DE4303591A1 - Ventilkappe mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Druckanzeigesignals für einen mit einem Ventil ausgerüsteten Fahrzeugreifen - Google Patents
Ventilkappe mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Druckanzeigesignals für einen mit einem Ventil ausgerüsteten FahrzeugreifenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilkappe mit einer Einrich
tung zur Erzeugung eines Druckanzeigesignals für einen mit
einem Ventil ausgerüsteten Fahrzeugreifen. Als solche Fahr
zeugreifen kommen insbesondere die Druckluftreifen von PKW,
LKW und Omnibussen in Betracht.
Mehr im einzelnen betrifft die Erfindung eine Ventilkappe
mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Druckanzeige
signals (Signalerzeugungseinrichtung) für einen mit einem
Ventil ausgerüsteten Fahrzeugreifen, die aufweist:
- - ein auf ein Ventilrohr des Ventils (Reifenventil) auf schraubbares Gehäuse, in dem die Signalerzeugungsein richtung untergebracht ist, und
- - ein Betätigungsglied, das beim Aufschrauben der Ventil kappe auf das Ventilrohr das Reifenventil öffnet.
Eine Ventilkappe dieser Art ist aus der Deutschen Patent
schrift Nr. 39 30 480 bekannt. Die dort beschriebene
Signalerzeugungseinrichtung weist eine Referenzdruck-Kammer
auf, die im Verlauf des Aufschraubvorganges bei geöffnetem
Reifenventil mit einem Reifensolldruck beaufschlagbar ist
und die daraufhin druckdicht verschlossen wird. Diese
Referenzdruck-Kammer ist teilweise von einer auslenkbaren
Membran begrenzt, die ein bewegliches Schaltglied eines
pneumatisch-mechanischem Druckschalters trägt. Wird der
Schaltkontakt dieses Druckschalters geschlossen, so wird ein
Sender aktiviert, der ein Druckanzeigesignal aussendet.
Typischerweise ist die Empfindlichkeit eines solchen pneu
matisch-mechanischen Druckschalters nicht besonders groß,
weil die Auslenkung einer Membran deutliche Druckunterschie
de voraussetzt; in der Regel kann eine Empfindlichkeit
kleiner 0,3 oder 0,4 bar nicht erzielt werden. Sofern eine
Membran aus dünnem Kunststoff- oder Gummimaterial vorliegt,
besteht weiterhin die Gefahr einer allmählichen Gasdiffusion
durch diese Membran hindurch, so daß sich der in der Refe
renzdruck-Kammer eingestellte Solldruck verändern kann. Wei
terhin müssen die Funktionen a) druckdichte Abdichtung zwi
schen Ventilkappengehäuse und Ventilrohr, b) Öffnung der
Ventileinrichtung und Beaufschlagung der Referenzdruck-
Kammer mit dem Reifendruck, und c) druckdichtes Verschließen
der Referenzdruck-Kammer beim Aufschraubvorgang mit Hilfe
weniger Ventilkappenumdrehungen durchgeführt werden. Es
steht nur ein kurzer Verstellweg von wenigen Millimetern zur
Verfügung, und es werden hohe Anforderungen an die dazu er
forderlichen Komponenten gestellt.
In jüngerer Zeit sind miniaturisierte Absolutdruck-Sensoren
entwickelt worden, die als Halbleiter-Bauelement ausgebildet
sind und die einen piezo-resistiven Wandler oder ein Wand
lersystem mit einer kapazitiven Brückenschaltung aufweisen.
Derartige Absolutdruck-Sensoren erzeugen ein dem erfaßten
Druck entsprechendes elektrisches Ausgangssignal, das nach
Verstärkung und Verarbeitung zur Modulation einer Träger
frequenz verwendet werden kann. Solche Absolutdruck-Sensoren
können kontinuierlich oder periodisch in Betrieb gehalten
oder lediglich bei Vorliegen eines Abfragesignal in Betrieb
gesetzt werden. Häufig bereitet die Reproduzierbarkeit der
Absolut-Reifendruckmessung mit Hilfe solcher Absolutdruck-
Sensoren unter den rauhen Einsatzbedingungen eines Fahrzeug
rades Schwierigkeiten, weil eine stabile Spannungsversor
gung, sorgfältige Kalibrierung der off-set-Spannung und eine
relative Konstanz der Betriebsbedingungen erforderlich sind.
Weiterhin erfordert die telemetrische Übermittlung des er
faßten, absoluten Druckwertes einigen elektronischen Auf
wand.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, eine Ventilkappe der genannten Art bereitszustellen,
deren Signalerzeugungseinrichtung den Reifendruck mit Hilfe
eines miniaturisierten Absolutdruck-Sensors erfaßt, der ein
elektrisches Drucksignal erzeugt, wobei jedoch die bekannten
Schwierigkeiten hinsichtlich der Reproduzierbarkeit und des
elektronischen Aufwandes erheblich vermindert sind. Insbe
sondere soll eine Ventilkappe mit einer Signalerzeugungs
einrichtung bereitgestellt werden, die einfach und robust
aufgebaut ist, den Reifendruck mit einer Genauigkeit von
wenigstens 0,1 bar erfaßt und die auch bei mehrjährigem
Einsatz nur einen minimalen Stromverbrauch hat. Nach einem
weiteren Ziel soll eine Ventilkappe dieser Art bereitge
stellt werden, die zusätzlich eine Drucksignal-Anzeigeein
richtung aufweist, die wahlweise abgefragt werden kann.
Ausgehend von einer Ventilkappe mit einer Einrichtung zur
Erzeugung eines Druckanzeigesignals (Signalerzeugungsein
richtung) für einen mit einem Ventil ausgerüsteten Fahrzeug
reifen
- - mit einem auf ein Ventilrohr des Ventils (Reifenven til) aufschraubbaren Gehäuse, in dem die Signalerzeu gungseinrichtung untergebracht ist, und
- - mit einem Betätigungsglied, das beim Aufschrauben der Ventilkappe auf das Ventilrohr das Reifenventil öffnet,
ist die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe dadurch ge
kennzeichnet, daß
die Signalerzeugungseinrichtung aufweist:
- a) einen Absolutdruck-Sensor, der mit dem Reifendruck beaufschlagbar ist und der ein dem Reifendruck ent sprechendes elektrisches Drucksignal erzeugt;
- b) einen elektronischen Speicher, in dem ein ausgewähltes elektrisches Drucksignal oder ein davon abgeleitetes Signal dauerhaft gespeichert werden kann;
- c) einen Mikroprozessor mit einer Arithmetikeinheit,
- - die ein neu erzeugtes elektrisches Drucksignal mit dem ausgewählten gespeicherten Drucksignal vergleicht und ein Vergleichssignal erzeugt;
- - die einen Bezug des Vergleichssignals zu einem vorgegebenen Schwellenwert herstellt; und
- - die eine Bildung des Druckanzeigesignals veranlaßt, wenn ein vorgegebener Abstand zwischen Schwellenwert und Vergleichssignal über- oder unterschritten ist; und
- d) einen Starter, dessen Betätigung die Bildung und Spei cherung des ausgewählten elektrischen Drucksignals veranlaßt.
Erfindungsgemäß erfolgt die Erfassung des Reifendruckes mit
Hilfe eines miniaturisierten Absolutdruck-Sensors. Hierbei
handelt es sich um ein modifiziertes Halbleiter-Bauelement,
vorzugsweise auf Si-Basis, an dem mikromechanisch zusätz
lich die erforderliche Wandlerstruktur erzeugt worden ist.
Ein beispielhafter Festkörper-Absolutdruck-Sensor, der nach
Art eines Chips aufgebaut ist, enthält einen hermetisch
dicht verschlossenen Vakuum-Referenzraum, der teilweise von
einer biegsamen Membran oder Brücke begrenzt ist, die ein
Wandlersystem aufweist. Das Wandlersystem kann ein piezo
resistiver Wandler sein, dessen Widerstandselemente nach Art
einer Wheatstone-Brücke geschaltet sind. Alternativ kann das
Wandlersystem Bestandteil einer kapazitiven Brückenschaltung
sein, die beispielsweise mit vier Kondensatoren versehen
ist. Die mikromechanisch erzeugte Wandlerstruktur kann mono
lithisch mit weiteren Schaltungsfunktionen verknüpft sein,
beispielsweise zur Stabilisierung der Eingangsspannung und
Erzeugung einer Bezugsspannung, zur Kompensation von Tempe
ratureffekten, zur Einstellung des Nullpunktes, der Empfind
lichkeit und des Meßbereiches. Der Absolutdruck-Sensor kann
gemeinsam mit weiteren Bauelementen (Mikroprozessor, Tempe
ratorsensor, Beschleunigungssensor, Schaltungskomponenten)
auf einem Chip realisiert sein, der seinerseits auf einem
Glas- oder Keramiksubstrat befestigt sein kann. Derartige
Festkörper-Absolutdruck-Sensoren mit piezo-resistiven Wand
lersystem sind beispielsweise für Druckmessungen im Bereich
von 0 bis 3,5 bar oder von 0 bis 7,0 bar oder von 0 bis 14
bar Überdruck verfügbar und sind in einem Temperaturbereich
von -40°C bis +125°C einsetzbar. In dem hier vor allem
interessierenden Druckbereich von etwa 1 bis 7 bar Über
druck wird wenigstens eine Meßgenauigkeit von 0,1 bar er
zielt. Als Ausgangssignal fällt typischerweise eine Spannung
an, deren Wert einige Volt beträgt. Die zum Betrieb erfor
derliche Stromaufnahme kann beispielsweise ungefähr 1 mA
betragen. Mit Wandlersystemen mit kapazitiver Brücken
schaltung kann eine besonders hohe Empfindlichkeit (in der
Größenordnung von 10 mbar), hohe Linearität und geringe
Temperaturempfindlichkeit erzielt werden.
Ein wesentlicher Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung
besteht darin, einem solchen Absolutdruck-Sensor einen
elektronischen Speicher zuzuordnen, in welchem ein ausge
wähltes, vom Absolutdruck-Sensor erzeugtes, elektrisches
Drucksignal dauerhaft gespeichert werden kann. Typischer
weise erzeugt der Sensor als Ausgangssignal eine Spannung.
Dieses Analogsignal wird vorzugsweise einem A/D-Wandler
zugeführt, um ein digitalisiertes Drucksignal zu erhalten.
Das digitalisierte Drucksignal, das den erfaßten Druckwert
beispielsweise in Form eines 8-Bit-Wortes oder in Form eines
16-Bit-Wortes wiedergibt, wird in dem elektronischen Spei
cher dauerhaft gespeichert. Ersichtlich wird für den elek
tronischen Speicher lediglich eine vergleichsweise geringe
Kapazität gefordert, weil lediglich ein oder mehrere Bit-
Worte zu speichern ist/sind. Wichtig ist, daß der elektro
nische Speicher die zugeführten Bit-Worte bei minimalem
Stromverbrauch dauerhaft und zuverlässig speichern kann.
Beispielsweise kommt als elektronischer Speicher mit mini
malem Strombedarf ein RAM mit einem kontinuierlichen Strom
bedarf kleiner 1 µA oder ein EEPROM in Betracht.
Ein RAM (random excess memory bzw. ein Schreib-Lese-Spei
cher) speichert die digitalen Daten so lange, solange die
Betriebsspannung anliegt und keine neuen Informationen zu
geführt werden. Handelsüblich sind beispielsweise RAM
zugänglich, die bei einer Spannung von etwa 1,5 V lediglich
einen kontinuierlichen Strombedarf von Bruchteilen eines
Mikromapere haben. Wird ein solcher RAM beispielsweise durch
eine Batterie mit einer Kapazität von etwa 10 mA/h gepuf
fert, so kann eine Betriebsdauer von mehreren Jahren erhal
ten werden.
Ein EEPROM (electrically erasable programmable read only
memory, bzw. ein elektrisch programmierbarer und veränder
barer Nur-Lese-Speicher) speichert die aufgenommenen Daten
auch nach Abschalten der Betriebsspannung. Typischerweise
wird an den Eingang "Programmieren" die erforderliche Span
nung angelegt, und daraufhin werden die an den verschiedenen
Dateneingängen anliegenden Informationen (Zustände) an der
Stelle in den Speicher übernommen und dauerhaft festgehal
ten, auf welche die Adresse zeigt. Ausgelesen wird durch
Anlegen der Adresse und Aktivieren der Leseleitung. Neue
Informationen können durch elektrisches Über- oder Neu
schreiben eingeführt und abgespeichert werden. Neben dieser
typischen Betriebsweise eines EEPROM existieren abgewandelte
Systeme zum Einschreiben oder Auslesen der Information. Die
Besonderheit besteht darin, daß in solchen Speichern die
Information auch nach Abschalten der Betriebsspannung er
halten bleibt. EEPROMs und abgewandelte Systeme dieser Art
sind handelsüblich zugänglich.
Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Kombination eines
Absolutdruck-Sensors und eines elektronischen Speichers für
ein elektrisches Drucksignal wird ein elektronisches Äqui
valent zur Referenzdruck-Kammer bei herkömmlichen Reifen
druck-Erfassungs- und -Anzeige-Systemen geschaffen. Dieses
"elektronische Äquivalent" liefert eine Reihe von Vorteilen.
So wird eine höhere Genauigkeit bei der Erfassung, Speiche
rung und Wiedergabe eines Reifensolldruckes erzielt; die
Genauigkeit des Reifensolldruck-Wertes beträgt wenigstens
0,1 bar. Das "elektronische Äquivalent" weist keine ver
stellbaren Komponenten auf, die durch die Beschleunigungs
kräfte am drehenden Rad beeinflußt werden können.
Der in digitalisierter Form als Bit-Wort gespeicherte Rei
fensolldruck-Wert kann praktisch beliebig lange gespeichert
werden, ohne daß eine Änderung oder Verfälschung eintritt.
Der gespeicherte Druckwert steht einfach und schnell für
eine Weiterverarbeitung in einem Mikroprozessor zur Ver
fügung, insbesondere für einen Vergleich mit einem neuen
Druckwert, welcher dem aktuellen Reifendruck entspricht.
Bei einem solchen Vergleich wird ein Vergleichssignal er
zeugt, das in Bezug zu einem vorgegebenen Schwellenwert
gesetzt wird. Mit Hilfe des Abstandes und/oder des Schwel
lenwertes kann die Empfindlichkeit des Systems und damit die
Auslösung eines Signals eingestellt werden.
Entgegen dem typischen Einsatzzweck eines Absolutdruck-
Sensors ist erfindungsgemäß nicht erforderlich, den erfaßten
Druckwert als absolute Druckwertgröße wieder zugegeben und
anzuzeigen. Vielmehr wird nach einer bevorzugten Ausfüh
rungsform der vorzugsweise digitalisierte Druckwert ledig
lich als eine Bezugsgröße gespeichert, um für Vergleichs
zwecke zur Verfügung zu stehen. Die absolute Größe dieses
gespeicherten Wertes ist ohne größere Bedeutung, solange
gewährleistet ist, daß der zum Vergleich heranzuziehende
Druckwert unter den gleichen Rahmenbedingungen erzeugt wird
und zur Verfügung steht. Im Rahmen der Erfindung sind da
her die vergleichweise aufwendigen Eichungs- und Kalibrie
rungsmaßnahmen nicht erforderlich, die für die richtige und
reproduzierbare Wiedergabe von absoluten Druckwerten erfor
derlich sind. Für die Zwecke der Erfindung ist es ausrei
chende, wenn das zu einem späteren Zeitpunkt gebildete und
dann dem aktuellen Reifendruck entsprechende neue Drucksig
nal unter den gleichen spezifischen Rahmenbedingungen ge
bildet wird, wie das vorher erzeugte, ausgewählte Druck
signal, weil dann die meßspezifischen Abweichungen kompen
siert werden und das Ergebnis eines Vergleiches dieser
beiden Drucksignale nicht beeinflussen.
Weiterhin kann dieses erfindungsgemäß vorgesehene "elektro
nische Äquivalent" zu einer herkömmlichen Referenzdruck-
Kammer mit kleinen, einfach aufgebauten Halbleiter-Bauele
menten realisiert werden, die handelsüblich zu geringen
Kosten zur Verfügung stehen. Typischerweise sind der Abso
lutdruck-Sensor, der A/D-Wandler und der elektronische
Speicher zusammen mit einem Mikroprozessor auf einem Chip
integriert, der an einer Platine angebracht ist. Aufbauend
auf diesem "elektronischen Äquivalent" zu einer herkömm
lichen Referenzdruck-Kammer lassen sich wesentlich einfa
chere, robustere, kompaktere und zuverlässigere Einrich
tungen zur Reifendruck-Kontrolle von Fahrzeugreifen reali
sieren, als dies mit einer herkömmlichen Referenzdruck-
Kammer möglich ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin
dung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Absolutdruck-Sensor erzeugt u. a. ein ausgewähltes
elektrisches Drucksignal, das im elektronischen Speicher
gespeichert wird und das im Wege der elektronischen Signal
verarbeitung wie ein Referenzdruck zur Verfügung steht. Das
ausgewählte Drucksignal muß dann erzeugt werden, wenn im
Fahrzeugreifen der vorgesehene Reifensolldruck herrscht und
die Ventilkappe druckdicht auf das Reifenventil aufge
schraubt worden ist. Typischerweise herrscht unmittelbar
nach Beendigung eines Füllvorganges oder einer Reifendruck-
Kontrolle im Fahrzeugreifen der vorgegebene Reifensolldruck,
der mit dem am Manometer einer Servicestation ablesbaren
Druck übereinstimmt.
Die erfindungsgemäße Ventilkappe weist einen Starter auf,
welcher die Signalerzeugungseinrichtung aktiviert, um den
dann gerade vorherrschenden Reifendruck zu erfassen und als
ausgewählten elektrischen Druckwert im elektronischen Spei
cher abzuspeichern. Vorzugsweise ist ein Starter vorge
sehen, der die Bildung und Speicherung des ausgewählten
elektrischen Drucksignales immer dann veranlaßt, nachdem die
Ventilkappe auf das Ventilrohr des Reifenventiles aufge
schraubt worden ist.
Für einen solchen Starter sind verschiedene Ausführungs
formen möglich. Beispielsweise kann am Ventilkappengehäuse
ein piezo-elektrisches Element angebracht sein, dessen Be
tätigung einen Spannungsstoß erzeugt, welcher den Mikro
prozessor aktiviert. Dieses piezo-elektrische Element kann
gezielt durch den Benutzer betätigt werden, oder kann
selbsttätig durch das Ventilrohr betätigt werden, wenn die
Ventilkappe auf das Reifenventil aufgeschraubt wird. Alter
nativ kann dieser Starter einen Schaltkontakt (Druckschal
ter) aufweisen, der beim Aufschraubvorgang mit Hilfe des
Ventilrohres des Reifenventiles geschlossen wird. Alter
nativ kann ein solcher Schaltkontakt durch Verformung eines
elastisch verformbaren Gehäuseabschnittes der Ventilkappe
betätigt werden. Eine solche Verformung kann von Hand oder
mit Hilfe eines geeigneten Gegenstandes (Kfz-Schlüssel,
Kugelschreiberspitze und dergleichen) vorgenommen werden.
Nach einer weiteren Alternative kann ein solcher Starter
einen Magnetfeldsensor aufweisen, der einen Permanent
magneten erfaßt. Ein solcher Permanentmagnet kann sich an
einer Hilfsvorrichtung befinden, die zum Aufschrauben der
Ventilkappe auf das Reifenventil dient. Eine solche Hilfs
vorrichtung kann nach Art eines Steckschlüssels ausgebildet
sein, der an den Außenumfang der Ventilkappe angepaßt ist.
Mit einem solchen Schlüssel kann zusätzlich eine Diebstahl
sicherung realisiert werden, welche das Abschrauben der
Ventilkappe nur mit Hilfe des Schlüssels ermöglicht. Der
Magnetfeldsensor erfaßt die Anwesenheit bzw. Entfernung des
Permanentmagneten. Als Magnetfeldsensor kommt beispiels
weise ein Reed-Kontakt, ein Hall-Sensor oder ein magne
tisch steuerbarer Transistor in Betracht. Vorzugsweise ist
ein magnetisch steuerbarer Transistor vorgesehen, der klein,
robust und mechanisch unempfindlich aufgebaut ist. Mit Hilfe
einer entsprechenden, ein Verzögerungsglied aufweisenden
Schaltung kann erreicht werden, daß der Reifendruck erst
dann erfaßt wird, nachdem eine kurze, vorgegebene Zeitspanne
nach Öffnung der Ventileinrichtung verstrichen ist. So kann
gewährleistet werden, daß tatsächlich der nach Druckaus
gleich im Reifen und im Ventil sich einstellende Reifen
solldruck bestimmt wird, ohne Verfälschung durch irgend
welche Strömungsvorgänge und dergleichen im Ventil. Das so
erzeugte, einem vorgegebenen Reifendruck entsprechende,
elektrische Drucksignal dient als "ausgewähltes Drucksignal"
und wird in dem elektronischen Speicher gespeichert.
Dieses ausgewählte Drucksignal dient in erster Linie als
Referenzsignal bei einem Vergleich mit später erzeugten,
neuen Drucksignalen, welche dem dann aktuellen Reifendruck
entsprechen. Zusätzlich kann vorgesehen werden, daß im
elektronischen Speicher und/oder im Mikroprozessor ein an
das System angepaßter Druckwert enthalten ist, welcher dem
typischen Reifendruck des vorgesehenen Fahrzeugreifens ent
spricht, bei PKW-Reifen beispielsweise in der Größenordnung
von etwa 1,0 bis 2,5 bar oder bei LKW-Reifen in einer Grö
ßenordnung von etwa 3 bis 7 bar Überdruck. Das ausgewählte
Drucksignal wird daraufhin mit dem a priori vorgebenen
Druckwert verglichen, um grobe Fehler beim Befüllen des
Reifens zu erfassen, beispielsweise wenn ein deutlich zu
niedriger Kaltfülldruck eingestellt wird. Der Mikroprozessor
veranlaßt ein entsprechendes Signal, und am Armaturenbrett
des Fahrzeugs kann ein Hinweis auf den falschen Fülldruck
angezeigt werden.
Typischerweise wird das vom Absolutdruck-Sensor erzeugte
elektrische Drucksignal anfänglich in Form eines Analog
signales anfallen. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß dieses
Analogsignal digitalisiert wird, und das dabei erhaltene
Digitalsignal, beispielsweise ein 8-Bit-Wort oder ein
16-Bit-Wort gespeichert bzw. zum Signalvergleich herange
zogen wird. Die zur Digitalisierung erforderlichen Analog/
Digital-Wandler stehen einfach und preiswert zur Verfügung
und können als zusätzlicher elektronischer Baustein auf dem
Chip integriert sein.
In diesem Falle ist der elektronische Speicher vorzugsweise
als Digitalspeicher ausgebildet. Digitalspeicher dieser Art
sind vergleichsweise einfach aufgebaut und stehen handels
üblich zur Verfügung.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die
Signalerzeugungseinrichtung wenigstens einen als Halbleiter-
Bauelement ausgebildeten Temperatursensor auf. Vorzugsweise
soll der Temperatursensor wenigstens einen Meßbereich von
etwa -40°C bis +150°C aufweisen. Mit Hilfe des Temperatur
sensors wird die Temperatur des Druckmediums im Reifen er
faßt. Anhand der erfaßten Reifen- und/oder Druckluft-Tempe
ratur können Temperatur-bedingte Abweichungen des erfaßten
Reifendruckes von den Normbedingungen kompensiert werden.
Ferner kann bei Überschreitung einer Schwellentemperatur ein
Alarm ausgelöst werden, was insbesondere im LKW-Einsatz be
deutsam ist.
Der Absolutdruck-Sensor und der elektronische Speicher
werden von einem Mikroprozessor angesteuert/aktiviert, der
auch die Signalverarbeitung der elektrischen Drucksignale
durchführt. Der Mikroprozessor weist eine Arithmetikeinheit
auf, die
- - ein neu erzeugtes elektrisches Drucksignal mit dem ausgewählten gespeicherten Drucksignal vergleicht und ein Vergleichssignal erzeugt;
- - die einen Bezug des Vergleichssignals zu einem vor gegebenen Schwellenwert herstellt; und
- - die ein Druckanzeigesignal veranlaßt, wenn ein vor gegebener Abstand zwischen Schwellenwert und Ver gleichsignal über- oder unterschritten ist.
Mit Hilfe des Abstandes und/oder des Schwellenwertes kann
(herstellerseitig) die Empfindlichkeit des Systems und damit
Auslösung und Art eines Signales eingestellt werden.
Vorzugsweise ist der Mikroprozessor im Regelfalle deakti
viert und wird lediglich gezielt für kurze Momente akti
viert. Nach einer Aktivierung und Ausführung der erforder
lichen Funktionen wird der Mikroprozessor erneut selbsttätig
deaktiviert. Mit dieser Betriebsweise wird der Stromver
brauch erheblich reduziert. Eine Aktivierung des Mikropro
zessors kann periodisch oder wahlweise zur Abfrage einer
Druckanzeige durch den Benutzer durchgeführt werden.
Zur periodischen Aktivierung ist vorzugsweise ein Taktgene
rator vorgesehen, mit dessen Hilfe ein Systemtakt zur perio
dischen Aktivierung des Meßsystems erzeugt wird. Der Takt
generator verbraucht weniger als 30 Nanoampere Strom. Mit
Hilfe des Taktgenerators ist es möglich, den Mikroprozessor
und die von diesem angesteuerten Sensoren lediglich perio
disch in Betrieb zu setzen. Im Ruhezustand kann der Mikro
prozessor völlig abgeschaltet werden und verbraucht dann
keine Energie.
Beispielsweise kann der Impuls des Taktgenerators den Mikro
prozessor alle 4 sec an die Betriebsspannung schalten. Da
durch startet das System und die verschiedenen Sensoren er
fassen die jeweiligen Zustände, wie etwa Reifendruck, Be
schleunigung und Temperatur. Die gebildeten elektrischen
Signale werden dem Mikroprozessor zugeführt und dort verar
beitet und mit den gespeicherten Werten verglichen. Sofern
vorgegebene Abstände zu vorgegebenen Schwellenwerten über-
oder unterschritten werden, wird ein Protokoll gesendet. Das
Protokoll kann verschiedene Alarmsignale vorsehen, bei
spielsweise einen Hinweis auf einen zu niedrigen Kaltfüll
druck des Reifens, eine "sofortige Warnung", wenn eine vor
gegebene Leckrate überschritten wird oder eine "sanfte War
nung" wenn lediglich eine mäßige Leckrate in der Größenord
nung von etwa 0,1 bar/Monat auftritt. Diese Alarmsignale
können aus verschiedenen Signalfrequenzen bestehen, die vom
Mikroprozessor erzeugt und von der Sendeantenne eines Sen
ders der Signalerzeugungseinrichtung abgestrahlt werden.
Gute Ergebnisse sind mit einer Abstrahlleistung der Sende
antenne von etwa 6 mW erzielt worden. Jeder "aktiven Ventil
kappe" bzw. deren Sender ist ein stationärer Empfänger am
Fahrzeugchassis benachbart zum Fahrzeugrad zugeordnet.
Für die routinemäßige Abfrage der Meßwerte und Signalver
arbeitung mit dem Ergebnis, daß ein Protokoll nicht ausge
sandt werden muß, benötigt das System nur einige Millisekun
den. Sofern das System zusätzlich ein Protokoll aussendet,
muß das System für wenige 10 Millisekunden aktiviert werden.
Danach schaltet sich der Mikroprozessor selbsttätig wieder
ab, und das System wartet auf die nächste Initialisierung.
Nach einer weiteren Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist
es mit Hilfe eines Beschleunigungssensors möglich, diese
alle 4 sec erfolgende Initialisierung nur dann in Gang zu
setzten, wenn das Fahrzeug wenigstens mit Schrittgeschwindig
keit bewegt wird. Befindet sich das Fahrzeug in Ruhe, so
kann die periodische Abfrage der Sensoren völlig unter
bleiben oder lediglich in wesentlich größeren Zeitabständen
durchgeführt werden.
Ein solcher Beschleunigungssensor ist grundsätzlich in ähn
licher Weise aufgebaut, wie der eingangs erläuterte Absolut
druck-Sensor, und weist eine Membran auf, die unter der Ein
wirkung von Beschleunigungswerten beansprucht wird. Die Mem
bran bildet Bestandteile von oder ist verbunden mit Wider
standselementen oder Kondensatoren, deren elektrische Eigen
schaften entsprechend den auftretenden Beschleunigungswerten
verändert werden. Der Beschleunigungssensor erzeugt ein
elektrisches Ausgangssignal, das ein Maß für die auftreten
den Beschleunigungswerte ist. Am Fahrzeugrad eines PKW
können durch Fahrbahnstöße Beschleunigungswerte in vertika
ler Richtung bis zu etwa 25 g auftreten; bei einer Fahrzeug
geschwindigkeit von 250 km/h kann am Fahrzeugrad eine Zen
trifugalbeschleunigung bis zu 830 g auftreten. Der Beschleu
nigungssensor muß solchen Beschleunigungswerten standhalten.
Ferner sollen wenigstens Beschleunigungswerte zwischen 0 und
etwa 10 g exakt erfaßbar sein, um mit Hilfe des Beschleuni
gungssensors zwischen Fahrzeug-Stillstand und Fahrzeug-
Schrittgeschwindigkeit unterscheiden zu können. Der Be
schleunigungssensor kann zusammen mit den anderen Komponen
ten (etwa Absolutdruck-Sensor, Speicher, A/D-Wandler, Mikro
prozessor) auf einem gemeinsamen Chip ausgebildet sein.
Mit Hilfe des Beschleunigungssensors können Beschleunigungs-
bedingte Fehlmessungen des Absolutdruck-Sensors korrigiert
und kompensiert werden. Noch wichtiger ist es jedoch, mit
Hilfe des Beschleunigungssensors zu erfassen, ob das Fahr
zeug steht oder wenigstens in Schrittgeschwindigkeit bewegt
wird. Bei Schrittgeschwindigkeit treten am Rad wenigstens
Beschleunigungswerte von etwa 3 g auf. Auf diesem Wege ist
es möglich, die periodische Abfrage des Reifendruckes nur
dann zu aktivieren, wenn das Fahrzeug wenigstens mit
Schrittgeschwindigkeit bewegt wird. Damit kann während des
Stillstandes des Fahrzeuges der Energieverbrauch des Systems
reduziert werden. Vorzugsweise wird die periodische Druck
abfrage mit Hilfe des Beschleunigungssensors nur dann akti
viert, wenn das Fahrzeug wenigstens mit Schrittgeschwindig
keit (5 km/h) bewegt wird.
Alternativ ist es möglich, anstelle eines Beschleunigungs
sensors einen zweiten Absolutdruck-Sensor vorzusehen, der
die geringen, periodischen Druckstöße erfaßt, die typischer
weise an einem rotierenden Fahrzeugrad auftreten. Auch mit
Hilfe eines solchen zweiten Absolutdruck-Sensors könnte
zwischen Fahrzeug-Stillstand und fahrendem Fahrzeug unter
schieden werden, um den Mikroprozessor und die von ihm ge
steuerten Sensoren nur dann zu aktivieren, wenn das Fahrzeug
fährt.
Mit Hilfe einer solchen Anpassung der Meßprogramme an den
Fahrzeugzustand und/oder der lediglich in bestimmten Abstän
den periodisch erfolgenden Abfrage der Sensoren und Aus
wertung der Meßwerte kann eine sehr stromsparende Arbeits
weise realisiert werden. Diese stromsparende Arbeitsweise
des gesamten Systems erhöht die Lebensdauer der Stromquelle
erheblich. Als Stromquelle kann beispielsweise eine Lithium-
Batterie eingesetzt werden, die eine Kapazität von etwa
40 mAh aufweist und eine Spannung von 3 V liefert. Eine
solche Batterie kann als Knopfzelle ausgebildet sein.
Für eine solche Batterie kann eine Spannungsüberwachung vor
gesehen werden. Beispielsweise kann zyklisch die Kapazität
der Batterie geprüft und bei verminderten Werten ein Alarm
signal ausgesendet werden. Dadurch ist es möglich, lange
bevor das System durch Kapazitätsmängel der Batterie aus
fällt, ein entsprechendes Warnsignal zu erzeugen, um darauf
hin Gegenmaßnahmen zu ergreifen.
Eine erfindungsgemäße Ventilkappe, deren Signalerzeugungs
einrichtung die vorstehend aufgeführten Komponenten auf
weist, kann - zumindest am fahrenden Fahrzeug - den Reifen
druck in einem, mit dieser Ventilkappe bestückten Fahrzeug
reifen fortlaufend überwachen. Sinkt der aktuelle Reifen
druck gegenüber einem vorgegebenen Reifensolldruck, welcher
dem gespeicherten, ausgewählten Drucksignal entspricht, ab,
so wird ein Alarmsignal erzeugt. Es können verschiedene
Alarmsignale erzeugt werden, beispielsweise bei plötzlicher
Druckabnahme oder bei schleichender Druckabnahme oder bei
Überhitzung oder bei falschem Fülldruck und dergleichen.
Jedes dieser Alarmsignale kann aus unterschiedlichen Signal
frequenzen bestehen. Die Signalfrequenzen werden mit Hilfe
eines Senders telemetrisch an einen Empfänger übermittelt.
Die vom Empfänger aufgenommenen Signale werden aufbereitet
und dienen zur Anzeige des Reifenzustandes am Armaturenbrett
des Fahrzeuges. Zum Betrieb des Mikroprozessors, der Senso
ren und des Senders wird elektrische Energie benötigt, die
einer mitgeführten Batterie entnommen wird. Folglich ist die
für diese Ausführungsform einer Ventilkappe vorgesehene
Signalerzeugungseinrichtung zusätzlich mit einem Sender und
einer Batterie ausgerüstet. Diese vergleichsweise aufwendige
Ausführungsform einer Ventilkappe dient vorzugsweise zur
Bestückung von LKW-Reifen einschließlich Zwillings- und
Mehrfachreifen, wo eine zuverlässige Reifendruckkontrolle
besonders wichtig ist.
Bei einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen
Ventilkappe wird deren Mikroprozessor - nach erstmaliger
Bildung und Speicherung des ausgewählten elektrischen Druck
signals - wahlweise dann betätigt, wenn der Benutzer eine
Abfrage des aktuellen Reifendruckes vornehmen will. In
diesem Falle kann die wahlweise Aktivierung des Mikropro
zessors durch mechanische Einwirkung auf die Ventilkappe
oder berührungslos erfolgen. Bei der mechanischen Einwir
kung kann beispielsweise ein Druckschalter betätigt oder ein
piezo-elektrisches Element betätigt werden. Der Druckschal
ter oder das Element kann sich unter eine flexiblen herme
tisch dichten Hülle oder Membran befinden, die aus Kunst
stoff oder Metall bestehen kann. Die Betätigung kann von
Hand oder mit Hilfe eines Gegenstandes, wie etwa einer
Kugelschreiberspitze oder dergleichen vorgenommen werden.
Zur berührungsfreien Aktivierung kann die Annäherung eines
Permanentmagneten vorgesehen werden, der von einem Magnet
feldsensor der Signalerzeugungseinrichtung erfaßt wird.
Dieser Magnet kann sich beispielsweise an dem bereits er
wähnten Schlüssel befinden, der zum Aufschrauben der Ventil
kappe auf ein Reifenventil bestimmt ist.
Nach einer solchen wahlweisen Aktivierung des Mikroprozes
sors wird dieser den Absolutdruck-Sensor aktivieren, um den
aktuellen Reifendruck zu erfassen. Das so neu gebildete
elektrische Drucksignal wird mit dem ausgewählten gespei
cherten Drucksignal verglichen. Das gebildete Vergleichs
signal wird in Bezug zu einem Schwellenwert gesetzt, um ein
Alarmsignal erst dann auszulösen, wenn ein vorgegebener
Druckabfall überschritten ist. Das bei einem ausreichend
großen Druckabfall erzeugte Alarmsignal kann unmittelbar von
der Ventilkappe angezeigt werden oder drahtlos an eine ex
terne Anzeigeeinrichtung übermittelt werden.
Die Anzeigeeinrichtung an der Ventilkappe ist vorzugsweise
eine optische Anzeigevorrichtung, die eine oder mehrere
unterschiedlich gefärbte Glimmlämpchen aufweisen kann. Bei
spielsweise kann durch Aufleuchten eines grünen Glimmlämp
chens der Bedeutungsinhalt "Reifendruck in Ordnung" ausge
drückt werden. Das Aufleuchten eines roten Glimmlämpchens
weist auf einen erheblichen Druckabfall hin. Diese Lämpchen
können geschützt unter einer transparenten, hermetisch dich
ten Abdeckung angeordnet sein. Eine solche, auf Abfrage hin
erfolgende elektrische Anzeige des Reifenzustandes bringt
einen erheblichen Fortschritt gegenüber den bekannten mecha
nischen Anzeigesystemen an Ventilkappen, weil bei letzteren
wegen der geringen Abmessungen die Unterschiede zwischen der
Ja- und Nein-Aussage häufig nur gering sein konnten. Anstel
le mehrerer verschiedenfarbiger Lämpchen kann auch lediglich
ein Lämpchen vorgesehen werden, dessen Blinkfrequenz ent
sprechend dem zu übertragenden Signal geändert wird. Diese
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventilkappe weist
eine elektrisch betätigbare Anzeigevorrichtung auf, die ein
optisch wahrnehmbares Druckanzeigesignal liefert. Auch diese
Ventilkappe ist mit einer Stromquelle, vorzugsweise einer
Batterie versehen.
Weiterhin kann die berührungsfreie Aktivierung des Mikro
prozessors mit Hilfe einer unabhängig von der Ventilkappe
handhabbaren Aktivierungsvorrichtung erfolgen, wobei eine
Annäherung der Aktivierungsvorrichtung an die Ventilkappe
und/oder eine Betätigung der Aktivierungsvorrichtung eine
Aktivierung des Mikroprozessors bewirkt. Diese Aktivierungs
vorrichtung kann ein Handstück, ein Fernbedienungselement
oder dergleichen sein, die wenigstens eine Komponente auf
weist, mit deren Hilfe eine magnetische, induktive, kapazi
tive und/oder telemetrische Kopplung mit der Signalerzeu
gungseinrichtung innerhalb der Ventilkappe erfolgen kann.
Beispielsweise kann eine solche Kopplung über einen mono
funktionalen oder bi-funktionalen Transponder erfolgen.
Mit Hilfe eines Transponders könnte auch elektrische Ener
gie in die Ventilkappe eingekoppelt werden, so daß dort in
diesem Falle eine eigene Stromquelle nicht zwingend erfor
derlich ist. An dieser Aktivierungsvorrichtung kann eine An
zeigevorrichtung vorgesehen werden, auf welcher das aus der
Ventilkappe ausgekoppelte und drahtlos übermittelte Druck
anzeigesignal darstellbar ist.
Die vor stehend genannten Komponenten und Sensoren der Sig
nalerzeugungseinrichtung innerhalb der Ventilkappe können in
einem einzigen Baustein integriert sein, beispielsweise in
ASIC-Technik ausgeführt sein. Das resultierende ASIC-Bau
element, die Batterie und die wahlweise vorgesehene Sende
antenne werden in einem gekapselten Modul zusammengefaßt.
Das Modul wird innerhalb des Gehäuses der Ventilkappe be
festigt. Dort stehen die Sensoren in Kontakt mit dem zu
überwachsenden Druckmedium im Reifen, nachdem die Ventil
kappe auf das Ventilrohr aufgeschraubt und das Reifenventil
geöffnet worden ist.
Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Verbesserung und
Weiterbildung der aus der Deutschen Patentschrift
Nr. 39 30 480 bekannten Ventilkappe, die eine Signaler
zeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Druckanzeigesignals
aufweist. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten wird auf die
Offenbarung dieser Druckschrift verwiesen. Mit dieser aus
drücklichen Bezugnahme soll der Inhalt dieser Druckschrift
- soweit zum Verständnis der vorliegenden Erfindung hilf
reich und notwendig - auch zum Bestandteil der vorliegenden
Unterlagen gemacht werden.
Nachstehend wird die Erfindung mehr im einzelnen anhand
einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezugnahme auf eine
Zeichnung erläutert; diese zeigt eine schematische Schnitt
darstellung einer erfindungsgemäßen Ventilkappe, die mit
einer Anzeigevorrichtung für das Druckanzeigesignal ver
sehen ist.
Die in der Zeichnung dargestellte Ventilkappe 1 ist für das
Reifenventil an einem PKW-Luftreifen bestimmt und ist mit
einer Anzeigevorrichtung versehen, die nach Abfrage den
aktuellen Druckzustand anzeigt. Die Ventilkappe weist ein
einseitig geschlossenes Gehäuse 2 auf mit einer zylindri
schen Umfangswand 3, die abgestuft in einen einstückig an
geformten Hülsenabschnitt 4 übergeht, an dessen Innenumfang
ein Innengewinde 5 ausgebildet ist. Dieser Hülsenabschnitt 4
bildet das offene Ende der Ventilkappe 1, das auf ein Rei
fenventil aufschraubbar ist, von dem im vorliegenden Falle
lediglich ausschnittsweise ein Ventilrohr 6 und ein Ventil
stößel 7 dargestellt sind. Das Ventilrohr 6 ist mit einem
angepaßten Außengewinde versehen. Der Ventilstößel 7 ist
Bestandteile eines herkömmlichen Ventileinsatzes (vgl.
DIN 7757) und steht unter der Vorspannung einer Feder. Durch
Niederdrücken des Ventilstößels 7 gegen die Vorspannung der
Feder kann das Reifenventil geöffnet werden.
Am gegenüberliegenden Ende ist an der zylindrischen Umfangs
wand 3 hermetisch dicht eine Kappe 8 aus transparentem,
flexiblem Kunststoff angebracht. Diese Kappe 8 ist so weit
flexibel, daß sie mit einem Finger oder mit einem üblichen
Gegenstand (Kfz-Schlüssel) wenigstens mäßig eingedrückt wer
den kann, um einen Druckschalter zu betätigen.
An der Abstufung zwischen Umfangswand 3 und Hülsenabschnitt
4 ist eine Druckplatte 10 befestigt, von welcher einstückig
ein etwa mit der Ventilkappen-Längsmittelachse fluchtendes
Betätigungsglied 12 absteht. Beim Aufschrauben der Ventil
kappe 1 auf das Ventilrohr 6 eines Reifenventils trifft
dieses Betätigungsglied 12 auf den Ventilstößel und drückt
diesen nieder, so daß daraufhin aus dem geöffneten Reifen
ventil Druckmedium in den Innenraum der Ventilkappe strömen
kann. Um das Betätigungsglied 12 herum ist ein O-Ring 13
angeordnet, der mit der Stirnfläche des Ventilrohres 6 zu
sammenwirkt und bei aufgeschraubter Ventilkappe 1 für eine
druckdichte Abdichtung zwischen dem Ventilkappengehäuse 2
und dem Ventilrohr 6 sorgt. Im Betätigungsglied 12 und in
der Druckplatte 10 ist eine - versetzt zur Längsmittelachse
angeordnete - durchgehende Bohrung 14 ausgespart, durch die
hindurch der Innenraum im Ventilkappengehäuse 2 mit dem
Druckmedium beaufschlagt wird.
An der zum Betätigungsglied 12 abgewandten Seite ist an der
Druckplatte 10 einstückig eine zylinderförmige Hülse 15 an
geformt, deren Innenumfang abgestuft ist. In den so geschaf
fenen Hohlraum ist das Modul einer Signalerzeugungseinrich
tung 20 eingesetzt.
Die Komponenten der Signalerzeugungseinrichtung 20 sind le
diglich schematisch angedeutet. Zu diesen Komponenten ge
hören eine Platine 21 mit einem Chip 22, der als integrierte
Bauelemente einen Absolutdruck-Sensor 23, einen A-/D-Wandler
24, einen elektronischen Speicher 25 und einen Mikroprozes
sor 26 aufweist. Ferner befindet sich an der Platine ein
Druckschalter 27, zu dem ein verschieblich geführter Stempel
28 gehört, der durch Niederdrücken der Kuppel der Kappe 8
verstellt werden kann. Benachbart zu der Platine 21 ist eine
Batterie 29 angeordnet, beispielsweise eine Lithium-Batte
rie, die für eine Kapazität von etwa 40 mAh ausgelegt ist.
Unterhalb der transparenten Kappe 8 befinden sich zwei
Glimmlämpchen, beispielsweise ein grünes Glimmlämpchen 31
und ein rotes Glimmlämpchen 32. Die Ansteuerung dieser
Glimmlämpchen erfolgt über Schaltungselemente des Mikro
prozessors 26. Die Fassungen der Glimmlämpchen und die
weiteren Komponenten sind in Kunstharz eingegossen und
bilden ein Modul 33, das an seinem Außenumfang einen Vor
sprung aufweist, der - wie dargestellt - in eine umlaufende
Nut am Innenumfang der Hülse 15 einrastbar ist. Alternativ
sind auch andere Maßnahmen zur Befestigung des Moduls 33
an der Hülse 15 möglich, beispielsweise eine Befestigung mit
Hilfe von - nicht dargestellten - Schraubbolzen oder ande
ren Befestigungsmitteln.
In einer praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Ventilkappe weist dieses Modul im Ventilkappengehäuse einen
Durchmesser von etwa 20 mm und eine axiale Länge von etwa
10 bis 12 mm auf. Das Gewicht beträgt nur etwa 10 g, so daß
durch die zusätzliche Anbringung dieser Signalerzeugungs
einrichtung eine Ventilkappe geschaffen wird, deren ge
ringes Gewicht eine nennenswerte Unwucht am Reifen nicht
erzeugt.
Nachdem diese Ventilkappe 1 druckdicht auf das Ventilrohr 6
aufgeschraubt worden ist, kann die elastische Kuppel 8
niedergedrückt werden. Dadurch wird ein Druckschalter 27
betätigt, welcher einen Starter aktiviert, um das ausge
wählte, elektrische Drucksignal zu bilden und zu speichern.
Wird der Druckschalter nach Ablauf einer kurzen Zeitspanne
erneut betätigt, so wird erneut der aktuelle Reifendruck
erfaßt und mit dem gespeicherten Druckwert verglichen. Da
kein Unterschied besteht, leuchtet das grüne Lämpchen auf
("Reifendruck in Ordnung"). Dies dient auch als Hinweis auf
die Funktionstüchtigkeit des Systems. Der Fahrzeugführer
kann nun zu einem beliebigen Zeitpunkt eine Reifendruck-
Kontrolle durchführen und erneut die elastische Kappe 8
niederdrücken. Sofern eine größere Differenz zwischen dem
dann aktuellen Reifendruck und dem gespeicherten Druckwert
ermittelt wird, leuchtet das rote Lämpchen auf ("gefähr
liche Druckabweichung"). Der Fahrzeugführer kann darauf
hin den Reifendruck überprüfen und erneut korrekt ein
stellen.
Claims (24)
1. Ventilkappe
mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Druckanzeige signals (Signalerzeugungseinrichtung) für einen mit einem Ventil ausgerüsteten Fahrzeugreifen,
mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Druckanzeige signals (Signalerzeugungseinrichtung) für einen mit einem Ventil ausgerüsteten Fahrzeugreifen,
- - mit einem auf ein Ventilrohr (6) des Ventils (Rei fenventil) aufschraubbaren Gehäuse (2), in dem die Signalerzeugungseinrichtung (20) untergebracht ist, und
- - mit einem Betätigungsglied (12), das beim Aufschrau
ben der Ventilkappe (1) auf das Ventilrohr (6) das
Reifenventil öffnet,
dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtung aufweist: - a) einen Absolutdruck-Sensor (23), der mit dem Reifen druck beaufschlagbar ist und der ein dem Reifendruck entsprechendes elektrisches Drucksignal erzeugt;
- b) einen elektronischen Speicher (25), in dem ein aus gewähltes elektrisches Drucksignal oder ein davon abgeleitetes Signal dauerhaft gespeichert werden kann;
- c) einen Mikroprozessor (26) mit einer Arithmetikein heit, die
- - ein neu erzeugtes elektrisches Drucksignal mit dem ausgewählten gespeicherten Drucksignal vergleicht und ein Vergleichssignal erzeugt;
- - die einen Bezug des Vergleichssignals zu einem vor gegebenen Schwellenwert herstellt; und
- - die eine Bildung des Druckanzeigesignals veranlaßt, wenn ein vorgegebener Abstand zwischen Schwellenwert und Vergleichssignal über- oder unterschritten ist; und
- d) einen Starter (27), dessen Betätigung die Bildung und Speicherung des ausgewählten elektrischen Drucksignals veranlaßt.
2. Ventilkappe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Absolutdruck-Sensor (23) als Halbleiterelement ausge
bildet ist und einen piezo-resistiven Wandler oder ein
Wandlersystem mit einer kapazitiven Brückenschaltung auf
weist.
3. Ventilkappe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Signalerzeugungseinrichtung (20) zusätzlich einen
A/D-Wandler (24) aufweist, welcher die in analoger Form
anfallenden elektrischen Drucksignale des Absolutdruck-
Sensor (23) in Digitalsignale umformt.
4. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der elektronische Speicher (25) ein digitaler Speicher
ist, der wenigstens ein 8-Bit-Wort oder ein 16-Bit-Wort
dauerhaft zu speichern vermag.
5. Ventilkappe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der elektronische Speicher ein RAM (random excess
memory) mit einem kontinuierlichen Strombedarf kleiner
1 µA ist.
6. Ventilkappe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der elektronische Speicher ein EEPROM (electrically
erasable programmable read only memory) ist.
7. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Starter einen Schaltkontakt aufweist, der mit Hilfe
des Ventilrohres (6) des Reifenventiles geschlossen
wird.
8. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Starter einen Magnetfeldsensor aufweist, der einen
Permanentmagneten erfaßt, der mit Hilfe einer unabhängig
handhabbaren Hilfsvorrichtung auf die Ventilkappe (1) zu
bewegt oder von dieser entfernt wird.
9. Ventilkappe nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Hilfsvorrichtung als Steckschlüssel ausgebildet ist,
mit dessen Hilfe die Ventilkappe (1) auf das Reifenven
til aufgeschraubt werden kann.
10. Ventilkappe nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Magnetfeldsensor ein magnetisch steuerbarer Transi
stor ist.
11. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventilkappengehäuse (2) einen elastisch verformbaren Abschnitt (4) aufweist; und
der Starter (27) einen Schaltkontakt aufweist, der durch Verformung dieses elastisch verformbaren Gehäuseab schnittes (4) betätigbar ist.
das Ventilkappengehäuse (2) einen elastisch verformbaren Abschnitt (4) aufweist; und
der Starter (27) einen Schaltkontakt aufweist, der durch Verformung dieses elastisch verformbaren Gehäuseab schnittes (4) betätigbar ist.
12. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Mikroprozessor (26) im Regelfalle deaktiviert ist
und lediglich nach einer erneuten Aktivierung die Bil
dung eines neuen, dem dann aktuellen Reifendruck ent
sprechenden elektrischen Drucksignales durch den Abso
lutdruck-Sensor (23) veranlaßt, dieses neue Drucksignal
mit dem ausgewählten gespeicherten Drucksignal ver
gleicht, die Bildung eines Druckanzeigesignals veran
laßt und daraufhin wieder in den deaktivierten Zustand
übergeht.
13. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Signalerzeugungseinrichtung (20) zusätzlich einen
Taktgenerator aufweist, welcher den Mikroprozessor (26)
periodisch aktiviert.
14. Ventilkappe nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Signalerzeugungseinrichtung (20) zusätzlich einen
Beschleunigungssensor aufweist, welcher zwischen Fahr
zeug-Stillstand und fahrendem Fahrzeug unterscheiden
kann, und welcher eine Aktivierung des Mikroprozessors
(26) nur bei fahrendem Fahrzeug zuläßt.
15. Ventilkappe nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine wahlweise Aktivierung des Mikroprozessor (26)
durchgeführt werden kann, etwa wenn eine Reifendruck
kontrolle durchgeführt werden soll.
16. Ventilkappe nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine wahlweise Aktivierung des Mikroprozessor (26) durch
mechanische Einwirkung auf die Ventilkappe (1) möglich
ist.
17. Ventilkappe nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine wahlweise Initiierung des Mikroprozessor (26) be
rührungsfrei erfolgen kann.
18. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilkappe (1) zusätzlich eine elektrisch an
steuerbare Anzeigevorrichtung (31, 32) aufweist, die
optisch dasjenige Druckanzeigesignal darstellt, das nach
der jeweiligen wahlweisen Aktivierung des Mikroprozessor
(26) anliegt.
19. Ventilkappe nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Anzeigevorrichtung wenigstens zwei verschieden-far
bige Lichtquellen (31, 32) aufweist und in Abhängigkeit
vom anliegenden Druckanzeigesignal durch Aufleuchten der
einen oder anderen Lichtquelle eine erste Anzeige ("Rei
fendruck in Ordnung") oder eine zweite Anzeige ("gefähr
liche Druckabweichung") erzeugt wird.
20. Ventilkappe nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
die berührungsfreie Aktivierung des Mikroprozessor (26)
mit Hilfe eines unabhängig handhabbaren Handgerätes,
Fernbedienungselementes oder dergleichen erfolgt, mit
dessen Hilfe eine magnetische, induktive, kapazitive
und/oder telemetrische Kopplung mit dem Mikroprozessor
(26) in der Ventilkappe (1) erfolgen kann.
21. Ventilkappe nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Kopplung über einen mono-funktionalen oder bi
funktionalen Transponder erfolgt.
22. Ventilkappe nach Anspruch 20 oder 21,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Anzeigevorrichtung zur Darstellung des Druckanzeige
signals an dem Handgerät, dem Fernbedienungselement oder
dergleichen ausgebildet ist.
23. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Signalerzeugungseinrichtung (20) zusätzlich einen
Sender zur telemetrischen Übermittlung des/der Druck
anzeigesignale(s) aufweist.
24. Ventilkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Signalerzeugungseinrichtung (20) zusätzlich eine
Stromquelle, insbesondere eine Batterie (29) aufweist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934303591 DE4303591C2 (de) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | Ventilkappe mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Druckanzeigesignals für einen mit einem Ventil ausgerüsteten Fahrzeugreifen |
PCT/EP1994/000340 WO1994018017A1 (de) | 1993-02-08 | 1994-02-07 | Ventilkappe mit einer einrichtung zur erzeugung eines druckanzeigesignals für einen mit einem ventil ausgerüsteten fahrzeugreifen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934303591 DE4303591C2 (de) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | Ventilkappe mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Druckanzeigesignals für einen mit einem Ventil ausgerüsteten Fahrzeugreifen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4303591A1 true DE4303591A1 (de) | 1994-08-11 |
DE4303591C2 DE4303591C2 (de) | 1996-02-22 |
Family
ID=6479878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934303591 Expired - Fee Related DE4303591C2 (de) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | Ventilkappe mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Druckanzeigesignals für einen mit einem Ventil ausgerüsteten Fahrzeugreifen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4303591C2 (de) |
WO (1) | WO1994018017A1 (de) |
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