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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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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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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 Luftdrucküberwachungssysteme ist in dem japanischen Patent Nr.
JP 3212311 B2 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 Anordnung 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 erfaßbar 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. Ähnliche Luftdrucküberwachungssysteme sind aus der
US 2002/0084896 A1 , der
DE 196 52 365 C1 , der
EP 1 197 356 A2 , der
DE 196 32 150 A1 und der
JP H1019710 A bekannt.
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Die
US 2002 / 0 084 896 A1 offenbart ein Reifenzustandskommunikationssystem für ein Fahrzeug mit einem Reifen. Ein Sensor in Zusammenhang mit dem Reifen erfasst zumindest einen Reifenzustand. Ein Speicher in Zusammenhang mit dem Reifen hält eine Identifikation. Senderkomponenten in Zusammenhang mit dem Reifen, welche mit dem Sensor und dem Speicher wirkend verbunden sind, übertragen ein Zustandssignal, welches die gehaltene Identifikation und den erfassten Reifenzustand angibt. Eine fahrzeugbasierte Einheit empfängt das übertragene Zustandssignal, welches die gehaltene Identifikation und den erfassten Reifenzustand angibt. Eine Identifikationsbereitstellungseinheit, die auf dem Fahrzeug benachbart zu dem Reifen angeordnet ist und eine Positionsidentifikation besitzt, überträgt die Positionsidentifikation im Ansprechen auf eine Anforderung. Ein Kommunikationsabschnitt der Reifenzustandssensoreinheit kommuniziert eine Anforderung zu der Identifikationsbereitstellungseinheit, um die Positionsidentifikation zu übertragen. Die Reifenzustandssensoreinheit empfängt die angeforderte Positionsidentifikation und aktualisiert die gehaltene Identifikation.
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Darüber hinaus zeigt die
DE 196 52 365 C1 ein Verfahren zum Erkennen, an welcher Stelle eines Fahrzeuges sich ein bestimmtes Rad mit einem Luftreifen befindet, dessen Luftdruck durch eine Reifendruckkontrolleinrichtung überwacht wird, wobei das betreffende Rad mit einer Stromquelle, einem Druckmessfühler, einer Sendeantenne und einem Sender versehen ist, welcher vom Druckmessfühler ermittelte Reifendruckmesswerte und eine Kennung des Rades, welche von den Kennungen der übrigen Räder des Fahrzeuges unterscheidbar ist, an eine mit einer Antenne verbundene zentrale Empfangs- und Auswerteschaltung sendet. Die Stellen am Fahrzeug, an denen sich Räder befinden können, sind durch ein in der Nachbarschaft des jeweiligen Rades angeordnetes Bauteil gekennzeichnet, welches mit einer die betreffende Stelle im Fahrzeug kennzeichnenden Kennung versehen ist, welche durch drahtlose Wechselwirkung zwischen dem Bauteil und der Antenne am benachbarten Rad dem Sender mitgeteilt und von diesem an die zentrale Empfangs- und Auswerteschaltung gesendet wird.
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Die
EP 1 197 356 A2 beschreibt eine Reifenzustandssensoreinheit zur Verwendung in einem Reifenzustandskommunikationssystem. Die Sensoreinheit steht in Assoziierung mit einem Reifen eines Fahrzeugs und kommuniziert einen Reifenzustand hin zu einer fahrzeugbasierten Einheit. Ein Sensor erfasst den Reifenzustand. Eine Hochfrequenzübertragungsschaltung und eine Antenne übertragen ein Hochfrequenzsignal, welches den erfassten Reifenzustand anzeigt. Bei einem Aspekt nehmen eine Niederfrequenzantenne und eine Signalerfassungsvorrichtung ein Niederfrequenzaktivierungssignal auf, welches die Übertragung des den Reifenzustand anzeigenden Hochfrequenzsignals bewirkt. Bei einem anderen Aspekt zeigt das Hochfrequenzsignal außerdem eine festgelegte Identifikation an.
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Ferner offenbart die
DE 196 32 150 A1 , dass bei einem Verfahren zur Kontrolle des Luftdrucks in den Reifen von Kraftfahrzeugrädern mittels einer im oder am Reifen jedes Kraftfahrzeugrads angeordneten Messeinheit als Messsignal zumindest ein für den Luftdruck charakteristisches Drucksignal aufgenommen wird, mittels einer im oder am Reifen jedes Kraftfahrzeugrads angeordneten Sendeeinheit ein zumindest einen aus dem Drucksignal abgeleiteten Messwert des Luftdrucks und einen für die jeweilige Sendeeinheit charakteristischen Identifikationswert enthaltendes Datensignal generiert und ausgegeben wird, mittels einer beabstandet zu den Kraftfahrzeugrädern angeordneten Empfangseinheit das von den Sendeeinheiten ausgegebene Datensignal empfangen wird, und mittels einer Steuereinheit der Identifikationswert der Sendeeinheit im Datensignal mit den jeweiligen Sendeeinheiten zugeordneten Identifikationsvergleichswerten derart verglichen wird, dass eine Weiterverarbeitung des Datensignals durch die Steuereinheit nur dann erfolgt, wenn der Identifikationswert und der Identifikationsvergleichswert ein vorgegebenes Zuordnungskriterium erfüllen. Eine Zuordnung der jeweiligen Position des Kraftfahrzeugrads zu den Datensignalen wird mittels eines bidirektionalen Datenübertragungsverfahrens vorgenommen.
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Die
JP H1019710 A offenbart einen Erfassungsteil zum Erfassen eines Luftdrucks in einem Reifen, welcher auf der Radseite eines Fahrzeugs vorgesehen ist, und eine Antenne, die auf der Körperseite in einer Art und Weise vorgesehen ist, dass diese dem Erfassungsteil gegenüberliegt. Ferner ist ein Überwachungsteil bei einer solchen Position vorgesehen, die ein Fahrer auf einem Fahrersitz erkennen kann. Zwischen dem Erfassungsteil und dem Überwachungsteil werden elektromagnetische Wellen übertragen und die elektromagnetischen Wellen werden durch einen Aufnahmeteil des Überwachungsteils empfangen, und Erfassungsergebnisse hinsichtlich des Luftdrucks in den jeweiligen Reifen werden auf einem Überwachungspaneel einer Anzeige angezeigt und im Falle eines Notfalls wird ein Alarm ausgegeben.
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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, aufweisend: eine Vielzahl von Sensoreinheiten, die bei jedem Reifen des Fahrzeugs zum Messen eines Luftdrucks des korrespondierenden Reifens und zum Senden eines Sendesignals, das den Luftdruckmesswert enthält, vorgesehen sind; und eine Überwachungseinheit zum Empfangen des Sendesignals von jedem der Vielzahl von Sensoreinheiten , um einen Luftdruckzustand jedes Reifens auf der Basis des Luftdruckmesswerts, der in dem Sendesignal enthalten ist, zu überwachen, wobei die Überwachungseinheit eine Vielzahl von Sendeeinrichtungen enthält, die jeweils in einem mit der Vielzahl der Sensoreinheiten assoziierten Zustand vorgesehen sind, wobei die Überwachungseinheit die Platzierungen der Sendeeinrichtungen kennt, und wobei jede der Sendeeinrichtungen ein Befehlssignal sendet, das zum Senden des korrespondierenden Sendesignals auffordert und eine Sendezone aufweist, so dass das Befehlssignal lediglich die korrespondierende Sensoreinheit erreicht, wobei die Befehlssignale, welche von den Sendeeinrichtungen gesendet werden, unterschiedliche Reifenpositions-Erfassungscodes zum Bestätigen von Positionen der entsprechenden Reifen aufweisen, wobei jede der Vielzahl von Sensoreinheiten eine Empfangseinrichtung zum Empfangen des Befehlssignals enthält und die Empfangseinrichtung, wenn sie das Befelssignal empfängt, das Sendesignal, das den entsprechenden Reifenpositions-Erfassungscode enthält, 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 agieren die Reifenpositions-Erfassungscodes der Befehlssignale, welche von den Sendeeinrichtungen gesendet werden, als unterschiedliche Reifenpositions-Erkennungscodes zum Bestätigen von Positionen entsprechender Reifen, wobei das durch jede Sensoreinheit gesendete Sendesignal den entsprechenden Refenpositions-Erkennungscode enthält, wobei diese Refenpositions-Erkennungscodes der Sensoreinheiten im Voraus in der Überwachungseinheit registriert werden, und wobei die Überwachungseinheit den Refenpositions-Erkennungscode, der in jedem Sendesignal enthalten ist, dem in der Überwachungseinheit registrierten entsprechenden Refenpositions-Erkennungscode zuordnet. Wenn somit die Überwachungseinheit ein Sendesignal empfängt, kann die Überwachungseinheit bestätigen, daß das. Sendesignal ein Antwortsignal ist, das 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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Figurenliste
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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:
- 1 schematisch einen Aufbau eines Reifenluftdrucküberwachungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2A ein Blockdiagramm ist, daß einen Innenaufbau einer Sensoreinheit gemäß dieser Ausführungsform zeigt;
- 2B ein Blockdiagramm ist, daß einen Innenaufbau einer Überwachungseinheit gemäß dieser Ausführungsform zeigt;
- 3 eine veranschaulichende Ansicht ist, die die positionelle Beziehung zwischen einer Sendespulenantenne und einer Empfangsspulenantenne gemäß dieser Ausführungsform zeigt;
- 4 ein Flußdiagramm ist, daß ein in der Sensoreinheit zu implementierendes Verfahren gemäß dieser Ausführungsform zeigt;
- 5 ein Flußdiagramm ist, daß ein in der Überwachungseinheit zu implementierendes Verfahren gemäß dieser Ausführungsform zeigt;
- 6 ein Zeitverlaufsdiagramm ist, daß die Erzeugung von Zeitverläufen eines Trigger- bzw. Auslösesignals und eines Sendesignals gemäß dieser Ausführungsform zeigt;
- 7 eine veranschaulichende Ansicht ist, die eine Modifikation eines Ortes der Empfangsspulenantenne gemäß dieser Ausführungsform zeigt; und
- 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 allegemein 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 Aufbau 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 Signalformen (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 Luftdruckmesßwerte 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 5 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 bestimmten 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 oben 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 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, der 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 der 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, vorausgesetzt, 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.
