, 53 und 54 auf der
Grundlage der Luftdruckmeßwerte,
die in den gesendeten Signalen enthalten sind, zu überwachen. Die Überwachungseinheit 100 besteht
aus Sendespulenantennen 62, 63, 63 und 64 zum
Senden von Trigger-Signalen (Auslösesignalen), die den Beginn
der Luftdruckmessungen auslösen,
sowie aus einer Luftdrucküberwachung-ECU 80 (ECU
= Electronic Control Unit, d.h. elektrische Steuereinheit), die
eine Empfangsschaltung zum Empfangen der gesendeten Signale von
den Sensoreinheiten 20, 30 und 40 enthält, und
aus einer Anzeigevorrichtung 70.
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Bei dieser Konfiguration weisen alle
Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 den
gleichen Aubau auf und alle Sendespulenantennen 61, 62, 63 und 64,
die bezüglich
den Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 vorgesehen
sind, besitzen ebenso den gleichen Aufbau, so daß im folgenden die Beschreibung
von lediglich einer Sensoreinheit 10 in den vorderen rechten
Reifen und der bezüglich
der Sensoreinheit 10 angeordneten Sendespulenantenne 61 angegeben
wird.
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2A ist
ein Blockdiagramm, daß einen
Innenaubau der Sensoreinheit 10 zeigt. Wie in 2A gezeigt, ist die Sensoreinheit 10 aus
einem Luftdrucksensor 17, einer Steuerschaltung 16 zum
Erzeugen eines Sendesignals einschließlich des gemessenen Luftdrucks
und eines bestimmten (eigenen) ID-Codes, einer Sendeschaltung 18 zum
Senden des Sendesignals, wobei ein elektrisches Signal (z. B. ein
Hochfrequenzsignal (HF-Signal) in einem Band von einigen hunderten
MHz) als ein Trägersignal
verwendet wird, und aus einer Sendeantenne 19 aufgebaut. Überdies
enthält
die Sensoreinheit 10, eine Empfangsspulenantenne 11 zum
Empfangen eines Trigger-Signals, das als ein Befehlssignal dient, daß von der
Sendespulenantenne 61 in der Weise ausgesendet wird, daß ein Magnetfeld
als ein Medium verwendet wird und ein niederfrequentes Signal (z.B
. mehr als hundert kHz oder mehr als zehn MHz) wird als Trägersignal
verwendet, sowie eine Verstärkungsschaltung 12 zum
Verstärken
des empfangenen Trigger-Signals, eine Erfassungsschaltung 13 zum
Erfassen des verstärkten
Trigger-Signals in einem Zustand, in dem es von dem Trägersignal
getrennt ist, eine Empfangsschaltung 14 zum Verstärken des
erfaßten
Trigger-Signals, eine Signalformerschaltung 15 zum Signal
formen (waveform-shaping) des verstärkten Trigger-Signals.
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Das Trigger-Signal wird als ein unterschiedliches
Code-Signal von jeder der Sendespulenantennen 61, 62, 63 und 64 der Überwachungseinheit 100 zu
jeder der Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 übertragen
bzw. gesendet. Wenn über
dies ein Trigger-Signal von der Sendespulenantenne 61 zu
der Sensoreinheit 10 gesendet wird, wird das Trigger-Signal durch
die Empfangsspulenantenne 11 empfangen und anschließend in
die Steuerschaltung 16 eingegeben, nachdem es der Verarbeitung
in der Verstärkungsschaltung 12,
der Erfassungsschaltung 13, der Verstärkungsschaltung 14 und
der Signalformerschaltung 15 unterzogen worden ist. Nach
Empfang (Eingabe) des Trigger-Signals gibt die Steuerschaltung 16 ein
Sendesignal einschließlich
des gemessenen Luftdruckswerts, des spezifischen ID-Codes und des
eingegebenen Codes-Signals zu der Sendeschaltung 18 aus,
und die Sendeschaltung 18 sendet das Sendesignal.
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Die Sensoreinheiten 10, 20 , 30 und 40 sind dabei
in den Reifen 51, 52, 53 und 54 derart
montiert, daß sie
integral mit den Reifenventilen aufgebaut sind, oder direkt an den
Reifenradscheiben befestigt sind. Ebenso ist es möglich, daß zusätzlich zu
dem Luftdrucksensor 17, jede der Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 einen
Temperatursensor zum Messen der Temperatur enthält. Dieser ermöglicht die
Berücksichtigung
einer Schwankung des Reifenluftdrucks aufgrund einer Temperaturänderung
bei der Beurteilung des Reifenluftdruckzustands.
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Als nächstes wird im Zusammenhang
mit 2B eine detaillierte
Beschreibung eines Aufbaus der Überwachungseinheit 100 angegeben. 2B ist ein Blockdiagramm,
daß einen
Aufbau der Überwachungseinheit 100 zeigt.
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Wie in 2B gezeigt,
enthält
die Luftdrucküberwachung-ECU 80 der Überwachungseinheit 100 eine
Empfangsantenne 81 zum Empfangen eines Sendesignals von
jeder der Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40.
Das Signal, daß durch
die Empfangsantenne 81 empfangen wird, wird zu der Empfangsschaltung 82 weitergeleitet,
um dort eine weitere Verarbeitung wie eine Verstärkung und Erfassung zu erfahren.
Im Anschluß daran
werden in einer Steuerschaltung 83 ein ID-Code, ein Code-Signal,
ein Luftdruckmeßwert
und anderes aus dem empfangenen Signal extrahiert, und eine Beurteilung
des Luftdruckzustands jedes der Reifen 51, 52, 53 und 54 auf
der Grundlage der Luftdruckmeßwerte,
die in dem empfangen Signal enthalten sind, getroffen.
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Obgleich die Empfangsantenne 81 und
die Empfangsschaltung 82 in der Luftdrucküberwachungs-ECU 80 gemeinsam
für die
jeweiligen Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 vorgesehen
sind, ist es dabei ebenso möglich,
daß sie
jeweils einzeln für die
Sensoreinheit 10, 20, 30 und 40 vorgesehen
werden. In diesem Fall, bei dem jede der Empfangsantennen in der
Nähe der
jeweiligen Sensoreinheit 10, 20, 30 und 40 plaziert
werden kann, etwa in einem Radgehäuse oder dergleichen, ist ein
zufriedenstellender Empfang der Sendesignale realisierbar.
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Die Beurteilungsergebnisse der Luftdruckzustände der
Reifen 51, 52, 53 und 54 in
der Luftdrucküberwachungs-ECU 80 werden
zu der Anzeigevorrichtung (Display) 70 weitergeleitet,
die in der Instrumententafel im Inneren des Fahrzeugs montiert ist. Es
ist ebenso zu beachten, daß falls
ein abnormaler Luftdruck auftritt, ein Alarmsignal unter Verwendung eines
Summers 75 (siehe 1)
ausgegeben wird.
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Wie in 2B wie
gezeigt, enthält
die Anzeigevorrichtung 71 Anzeigeabschnitte 71 die
aus LEDs aufgebaut sind und übereinstimmend
mit den Positionen der Reifen 51, 52, 53 und 54 angeordnet
sind. Falls die Luftdrucküberwachungs-ECU 80 die
Entscheidung trifft, daß ein
Reifenluftdruck eine abnorme Bedingung bzw. Fehlerbedingung erfüllt, beispielsweise
fällt der
Luftdruck unterhalb eines vorbestimmten Werts, wird der Anzeigeabschnitt 71,
der mit dem Reifen mit dem abnormen Luftdruck korrespondiert, erleuchtet
und/oder der Summer 75 ertönt, wodurch die Abnormität bzw. Fehlerhaftigkeit
des Reifenluftdrucks dem Fahrer mitgeteilt wird.
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Ebenso ist es möglich, daß als Anzeigevorrichtung 70 ein
Display verwendet wird, welches zum direkten Anzeigen der Luftdruckmeßwerte der
jeweiligen Reifen 51, 52, 53 und 54 in
der Lage ist, oder das zum Beispiel ohne Verwendung von Anzeigeabschnitten,
die zahlenmäßig mit
den Positionen der Reifen 51, 52, 53 und 54 übereinstimmen,
lediglich eine einzelne Warnlampe in der Anzeigevorrichtung 70 vorgesehen
wird, so daß falls
die Luftdruckwerte eines oder mehrerer Reifen einen fehlerhaften
Wert aufweisen, die Warnlampe zur Meldung der Fehlerhaftigkeit des
Reifenluftdrucks erleuchtet wird.
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Für
das Senden eines Trigger-Signals von der Sendespulenantenne 61,
enthält
die Luftdrucküberwachungs-ECU 80 eine
Schnittstellenschaltung (Interface bzw. I/F-Schaltung) 84 und eine Treiberschaltung 85.
Das heißt,
die Steuerschaltung 83 betreibt die Treiberschaltung 85 über die
I/F-Schaltung 84 und die Treiberschaltung 85 versorgt
die Sendespulenantenne 61 mit Strom, so daß die Sendespulenantenne 61 ein
Trigger-Signal, das ein vorbestimmtes Code-Signal aufweist, in der
Weise sendet, daß ein
Magnetfeld als Medium verwendet wird.
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Bezüglich 3 wird im folgenden eine Beschreibung
der Anordnungen bzw. Aufstellungsorte der Sendespulenantenne 61 in
der Überwachungseinheit 100 und
der Empfangsspulenantenne 11 in der Sensoreinheit 10 angegeben.
Wie in 3 gezeigt, wird
die Sendeantenne 61 an z. B. einem Achsgehäuse 90 oder
dergleichen sicher befestigt, oder in der Nähe der Achse (nicht gezeigt)
für den
Reifen 51 angeordnet zu sein, um so die Mittelachse der
Sendespulenantenne 61 entlang der Achse auszurichten, so
daß der
magnetische Fluß in
der Achsenrichtung verläuft.
Dabei ist es ebenso ebenso zulässig, die
Sendespulensantenne 61 statt am Achsengehäuse 90 an
einem Steuergelenk, einem Aufhängungsarm
oder dergleichen sicher zu befestigen.
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Die Sensoreinheit 10 einschließlich der
Empfangsspulenantenne 11 ist an einer Radscheibe 92 des
Reifens 51 sicher befestigt. Hierbei ist die Sensoreinheit 10 an
der Radscheibe 92 derart befestigt, daß die Mittelachse der Empfangsspulenantenne 11 in
der Richtung mit der Mittelachse der Empfangsspulenantenne 61 übereinstimmt.
Wenn die Mittelachsen der Sendespulenantenne 61 und der
Empfangsspulenantenne 11 so angeordnet sind, daß sie die
gleiche Richtung einnehmen, wird im Zusammenwirken mit der Benutzung
eines niederfrequenten Signals als ein Trägersignal für ein Trigger-Signal ein magnetischer
Fluß,
der von der Sendespulenantenne 61 erzeugt wird, die Empfangsspulenantenne 11 effektiv
kreuzen bzw. durchfluten, wie durch die durchgezogenen und gestrichelten
Linien in 3 angedeutet,
um einen Strom entsprechend dem magnetischen Fluß auch dann zu erzeugen, wenn
die positionelle Beziehung zwischen den beiden Antennen 11 und 61 aufgrund
der Drehung des Reifens 51 sich verändert. Daher wird eine zufriedenstellende Kommunikation
zwischen den beiden Antennen 11 und 61 aufrecht
erhalten.
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Im folgenden wird eine Beschreibung
bezüglich
der Flußdiagramme
in 4 und 3 für
den Ablauf der arithmetischen Vorgänge angegeben, die in den Reifenluftdrucküberwachungssystem 1 mit
dem zuvor beschriebenen Aufbau zu implementieren sind. 4 ist ein Flußdiagramm,
daß die
Verarbeitung bzw. das Verfahren zeigt, daß in jeder der Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 durchzuführen ist,
und 5 ist ein Flußdiagramm,
daß die
Verarbeitung bzw. das Verfahren zeigt, das in der Überwachungseinheit 100 durchzuführen ist.
Die Vorgänge,
die in den Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 durchzuführen sind,
sind die gleichen, so daß eine
Beschreibung nur bezüglich der
Sensoreinheit 10 angegeben wird.
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Bei Schritt S10 in 4 wird eine Entscheidung bezüglich des
Empfangs eines Trigger-Signals, daß von der Sendespulenantenne 61 übermittelt wird,
getroffen. Im Fall des Empfangs des Trigger-Signals fährt der
Betriebsablauf mit Schritt S20 fort. Im Falle, daß kein Empfang
stattgefunden hat, bleibt der Betrieb in einem Wartezustand bis
zum Empfang eines Trigger-Signals.
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Bei dem Schritt S20 mißt der Luftdrucksensor 17 den
Luftdruck. Für
den Fall, bei welchem die Sensoreinheit 10 mit einem Temperatursensor
ausgerüstet
ist, mißt
der Temperatursensor eine Temperatur im Inneren des Reifens. Somit
startet die Sensoreinheit 10 mit dem Messen des Luftdrucks.
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Nach der Messung des Luftdrucks,
bei dem Schritt S20, folgt Schritt S30 zum Ausführen der Sendeverarbeitung.
Bei dieser Sendeverarbeitung erzeugt die Steuereinheit 16 ein
Sendesignal einschließlich
zumindest eines Luftdruckmeßwertes,
eines spezifischen ID-Codes, der der Sensoreinheit 10 zugeordnet
ist, und eines Codes des empfangenen Trigger-Signals. Das erzeugte
Sendesignal wird durch die Sendeschaltung 18 und die Sendeantenne 19 gesendet.
Der zuvor erwähnte
spezifische ID-Code wird im voraus an jede der Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 vergeben
und in einem nicht näher
dargestellten Speicher der Steuerschaltung 16 gespeichert.
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Als nächstes wird bezüglich des
Flußdiagramms
in 5 eine Beschreibung
der Verarbeitung angegeben, die in der Überwachungseinheit 100 zu
implementieren ist. Die Verarbeitung, die in diesem Flußdiagramm
gezeigt wird, startet in Reaktion auf das Einschalten des Zündschalters
des Fahrzeuges.
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Zunächst werden bei Schritt S100
verschiedene Code-Signale als Trigger-Signal mit einem gestimmten
Zeitintervall von den Sendespulenantennen 61, 62, 63 und 64 jeweils
mit Bezug zu den Sensoren 10, 20, 30 und 40 gesendet.
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Anschließend wird im Schritt S110 eine
Entscheidung darüber
getroffen, ob Sendesignale, die von den Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 in
Reaktion auf die Trigger-Signale gesendet worden sind, empfangen
worden sind. Im Fall des Empfangs der Sendesignale, fährt der
Betriebsablauf mit Schritt S120 fort und führt die Beurteilungsverarbeitung
bezüglich
des Luftdrucks jedes der Reifen 51, 52, 53 und 54 aus
und, falls der Luftdruck einen abnormen bzw. fehlerhaften Wert aufweist,
führt die
Alarmverarbeitung aus. Bei dieser Luftdruckbeurteilungsverarbeitung
wird der ID-Code, der in den empfangenen Signalen enthalten ist,
zuerst einem ID-Code zugeordnet, der im vorhinein registriert worden
ist, um eine Entscheidung darüber
zu treffen, ob sie eine vorbestimmte Beziehung erfüllen, z.
B. ob sie miteinander übereinstimmen
oder nicht. Wenn diese Entscheidung zeigt, daß das empfangene Signal von
jedem der Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 der
Reifen 51, 52, 53 und 54 ist,
die an dem Fahrzeug montiert sind wird eine Entscheidung getroffen,
ob der Meßwert,
wie etwa ein Luftdruckmeßwert
der in dem empfangenen Signal enthalten ist, ein geeigneter Wert
ist, oder nicht. Bei dieser Ausführungsform
ist es möglich,
zu verhindern, das die Reifenluftdruckentscheidung auf der Grundlage
der Signale von anderen Fahrzeugen oder dergleichen fehlerhaft ist,
da ein ID-Code, wie zuvor erwähnt,
jeden der Sensoren 10, 20, 30 und 40 eindeutig
zugeordnet ist, wodurch die Zuverlässigkeit bei der Überwachung
des Reifenluftdrucks verbessert wird.
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Wie eben erwähnt, kann die Überwachungseinheit 100 die
Position des Reifens 51, 52, 53 oder 54,
der mit der Sensoreinheit 10, 20, 30 oder 40 ausgerüstet ist, welche
das Sendesignal ausgegeben hat, bestätigen, da ein Codesignal, daß von der Überwachungseinheit 100 gesendet
worden ist, in einen Überwachungssignal
von jeden der Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 enthalten
ist, wenn das Sendesignal empfangen wird.
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Das heißt, Überwachungseinheit 100 sendet als
Trigger-Signale unterschiedliche Code-Signale von den Sendespulenantennen 61, 62, 63 und 64,
die in Bezug auf die Sensoreinheiten 10, 20, 30 bzw. 40 vorgesehen
sind. Dieses Trigger-Signal wird in der Weise gesendet, daß das magnetische
Feld als Medium verwendet wird, wobei das Magnetfeld sich proportional
zur dritten Potenz des Abstandes abschwächt und somit die Trigger-Signal-Sendezone lediglich
auf die korrespondierende Sensoreinheit der Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 beschränkt. Da
die Überwachungseinheit 100 den
Code des Trigger-Signals und den Ort der Sendespulenantenne 61, 62, 63 oder 64 kennt,
welche das Trigger-Signal gesendet hat, wenn das Sendesignal von
einer der Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 empfangen
wird, kann die Überwachungseinheit 100 die
Position der Sensoreinheit 10, 20, 30 oder 40 auf
der Grundlage des Code-Signals, das in dem empfangenen Signal enthalten
ist, erfassen.
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Da jedoch das Trigger-Signal von
einer der Sendespulenantennen 61, 62, 63 und 64 nur
die korrespondierende Sensoreinheit der Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 erreicht,
ist es wie zuvor erwähnt bei
dieser Ausführungsform
möglich,
eine Entscheidung über
die Position der Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 ohne
Verwendung der Code-Signale
zu zu treffen. Wie in 6 gezeigt,
sendet die Überwachungseinheit 100,
wenn der Zündschalter
(IG) eingeschaltet wird, aufeinanderfolgende Trigger-Signale periodisch
zu den Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40. Nach
Empfang der Trigger-Signale startet jede der Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 mit
der Messung des Luftdrucks (und anderer Werte). Zum Zeitpunkt des
Abschluß der
Messungen des Luftdrucks sendet sie ein Sendesignal einschließlich eines
ID-Codes und eines Luftdruckmeßwerts.
Wenn daher das Intervall, mit welchem die Trigger-Signale aufeinanderfolgend
von den Sendespulenantennen 61, 62, 63 und 64 gesendet
werden, länger
als das Intervall (die Zeitdauer) zwischen dem Senden der Trigger-Signale
und dem Empfangen der Sendesignale von den Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 eingestellt
wird, ist es möglich,
eine Entscheidung darüber
zu treffen, welche der Trigger-Signale das Sendesignal verursacht
hat, d. h. zwischen den Sendesignalen zu unterscheiden. Wenn überdies
die Zeitsteuerungen (timings) der Trigger-Signale, die von den Sendespulenantennen 61, 62, 63 und 64 ausgegeben
werden, auf diese Art und Weise zueinander versetzt sind, ist es
möglich,
zu verhindern, daß eine
Signalinterferenz unter den Sendesignalen von den Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 auftritt.
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Bei der zuvor beschriebenen Luftdruckentscheidungsverarbeitung
wird eine Entscheidung darüber
getroffen, ob der Reifenluftdruck eine abnorme bzw. fehlerhafte
Bedingung erfüllt,
z. B. ob der Reifenluftdruck unterhalb eines geeigneten Bereichs
gefallen ist, und die Alarmverarbeitung wird derart durchgeführt, daß der Anzeigeabschnitt 71,
vier mit der Reifenposition korrespondiert, die aus dem in dem empfangenen
Signal enthaltenen Codesignal erfaßt worden ist, erleuchtet wird,
um den Fahrer den Luftdruckfehler zu melden. Demgemäß kann der Fahrer
sofort die Information ablesen, welcher der Reifen 51, 52, 53 und 54 des
Fahrzeugs den fehlerhaften Luftdruck aufweist.
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Wie vorangehend beschrieben werden
bei dieser Ausführungsform
die Trigger-Signale von den Sendespulenantennen 61, 62, 63,
und 64 zu den korrespondierenden Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 in
der Weise übertragen,
daß ein
Magnetfeld als Medium verwendet wird, und die Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 senden
die Sendesignale in Reaktion auf die Trigger-Signale. Demgemäß ist es
bei der Überwachungseinheit 100 auch
dann möglich,
eine Unterscheidung zwischen den Reifenpositionen mit den Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 zu
treffen, falls die ID-Codes der Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 nicht
derart registriert sind, daß sie
mit den Reifenpositionen bzw. den Sensoreinheiten 10, 20, 30 und 40 assoziiert
sind.
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Obwohl bei der zuvor beschriebenen
Ausführungsform
die Sendespulenantenne 61 und die Empfangsspulenantenne 11 lediglich
für das
Senden und Empfangen der Trigger-Signale verwendet werden, ist es
ebenso möglich,
daß das
Sendesignal, daß zumindest
den Luftdruckmeßwert
und den ID-Code enthält,
in der Weise gesendet wird, daß die Empfangsspulenantenne 11 als
eine Sendeantenne und die Sendespulenantenne 61 als eine
Empfangsantenne verwendet wird.
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Überdies
ist es ebenso möglich,
daß ein Kondensator
vorgesehen wird, der zum temporären Speichern
eines Stroms, der von der Empfangsspulenantenne 11 aufgrund
des von der Sendespulenantenne 61 emittierten Magnetflußes erzeugt
wird, und ein Sendesignal von der Sensoreinheit 10 unter
Verwendung des Kondensator als eine Leistungsquelle gesendet wird.
Da in diesem Fall ein niederfrequentes Signal als Trägersignal
für ein
Trigger-Signal (Befehlssignal) verwendet wird, ist die Verlustleistung, die
zu dessen Verstärkung
und Erfassung benötigt wird,
reduzierbar, womit die Leistungsversorgung für das Senden bzw. Übertragen
der Sendesignale ohne weiteres sichergestellt werden kann.
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Weiterhin wird bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform
das in dem Flußdiagramm
jer 5 gezeigte Verfahren
lediglich dann durchgeführt,
wenn der Zündschalter
des Fahrzeugs sich in einem Einschaltzustand befindet, um die Luftdruckzustände der
Reifen 51, 52, 53 und 54 lediglich
dann zu melden, wenn eine Fahrgast sich im Inneren des Fahrzeuges
befindet. Außerdem
ist es für
das Erfassen der Tatsache, daß ein
Fahrgast sich im Inneren des Fahrzeuges befindet, zusätzlich zu
dem Zündschalter
möglich,
beispielsweise einen Zubehörschalter
(ACC) oder einem in einem Sitz angeordneten Sitzsensor zu benutzen,
und es ist ebenso möglich,
daß die
Luftdruckerfassung und die Meldung des Erfassungsergebnis dann gemacht
werden, wenn einer derartiger Schalter anzeigt, daß ein Fahrgast
sich im Inneren des Fahrzeugs befindet. Obgleich bei der zuvor beschriebenen
Ausführungsform
die Sendespulenantenne 61 in der Nähe der Achse angeordnet ist,
beispielsweise an dem Achsengehäuse 90,
ist es ebenso möglich,
daß die
Sendeantenne 61 um den Reifen 51 herum angeordnet
ist, das heißt,
sie ist an einem Fahrzeugkarosserieabschnitt oberhalb oder neben
dem Reifen 51 angeordnet, wie in 7 gezeigt. Auch in diesem Fall ist eine
Kommunikation zwischen den Antennen unabhängig von der Umlaufbewegung
der Sensoreinheiten 10 realisierbar, vorausge setzt, daß die Mitttelachse
der Sendespulenantenne 61 und die Mittelachse der Empfangsspulenantenne 11 in
die gleiche Richtung weisen.
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Für
die Empfangsspulenantenne 11 ist es außerdem möglich, einen Typ zu verwenden,
der in den Sensor 10 eingebaut ist, wie vorangehend bei der
Ausführungsform
erwähnt,
und wie in 8A und 8B gezeigt, ist es ebenso
möglich,
einen Antennentyp mit einem großen
Durchmesser zu verwenden, bei welchem eine Antennenleitung einige
Male entlang eines Innenumfangs des Reifens oder entlang eines Außenumfangs
der Radscheibe gewickelt ist.
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Es ist offensichtlich, daß die vorliegende
Erfindung nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform beschränkt ist,
und es ist daher beabsichtigt, alle Änderungen und Modifikationen
der Ausführungsform
dieser Erfindung zu beanspruchen, welche nicht von dem gedanklichen
Grundkonzept und dem Umfang der Erfindung abweichen.