DE102018205703A1 - Electronic tire module for a tire monitoring system of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Reifenmodul (12) für ein Reifenüberwachungssystem (10) eines Fahrzeuges, aufweisend: eine Modulelektronik (30) zum Erfassen wenigstens eines Reifenbetriebsparameters eines Reifens (3), wenn das Reifenmodul (12) in dem Reifen (3) angeordnet ist, und zum Erzeugen und drahtlosen Senden von Datensignalen (D) in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Erfassung des wenigstens einen Reifenbetriebsparameters; und ein Modulgehäuse (34), in dem die Modulelektronik (30) untergebracht ist. Um einen „plötzlichen Reifendruckverlust“ des Reifens (3) erfassen zu können, ist in dem Modulgehäuse (34) eine Modulkavität (36) ausgebildet, die über eine Luftströmungspassage (38) mit einer Umgebung des Reifenmoduls (12) verbunden ist, und weist das Reifenmodul (12) eine in dem Modulgehäuse (34) untergebrachte Sensoreinrichtung (18) auf, die dazu ausgebildet ist, eine ein vorbestimmtes Ausmaß übersteigende Luftströmung aus der Modulkavität (36) über die Luftströmungspassage (38) heraus in die Umgebung des Reifenmoduls (12) zu erfassen und ein entsprechendes Strömungserfassungssignal (f) an die Modulelektronik (30) zur Erfassung des plötzlichen Reifendruckverlustes auszugeben.The invention relates to an electronic tire module (12) for a vehicle tire monitoring system (10), comprising: module electronics (30) for detecting at least one tire operating parameter of a tire (3) when the tire module (12) is disposed in the tire (3) and generating and wirelessly transmitting data signals (D) in response to a result of the detection of the at least one tire operating parameter; and a module housing (34) housing the module electronics (30). In order to be able to detect a "sudden loss of tire pressure" of the tire (3), a module cavity (36) is formed in the module housing (34) and is connected to an environment of the tire module (12) via an air flow passage (38) Tire module (12) has a sensor device (18) accommodated in the module housing (34) and designed to move a predetermined amount of air flow out of the module cavity (36) via the air flow passage (38) into the environment of the tire module (12). to detect and output a corresponding flow detection signal (f) to the module electronics (30) for detecting the sudden loss of tire pressure.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Reifenmodul für ein Reifenüberwachungssystem eines Fahrzeuges, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Reifenüberwachungssystem aufweisend derartige Reifenmodule, sowie ein Fahrzeug mit einem Reifenüberwachungssystem aufweisend derartige Reifenmodule.The present invention relates to an electronic tire module for a tire monitoring system of a vehicle, according to the preamble of
Derartige elektronische Reifenmodule sind in vielfältigen Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt und weisen auf:
- - eine Modulelektronik zum Erfassen wenigstens eines Reifenbetriebsparameters eines Reifens, wenn das Reifenmodul in dem Reifen angeordnet ist, und zum Erzeugen und drahtlosen Senden von Datensignalen, insbesondere in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Erfassung des wenigstens einen Reifenbetriebsparameters, und
- - ein Modulgehäuse, in dem die Modulelektronik untergebracht ist.
- a module electronics for detecting at least one tire operating parameter of a tire when the tire module is arranged in the tire and for generating and wirelessly transmitting data signals, in particular depending on a result of the detection of the at least one tire operating parameter, and
- - A module housing in which the module electronics is housed.
Bei bekannten Reifenmodulen ist die Modulelektronik oftmals zumindest zum Erfassen eines Reifendrucks des betreffenden Reifens ausgebildet und weist hierfür einen Drucksensor auf.In the case of known tire modules, the module electronics are often designed at least for detecting a tire pressure of the relevant tire and have a pressure sensor for this purpose.
Darüber hinaus kann der zu erfassende wenigstens eine Reifenbetriebsparameter z. B. auch eine Reifentemperatur und/oder eine Beschleunigung an der Anordnungsstelle des Reifenmoduls innerhalb des Reifens umfassen, wofür das Reifenmodul dementsprechend mit einem Temperatursensor und/oder einem Beschleunigungssensor auszustatten ist.In addition, the to be detected at least one tire operating parameters z. B. also include a tire temperature and / or acceleration at the placement of the tire module within the tire, for which the tire module is accordingly equipped with a temperature sensor and / or an acceleration sensor.
Die Datensignale werden üblicherweise mit einem Funksender der Modulelektronik zu einem Funkempfänger des Fahrzeuges übertragen.The data signals are usually transmitted with a radio transmitter of the module electronics to a radio receiver of the vehicle.
Da ein Reifenmodul üblicherweise mit einer elektrischen Batterie zur elektrischen Versorgung der Modulelektronik ausgestattet ist und hierbei eine lange Batterielebensdauer (z. B. etwa entsprechend der typischen Lebensdauer eines Reifens) angestrebt wird, können die vorgesehenen Erfassungen nicht kontinuierlich erfolgen und können Funkdatensignale nur in gewissen zeitlichen Abständen von typischerweise mindestens einigen Sekunden gesendet werden, um eine ausreichend lange Lebensdauer der elektrischen Batterie zu gewährleisten.Since a tire module is usually equipped with an electric battery for the electrical supply of the module electronics and thereby a long battery life (eg, approximately corresponding to the typical life of a tire) is sought, the envisaged detection can not be continuous and can radio data signals only in certain temporal Spaces of typically at least a few seconds are sent to ensure a sufficiently long life of the electric battery.
Falls das Reifenmodul bzw. dessen Modulelektronik mit einem Drucksensor zur Messung des Reifendrucks ausgestattet ist, kann ein damit gebildetes Reifendrucküberwachungssystem somit vorteilhaft z. B. einen Fahrer des betreffenden Fahrzeuges warnen, sobald ein allmählich sinkender Reifendruck eine vorgegebene Reifendruckschwelle unterschreitet.If the tire module or its module electronics is equipped with a pressure sensor for measuring the tire pressure, a tire pressure monitoring system thus formed can thus advantageously z. B. warn a driver of the vehicle in question, as soon as a gradually decreasing tire pressure falls below a predetermined tire pressure threshold.
Die bekannten Reifendrucküberwachungssysteme sind jedoch aufgrund der relativ großen zeitlichen Abstände zwischen den Reifendruckmessungen und entsprechenden Datensignalaussendungen nicht dazu geeignet, einen „plötzlichen Reifendruckverlust“ z. B. infolge einer plötzlich auftretenden Beschädigung des Reifens (z. B. alterungsbedingt oder z. B. nach Überfahren eines scharfkantigen oder spitzen Gegenstandes) zeitnah zu erfassen.However, the known tire pressure monitoring systems are not suitable due to the relatively large time intervals between the tire pressure measurements and corresponding data signal emissions, a "sudden loss of tire pressure" z. B. as a result of sudden damage to the tire (eg., Due to age or, for example, after driving over a sharp-edged or pointed object) to capture promptly.
Im ungünstigsten Fall könnte bei bekannten Reifendrucküberwachungssystemen ein den plötzlichen Reifendruckverlust anzeigendes Datensignal erst nach einer Zeitspanne erzeugt und somit an einen fahrzeugseitigen Empfänger des Systems gesendet werden, die dem zeitlichen Abstand der Datensignalaussendungen entspricht. Für eine Warnung des Fahrers oder eine anderweitige Nutzung dieses Datensignals wäre dies in der Regel zu spät.In the worst case, in known tire pressure monitoring systems, a sudden tire pressure loss indicating data signal could be generated only after a period of time and thus sent to a vehicle-side receiver of the system, which corresponds to the time interval of the data signal emissions. For a warning of the driver or other use of this data signal, this would usually be too late.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend erläuterte Problematik zu beseitigen und insbesondere ein elektronisches Reifenmodul der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass ein damit realisiertes Reifenüberwachungssystem einen plötzlichen Reifendruckverlust zeitnah erfassen kann.It is an object of the present invention to eliminate the above-described problem and in particular to improve an electronic tire module of the type mentioned so that a thus implemented tire monitoring system can detect a sudden loss of tire pressure in a timely manner.
Diese Aufgabe wird durch ein elektronisches Reifenmodul nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung.This object is achieved by an electronic tire module according to
Bei dem erfindungsgemäßen Reifenmodul ist in dem Modulgehäuse ferner eine Modulkavität ausgebildet, die über eine aus dem Modulgehäuse herausführende Luftströmungspassage mit einer Umgebung des Reifenmoduls verbunden ist. Außerdem weist das Reifenmodul eine in dem Modulgehäuse untergebrachte Sensoreinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, eine ein vorbestimmtes Ausmaß übersteigende Luftströmung aus der Modulkavität über die Luftströmungspassage heraus in die Umgebung des Reifenmoduls zu erfassen und ein entsprechendes Strömungserfassungssignal an die Modulelektronik zur Erfassung eines plötzlichen Reifendruckverlustes des Reifens auszugeben.In the tire module according to the invention, a module cavity is further formed in the module housing, which is connected via a leading out of the module housing air flow passage with an environment of the tire module. In addition, the tire module has a sensor device accommodated in the module housing, which is designed to detect a predetermined extent exceeding air flow from the module cavity via the air flow passage out into the environment of the tire module and a corresponding flow detection signal to the module electronics for detecting a sudden loss of tire pressure Tire spend.
Die Funktionsweise ist wie folgt: Bei einem plötzlichen Reifendruckverlust kommt es zu einem raschen und beträchtlichen Absinken des Reifendrucks, also des Drucks in der Umgebung des (im Reifen angeordneten) Reifenmoduls. Demzufolge strömt Luft aus der Modulkavität über die Luftströmungspassage heraus in die Umgebung des Reifenmoduls, wobei je nach Volumen der Modulkavität und je nach Strömungswiderstand der Luftströmungspassage der Druck in der Modulkavität sich binnen einer kurzen „Angleichungszeitspanne“ an den Druck in der Umgebung des Reifenmoduls (Reifendruck) angleicht.The operation is as follows: A sudden loss of tire pressure leads to a rapid and considerable drop in tire pressure, ie the pressure in the vicinity of the tire module (arranged in the tire). As a result, air flows out of the module cavity via the air flow passage into the environment of the tire module, depending on the volume of the module cavity and Depending on the flow resistance of the air flow passage, the pressure in the module cavity adjusts to the pressure in the vicinity of the tire module (tire pressure) within a short "adjustment period".
Die Grundidee der Erfindung besteht darin, als Reifenbetriebsparameter, sei es ausschließlich oder zusätzlich, einen plötzlichen Reifendruckverlust basierend auf der Existenz der genannten Luftströmung während der Angleichungszeitspanne zu erkennen.The basic idea of the invention is to detect as a tire operating parameter, whether exclusive or in addition, a sudden loss of tire pressure based on the existence of said air flow during the adjustment period.
Erfindungsgemäß wird dies durch die in dem Modulgehäuse untergebrachte Sensoreinrichtung realisiert, die ein entsprechendes Strömungserfassungssignal an die Modulelektronik ausgibt, so dass die Modulelektronik den plötzlichen Reifendruckverlust basierend auf dem Strömungserfassungssignal erfassen und beim Erzeugen und drahtlosen Senden der Datensignale entsprechend berücksichtigen kann.According to the invention, this is realized by the sensor device accommodated in the module housing, which outputs a corresponding flow detection signal to the module electronics so that the module electronics can detect the sudden loss of tire pressure based on the flow detection signal and correspondingly take into account the generation and wireless transmission of the data signals.
Wie unten noch beschrieben, ergeben sich basierend auf diesem Erfassungsprinzip vorteilhaft Ausgestaltungen der Sensoreinrichtung mit minimalem Energieverbrauch.As described below, based on this detection principle, embodiments of the sensor device with minimal energy consumption are advantageous.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung einen in der Luftströmungspassage angeordneten Strömungssensor aufweist.In one embodiment, it is provided that the sensor device has a flow sensor arranged in the air flow passage.
Bei dieser Ausführungsform wird die Luftströmung gewissermaßen direkt (als solche) erfasst, wofür gemäß einer ersten Ausführungsvariante vorgesehen sein kann, dass der Strömungssensor eine von der Luftströmung antreibbare Turbine und Signalerzeugungsmittel zur Erzeugung des Strömungserfassungssignals infolge einer Drehung der Turbine aufweist, wobei die Signalerzeugungsmittel z. B. einen durch die Drehung der Turbine drehantreibbaren elektrischen Generator aufweisen können.In this embodiment, the air flow is effectively detected directly (as such), according to a first embodiment may be provided that the flow sensor comprises a turbine driven by the air flow and signal generating means for generating the flow detection signal due to rotation of the turbine, wherein the signal generating means z. B. may have a rotationally driven by the rotation of the turbine electric generator.
Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante der Ausführungsform mit einem Strömungssensor ist vorgesehen, dass der Strömungssensor eine von der Luftströmung verlagerbare und/oder verformbare Klappe und Signalerzeugungsmittel zur Erzeugung des Strömungserfassungssignals infolge einer Verlagerung und/oder Verformung der Klappe aufweist, wobei die Signalerzeugungsmittel z. B. eine piezoelektrische Einrichtung oder z. B. eine Hallsonde oder z. B. einen elektrischen Schalter aufweisen können.According to a second embodiment variant of the embodiment with a flow sensor, it is provided that the flow sensor has a flap which can be displaced and / or deformed by the air flow and signal generating means for generating the flow detection signal as a result of a displacement and / or deformation of the flap, wherein the signal generating means z. B. a piezoelectric device or z. B. a Hall probe or z. B. may have an electrical switch.
Als piezoelektrische Einrichtung kann z. B. eine piezoelektrische Materialschicht vorgesehen sein, welche die Klappe oder einen Teil der Klappe ausbildet, so dass im Falle einer Verformung der Klappe (infolge der Luftströmung) eine als Strömungserfassungssignal an die Modulelektronik ausgebbare Piezospannung entsteht.As a piezoelectric device can, for. Example, a piezoelectric material layer may be provided which forms the flap or a part of the flap, so that in the case of deformation of the flap (due to the air flow) is generated as a flow detection signal to the module electronics outputable piezo voltage.
Für den Fall der Verwendung einer Hallsonde kann z. B. vorgesehen sein, die Hallsonde als einen Bestandteil der Klappe in die Klappe zu integrieren und in einem Bereich einer die Luftströmungspassage begrenzenden Wandung ein Magnetfelderzeugungsmittel, insbesondere z. B. einen Permanentmagneten, anzuordnen, derart, dass bei einer Verlagerung und/oder Verformung der Klappe infolge der Luftströmung sich eine relative Anordnung der Hallsonde und des Magnetfelderzeugungsmittels zueinander verändert. In diesem Fall kann als Strömungserfassungssignal eine Hallspannung von der Modulelektronik erfasst werden. Die Anordnungsstellen der Hallsonde und des Magnetfelderzeugungsmittels können auch miteinander vertauscht sein, d.h. die Sonde kann in einem stationären Bereich der Luftströmungspassage (z. B. Wandung derselben) und das Magnetfelderzeugungsmittel an der Klappe vorgesehen sein.In the case of using a Hall probe can, for. B. be provided to integrate the Hall probe as part of the flap in the flap and in a region of the air flow passage bounding wall a magnetic field generating means, in particular z. As a permanent magnet, to be arranged, such that upon a displacement and / or deformation of the flap due to the air flow, a relative arrangement of the Hall probe and the magnetic field generating means to each other changed. In this case, a Hall voltage can be detected by the module electronics as the flow detection signal. The locations of the Hall probe and magnetic field generating means may also be interchanged, i. the probe may be provided in a stationary region of the air flow passage (eg, wall thereof) and the magnetic field generating means on the flap.
Ein elektrischer Schalter kann z. B. mit zwei elektrischen Schalterkontakten ausgebildet sein, von denen einer an der Klappe und der andere im stationären Bereich der Luftströmungspassage ausgebildet ist, derart, dass bei einer Verlagerung und/oder Verformung der Klappe infolge der Luftströmung dieser Schalter entweder geöffnet oder (bevorzugt) geschlossen wird. In diesem Fall basiert die Erzeugung des von der Modulelektronik zu erfassenden Strömungserfassungssignals auf der Detektion des Schalterzustandes. Insbesondere kann vorgesehen sein, an dem normalerweise geöffneten Schalter eine Spannung anzulegen und das Auftreten der Luftströmung anhand des Stromflusses über den (dann geschlossenen) Schalter zu erfassen.An electrical switch can, for. Example, be formed with two electrical switch contacts, one of which is formed on the flap and the other in the stationary region of the air flow passage, such that at a displacement and / or deformation of the flap due to the air flow, these switches either open or (preferably) closed becomes. In this case, the generation of the flow detection signal to be detected by the module electronics is based on the detection of the switch state. In particular, it may be provided to apply a voltage to the normally open switch and to detect the occurrence of the air flow on the basis of the current flow via the (then closed) switch.
Bei den bis hierher beschriebenen Ausführungsformen der Sensoreinrichtung ist eine direkte Erfassung der ein vorbestimmtes Ausmaß übersteigenden Luftströmung vorgesehen. Das vorbestimmte Ausmaß kann hierbei in weiten Grenzen durch die Wahl von konstruktiven Details des Strömungssensors eingestellt werden.In the embodiments of the sensor device described so far, a direct detection of the air flow exceeding a predetermined extent is provided. The predetermined extent can be set within wide limits by the choice of design details of the flow sensor.
In einer anderen Ausführungsform ist eine insofern indirekte Erfassung der Luftströmung dadurch realisiert, dass die Sensoreinrichtung einen im Bereich des Modulgehäuses angeordneten Druckdifferenzsensor zur Messung einer Druckdifferenz zwischen einem Druck in der Gehäusekavität und einem Druck in der Umgebung des Reifenmoduls aufweist.In another embodiment, an indirect detection of the air flow is realized in that the sensor device has a arranged in the region of the module housing pressure difference sensor for measuring a pressure difference between a pressure in the housing cavity and a pressure in the vicinity of the tire module.
Das Funktionsprinzip dieser Ausführungsform beruht auf dem physikalischen Umstand, dass die Luftströmungsrate durch die Luftströmungspassage stets in guter Näherung proportional zur Druckdifferenz der Drücke beiderseits der Luftströmungspassage ist. Diese Druckdifferenz ist daher quantitativ repräsentativ für das Ausmaß der Luftströmung durch die Luftströmungspassage. Auch bei dieser Ausführungsform kann durch geeignete Wahl von konstruktiven Details des Druckdifferenzsensors das die „Druckverlust-Erfassung auslösende“ vorbestimmte Ausmaß der Luftströmung in weiten Grenzen eingestellt werden.The operating principle of this embodiment is based on the physical fact that the air flow rate through the air flow passage always in good approximation proportional to the pressure difference of the pressures on both sides of Air flow passage is. This pressure difference is therefore quantitatively representative of the extent of air flow through the air flow passage. Also in this embodiment, by appropriate choice of design details of the pressure difference sensor, the "pressure loss detection triggering" predetermined amount of air flow can be set within wide limits.
In einer speziellen Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Druckdifferenzsensor eine wenigstens teilweise aus piezoelektrischem Material gebildete Membran aufweist, die auf einer Seite durch den Druck in der Gehäusekavität und auf der anderen Seite durch den Druck in der Umgebung des Reifenmoduls belastet wird.In a specific embodiment of this embodiment, it is provided that the pressure difference sensor has a membrane formed at least partially of piezoelectric material, which is loaded on one side by the pressure in the housing cavity and on the other side by the pressure in the vicinity of the tire module.
Beispielsweise kann die Membran auf wenigstens einer ihrer Flachseiten eine Beschichtung aus piezoelektrischem Material aufweisen, so dass deren daran erzeugte Piezospannung als das Strömungserfassungssignal von der Modulelektronik erfasst werden kann.For example, the membrane may have on at least one of its flat sides a coating of piezoelectric material, so that the piezoelectric voltage generated thereon can be detected as the flow detection signal from the module electronics.
Alternativ kommt z. B. in Betracht, einerseits einen elektrisch leitfähig ausgebildeten mittleren Abschnitt der Membran und andererseits einen dazu benachbart stationär im Bereich der Strömungspassage angeordneten elektrischen Leiter als Kontakte eines elektrischen Schalters in der oben bereits beschriebenen Weise zur Erzeugung des von der Modulelektronik zu erfassenden Strömungserfassungssignals zu nutzen.Alternatively comes z. B. into consideration, on the one hand to use an electrically conductive middle section of the membrane and on the other hand adjacent thereto stationarily arranged in the flow passage electrical conductor as contacts of an electrical switch in the manner already described above for generating the module electronics to be detected flow detection signal.
Je nach konkreter Ausgestaltung der Sensoreinrichtung bei einem erfindungsgemäßen Reifenmodul ist nicht immer auszuschließen, dass Gravitationskräfte und während einer Drehung des betreffenden Fahrzeugreifens auch Zentrifugalkräfte den Erfassungsvorgang beeinflussen. In einer Ausführungsform weist das Reifenmodul daher einen Beschleunigungssensor auf und die Modulelektronik ist dazu ausgebildet, ein von dem Beschleunigungssensor geliefertes Beschleunigungssensorsignal im Sinne einer Kompensation der genannten Beinflussung bei der Erfassung des plötzlichen Reifendruckverlusts zu berücksichtigen (Zusätzlich kann das Beschleunigungssensorsignal z. B. von der Modulelektronik zur Erfassung einer Drehgeschwindigkeit und/oder Drehstellung des Fahrzeugreifens verarbeitet werden). Alternativ oder zusätzlich kann speziell bei der Verwendung einer Klappe oder einer Membran auch vorgesehen sein, die genannte Beeinflussung dadurch klein zu halten, dass eine Anordnung der Klappe bzw. der Membran vorgesehen wird, bei der eine Ebene der Klappe bzw. der Membran wenigstens annähernd eine Radialebene des Fahrzeugreifens darstellt.Depending on the specific configuration of the sensor device in a tire module according to the invention, it can not always be ruled out that gravitational forces and, during a rotation of the relevant vehicle tire, centrifugal forces also influence the detection process. In one embodiment, the tire module therefore has an acceleration sensor and the module electronics are designed to take into account an acceleration sensor signal supplied by the acceleration sensor in order to compensate for the aforementioned influence on the detection of the sudden loss of tire pressure (in addition, the acceleration sensor signal may for example be provided by the module electronics processed to detect a rotational speed and / or rotational position of the vehicle tire). Alternatively or additionally, especially with the use of a flap or a membrane, it may also be provided to minimize the aforementioned influence by providing an arrangement of the flap or membrane in which one plane of the flap or membrane is at least approximately one Radial level of the vehicle tire represents.
Das erfindungsgemäße Reifenmodul (bzw. dessen Modulelektronik) ist bevorzugt so ausgebildet, dass auf eine Erfassung eines plötzlichen Reifendruckverlustes sofort ein diese Erfassung anzeigendes Datensignal gesendet wird.The tire module according to the invention (or its module electronics) is preferably designed such that a detection of a sudden loss of tire pressure immediately sends a data signal indicating this detection.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist ein Reifenüberwachungssystem für ein mit Fahrzeugreifen ausgestattetes Fahrzeug vorgesehen, aufweisend ein oder mehrere elektronische Reifenmodule der hier beschriebenen Art und eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von Datensignalen, die von den elektronischen Reifenmodulen gesendet werden.In accordance with another aspect of the invention, there is provided a tire monitoring system for a vehicle tire-equipped vehicle, comprising one or more electronic tire modules of the type described herein and receiving means for receiving data signals transmitted by the electronic tire modules.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem Fahrassistenzsystem vorgesehen, beispielsweise mit einem ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm) und/oder ABS (Antiblockiersystem), und mit einem Reifenüberwachungssystem aufweisend ein oder mehrere elektronische Reifenmodule der hier beschriebenen Art, wobei das Reifenüberwachungssystem dazu ausgebildet ist, im Falle der Erfassung eines plötzlichen Reifendruckverlustes ein diese Erfassung anzeigendes Datensignal an das Fahrassistenzsystem auszugeben.According to a further aspect of the invention, a vehicle is provided with a driver assistance system, for example with an ESP (Electronic Stability Program) and / or ABS (Anti-lock Braking System), and with a tire monitoring system comprising one or more electronic tire modules of the type described here, wherein the tire monitoring system is designed for this purpose is, in the case of detecting a sudden loss of tire pressure to output this detection indicating data signal to the driving assistance system.
In vielen Anwendungsfällen ermöglicht der Einsatz der Erfindung eine beträchtliche Verbesserung der Funktionalität von Fahrassistenzsystemen wie insbesondere einem ESP. Bei herkömmlichen Fahrzeugen führt ein plötzlicher Reifendruckverlust an einem Reifen in der Regel zu einer sofortigen Abschaltung des ESP, und zwar deshalb, weil eine ordnungsgemäße Funktion des ESP eine ordnungsgemäße Erfassung der einzelnen Raddrehgeschwindigkeiten der einzelnen Räder voraussetzt, wobei jedoch eine drastische Veränderung des dynamischen Radradius eines Reifens infolge des plötzlichen Druckverlustes an diesem Reifen fehlerhafte bzw. unplausible Messwerte für die Raddrehgeschwindigkeiten bewirkt und für diesen Fall die Abschaltung des ESP vorgesehen ist. Dasselbe gilt für den Fall, dass solche fehlerhaften bzw. unplausiblen Messwerte der Raddrehgeschwindigkeiten aufgrund eines Defekts der hierfür eingesetzten Sensorik (z. B. im Fahrzeug angeordnete Drehwinkelgeber an jedem Fahrzeugrad) bewirkt werden. Bei bekannten Fahrzeugen kann das ESP zwischen den Fällen eines Reifendruckverlustes und eines Defekts an der Sensorik zur Drehgeschwindigkeitsmessung nicht unterscheiden.In many applications, the use of the invention allows a considerable improvement in the functionality of driver assistance systems, in particular an ESP. In conventional vehicles, sudden tire pressure loss on a tire typically results in immediate shutdown of the ESP, because proper operation of the ESP requires proper detection of individual wheel rotational speeds of the individual wheels, but with a drastic change in the dynamic wheel radius Tire due to the sudden pressure loss on this tire causes erroneous or implausible measurements for the Raddrehgeschwindigkeit and in this case the shutdown of the ESP is provided. The same applies to the case where such erroneous or implausible measured values of the wheel rotational speeds are caused due to a defect in the sensor system used for this purpose (for example, rotational angle sensors arranged in the vehicle on each vehicle wheel). In known vehicles, the ESP can not distinguish between the cases of a tire pressure loss and a defect in the sensor for measuring rotational speed.
Unter Einsatz der Erfindung ist jedoch eine solche Unterscheidbarkeit vorteilhaft ermöglicht, da im Falle eines plötzlichen Reifendruckverlustes ein dies anzeigendes Datensignal sofort von der betreffenden Modulelektronik zu einem im Fahrzeug angeordneten Empfänger gesendet und fahrzeugseitig sofort dem ESP bereitgestellt werden kann.Using the invention, however, such distinctness is advantageously made possible, since in the case of a sudden loss of tire pressure, a data signal indicating this can be sent immediately from the relevant module electronics to a receiver arranged in the vehicle and immediately provided to the ESP on the vehicle side.
Basierend auf dieser zeitnahen Information des ESP, vor allem wenn das ausgehend vom betreffenden elektronischen Reifenmodul gesendete Datensignal auch eine Lokalisierungsinformation enthält, d. h. die Information, an welchem Reifen des Fahrzeuges der plötzliche Reifendruckverlust aufgetreten ist, kann das ESP vorteilhaft in einen entsprechenden speziellen ESP-Betriebsmodus wechseln, in dem für die Stabilisierung der Fahrdynamik des Fahrzeuges dem Umstand eines mehr oder weniger „platten Reifens“ in geeigneter Weise Rechnung getragen wird. Beispielsweise können in diesem Betriebsmodus spezielle Eigenschaften eines platten Reifens (im Unterschied zu einem ordnungsgemäß luftgefüllten Reifens) berücksichtigt werden oder z. B. eine möglichst geringe mechanische Beanspruchung des platten Reifens vorgesehen werden. Based on this timely information of the ESP, especially if the data signal sent from the respective electronic tire module also contains localization information, ie the information on which tire of the vehicle the sudden tire pressure loss has occurred, the ESP can advantageously enter a corresponding special ESP operating mode change, in which for the stabilization of the driving dynamics of the vehicle, the circumstance of a more or less "flat tire" is taken into account in a suitable manner. For example, in this mode of operation, special characteristics of a flat tire (as opposed to a properly air-filled tire) may be taken into account or, for example, as follows: B. the lowest possible mechanical stress of the flat tire can be provided.
Mithin ermöglicht die Erfindung vorteilhaft auch nach einem plötzlichen Reifendruckverlust eine Funktionalität des ESP oder eines anderen Fahrassistenzsystems aufrechtzuerhalten.Thus, the invention advantageously makes it possible to maintain a functionality of the ESP or of another driver assistance system even after a sudden loss of tire pressure.
Insbesondere mit den hier beschriebenen Ausgestaltungen der im Reifenmodul erfindungsgemäß vorgesehenen Sensoreinrichtung kann eine zeitnahe Erfassung dieses Druckverlustes mit vertretbarem (niedrigen) Stromverbrauch realisiert werden, um vorteilhaft eine hohe Batterielebensdauer sicherzustellen.In particular with the embodiments of the sensor module provided according to the invention in the tire module, a timely detection of this pressure loss can be realized with reasonable (low) power consumption in order to advantageously ensure a high battery life.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen jeweils schematisch dar:
-
1 eine Seitenansicht eines Fahrzeugreifens mit einem darin angeordneten elektronischen Reifenmodul, sowie ein Blockschaltbild eines Teils einer Fahrzeugelektronik zum Empfangen und Verarbeiten von Datensignalen des Reifenmoduls, -
2 ein Blockschaltbild desim Ausführungsbeispiel von 1 verwendeten Reifenmoduls, -
3 eine Seitenansicht desReifenmoduls von 1 gemäß einer ersten konstruktiven Ausführungsvariante, -
4 eine teilweise Seitenansicht des Reifenmoduls gemäß einer zweiten konstruktiven Ausführungsvariante, und -
5 eine teilweise Seitenansicht des Reifenmoduls gemäß einer dritten konstruktiven Ausführungsvariante.
-
1 a side view of a vehicle tire with an arranged therein electronic tire module, and a block diagram of a part of a vehicle electronics for receiving and processing of data signals of the tire module, -
2 a block diagram of the embodiment of1 used tire module, -
3 a side view of the tire module of1 according to a first constructional variant, -
4 a partial side view of the tire module according to a second constructive embodiment, and -
5 a partial side view of the tire module according to a third constructive variant.
In dem Reifen
Das elektronische Reifenmodul
Die vom Reifenmodul
Die von dem in
Die Steuereinrichtung
Das Reifenmodul
Ferner weist das Reifenmodul
Ferner weist das Reifenmodul
Die Erfassungssignale
Die Rechnereinheit
Da im Hinblick auf eine angestrebte Lebensdauer des batteriebetriebenen Reifenmoduls
Die Modulelektronik
Das Reifenmodul
Die in
Die in dem Modulgehäuse
Im dargestellten Beispiel stellt die Turbine
Wenn also ein plötzlicher Reifendruckverlust auftritt, so führt dies zu einer kurzzeitigen Drehung der Turbine
Vorteilhaft erhält somit ein von dem Reifenmodul
Der „plötzliche Reifendruckverlust“ kann im Rahmen der Erfindung insbesondere im Hinblick auf eine bestimmte zeitliche Mindestdruckverlustrate definiert sein, z. B. mindestens 0,1 bar/s oder z. B. mindestens 0,5 bar/s.The "sudden tire pressure loss" may be defined in the context of the invention, in particular with regard to a certain minimum time pressure loss rate, z. B. at least 0.1 bar / s or z. B. at least 0.5 bar / s.
Ausgehend von einer derartigen, im konkreten Anwendungsfall gewählten Definition können darauf abgestimmt das Volumen der Modulkavität und der Strömungswiderstand der Luftströmungspassage insbesondere so gewählt werden, dass die „Angleichungszeitspanne“, innerhalb derer sich der Druck in der Kavität an den Druck in der Umgebung des Reifenmoduls (Reifendruck) angleicht, z. B. im Bereich von 0,05 bis 1 s liegt. Während dieser Zeitspanne kommt es zu einer pulsartigen Luftausströmung aus der Modulkavität heraus, deren Ausmaß (z. B. über diese Zeitspanne gemittelte Massenstrom- oder Volumenstromrate) dann dasjenige Ausmaß an Luftströmung darstellt, welches die Sensoreinrichtung als „plötzlichen Druckverlust“ erfassen soll.Based on such a definition chosen in the specific application, the volume of the module cavity and the flow resistance of the air flow passage can be chosen in particular such that the "adjustment period" within which the pressure in the cavity is equal to the pressure in the vicinity of the tire module ( Tire pressure), z. B. is in the range of 0.05 to 1 s. During this period, a pulse-like outflow of air out of the module cavity occurs, the extent of which (eg averaged over this period) Mass flow or volumetric flow rate) then represents that amount of air flow which the sensor device should detect as a "sudden pressure loss".
Besonders bevorzugt ist im Falle eines mit einem Fahrassistenzsystem ausgestatteten Fahrzeug, dass die Erfassung des plötzlichen Reifendruckverlustes von der Steuereinrichtung
Bei der nachfolgenden Beschreibung von weiteren Ausführungsbeispielen werden für gleichwirkende Komponenten die gleichen Bezugszahlen verwendet, jeweils ergänzt durch einen kleinen Buchstaben zur Unterscheidung der Ausführungsform. Dabei wird im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu dem bzw. den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen eingegangen und im übrigen hiermit ausdrücklich auf die Beschreibung vorangegangener Ausführungsbeispiele verwiesen.In the following description of further embodiments, the same reference numerals are used for equivalent components, each supplemented by a small letter to distinguish the embodiment. In this case, essentially only the differences to the or the already described embodiments will be discussed and in the remainder hereby expressly made to the description of previous embodiments.
Dieses Sensorteil
Die Sensoreinrichtung weist einen im Bereich des Modulgehäuses
Der Druckdifferenzsensor weist eine aus piezoelektrischem Material gebildete Membran auf, die auf einer Seite (in
Da im Falle einer Luftausströmung durch die Luftströmungspassage
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeugradvehicle
- 22
- Felgerim
- 33
- Reifentires
- 44
- Raddrehungwheel rotation
- 1010
- ReifenüberwachungssystemTire monitoring system
- 1212
- elektronisches Reifenmodulelectronic tire module
- 1414
- Drucksensorpressure sensor
- pp
- DrucksensorsignalPressure sensor signal
- 1616
- Beschleunigungssensoraccelerometer
- aa
- BeschleunigungssensorsignalAcceleration sensor signal
- 1818
- Sensoreinrichtungsensor device
- ff
- StrömungserfassungssignalFlow detection signal
- 2020
- Rechnereinheitcomputer unit
- 2222
- Speichereinheitstorage unit
- 2424
- Funksenderradio transmitter
- DD
- FunkdatensignalRadio data signal
- 3030
- Modulelektronikmodule electronics
- 3232
- Batteriebattery
- 3434
- Modulgehäusemodule housing
- 3636
- ModulkavitätModulkavität
- 3838
- LuftströmungspassageAir flow passage
- 4040
- Funkempfängerradio receiver
- 4242
- Datenbussystemdata bus system
- 4444
- Steuereinrichtungcontrol device
- 4646
- Rechnereinheitcomputer unit
- 4848
- Speichereinheitstorage unit
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018205703.6A DE102018205703A1 (en) | 2018-04-16 | 2018-04-16 | Electronic tire module for a tire monitoring system of a vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018205703.6A DE102018205703A1 (en) | 2018-04-16 | 2018-04-16 | Electronic tire module for a tire monitoring system of a vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018205703A1 true DE102018205703A1 (en) | 2019-10-17 |
Family
ID=68053403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018205703.6A Ceased DE102018205703A1 (en) | 2018-04-16 | 2018-04-16 | Electronic tire module for a tire monitoring system of a vehicle |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE102018205703A1 (en) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |