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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Reifendrucküberwachungssystem und ein Verfahren zum Überwachen von Luftdruck innerhalb eines Luftreifens eines Fahrzeugs. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Reifendrucküberwachungssystem, das einen Reifendruckmesser zur Verwendung beim Einstellen des Luftdrucks in einem Reifen umfasst, und auf ein Verfahren zur Verwendung des Systems.
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Reifenzustandsüberwachungssysteme, und insbesondere Reifendrucküberwachungssysteme, werden zunehmend beliebter. Solche Überwachungssysteme machen einen Fahrzeugbetreiber bzw. -führer aufmerksam bzw. warnen ihn, wenn ein Reifenzustand außerhalb eines vorbestimmten Bereichs fällt. Zum Beispiel wird, wenn ein Reifendruck mit einem Reifendrucküberwachungssystem überwacht wird und der gewünschte Reifendruckbereich 32-38 psi ist, das System den Fahrer auf einen niedrigen Luftdruckzustand aufmerksam machen ansprechend darauf, dass der Luftdruck innerhalb des Reifens unter 32 psi fällt.
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Reifenzustandsüberwachungssysteme unterstützen Fahrzeugführer beim Erhalten eines richtigen Aufblasdrucks in ihren Fahrzeugreifen. Richtiger Aufblasdruck führt zu verringerter Reifenabnutzung, erhöhter Fahrzeugkraftstoffeffizienz und vielen anderen positiven Attributen. Zusätzlich sind viele Fahrzeugaufhängungssysteme zur Verwendung mit Reifen gestaltet, die bestimmte Spezifikationen bzw. Vorschriften erfüllen. Eine der Reifenvorschriften ist der Reifenaufblasdruck. So kann richtiger Aufblasdruck zu einer angenehmeren und manchmal sichereren Fahrzeugfahrt führen.
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Bekannte Reifenzustandsüberwachungssysteme umfassen eine reifenbasierte Einrichtung zum Abfühlen eines Reifenzustands, beispielsweise Luftdruck in einem Reifen. Die Einrichtung überträgt bzw. sendet Signale, die anzeigend für entweder den tatsächlichen Luftdruck im Reifen oder einen Warnzustand sind, wenn der Luftdruck im Reifen außerhalb des vorbestimmten Bereichs ist. Eine fahrzeugbasierte Steuerung empfängt die gesendeten Signale. Eine Anzeige oder ein anderer Indikator bzw. Anzeigevorrichtung ist betriebsmäßig mit der fahrzeugbasierten Steuerung verbunden, um den Fahrzeugführer zu warnen, wenn ein Warnzustand entsteht.
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Die coanhängige Patentanmeldung Nr. 09/687,709, am 12. Oktober 2000 eingereicht und dem Anmelder der vorliegenden Erfindung zugeordnet, offenbart ein Reifenzustandsüberwachungssystem mit einer zugeordneten Antenne, die an jeden Radschacht des Fahrzeugs verdrahtet bzw. angeschlossen ist. Jede Antenne kann betrieben werden, um ein Niedrigfrequenzsignal an eine zugeordnete reifenbasierte Einrichtung zu senden, um Reifenzustandsüberwachung zu initiieren. Die reifenbasierte Einrichtung antwortet auf das Niedrigfrequenzsignal mit einem Hochfrequenzsignal, das einen abgefühlten Reifenzustand und einen Reifenidentifikationscode anzeigt. Die Lage jedes Reifens am Fahrzeug wird durch Anpassen der bekannten Lage der Antenne, die das Niedrigfrequenzsignal sendet, mit dem Identifikationscode von der reifenbasierten Einrichtung bestimmt, die auf das Niedrigfrequenzsignal antwortet.
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Wenn ein Reifenzustandsüberwachungssystem einen Warnzustand anzeigt, beispielsweise einen Niedrigdruckzustand, sollte der Fahrzeugführer entsprechende Abhilfemaßnahmen ergreifen, beispielsweise das Hinzufügen von Luft zu dem entsprechenden Reifen, um den Druck innerhalb des gewünschten Bereichs zu bringen. Leider führen viele Fahrzeugführer keine Luftdruckmesser in ihren Fahrzeugen mit, und viele Luftdruckmesser, die an Servicestationen zur Verfügung gestellt werden, sind ungenau. Daher existiert ein Bedarf nach einem genauen und verlässlichen Luftdruckmeßsystem und -verfahren zum Anzeigen, dass der Luftdruck im Reifen während des Füllvorgangs durch den Fahrzeugführer oder Servicetechniker in den gewünschten Druckbereich gekommen ist.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Reifenaufblasdrucküberwachungssystem zum Überwachen von Luftdruck in einem Reifen. Das Reifendrucküberwachungssystem weist eine reifenbasierte Einheit auf zum Abfühlen von Luftdruck im Reifen und zum Senden eines dafür anzeigenden Drucksignals. Das System weist außerdem eine fahrzeugbasierte Einheit auf zum Empfangen des Drucksignals und zum Vergleichen des Drucksignals mit einem vordefinierten Druckbereich. Die fahrzeugbasierte Einheit kann entweder in (i) einem normalen Betriebsmodus oder (ii) einem Druckmesserbetriebsmodus betrieben werden. Die fahrzeugbasierte Einheit gibt, wenn sie im normalen Betriebsmodus arbeitet, ein Warnsignal aus ansprechend darauf, dass der Luftdruck im Reifen außerhalb des vordefinierten Druckbereichs ist. Die fahrzeugbasierte Einheit gibt, wenn sie im Druckmesserbetriebsmodus arbeitet, ein „Im- Bereich“-Signal aus ansprechend darauf, dass der Luftdruck im Reifen innerhalb des vorbestimmten Druckbereichs ist. Das System weist außerdem einen Schalter und mindestens einen Indikator bzw. eine Anzeigevorrichtung auf. Der Schalter wechselt bei Betätigung den Betriebsmodus der fahrzeugbasierten Einheit. Der mindestens eine Indikator ist betriebsmäßig mit der fahrzeugbasierten Einheit verbunden und wird ansprechend auf den Empfang des Warnsignals erregt, wenn die fahrzeugbasierte Einheit sich im normalen Betriebsmodus befindet, und wird ansprechend auf das „Im-Bereich“-Signal erregt, wenn sich die fahrzeug basierte Einheit im Druckmesserbetriebsmodus befindet. Der Schalter ist dabei entweder an der fahrzeugbasierten Einheit vorgesehen und übermittelt beim Betätigen ein Betriebsmodusumschaltsignal von der fahrzeugbasierten Einheit an die reifenseitigen Einheiten, das die reifenseitigen Einheiten in den Druckmesserbetriebsmodus versetzt, oder der Schalter ist an den reifenseitigen Einheiten vorgesehen und übermittelt beim Betätigen ein Betriebsmodusumschaltsignal von den reifenseitigen Einheiten an die fahrzeugbasierte Einheit, das die fahrzeugbasierte Einheit in den Druckmesserbetriebsmodus versetzt.
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In einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Überwachen von Luftdruck in einem Luftreifen mittels eines solchen Reifenaufblasdrucküberwachungssystems. Während des Verfahrens wird ein Betriebsmodus für eine fahrzeugbasierte Einheit eines Reifendrucküberwachungssystems bestimmt bzw. festgestellt. Die fahrzeugbasierte Einheit hat einen normalen Betriebsmodus und einen Druckmesserbetriebsmodus. Der Luftdruck im Reifen wird mit einer reifenbasierten Einheit abgefühlt, und die reifenbasierte Einheit liefert ein Drucksignal anzeigend für den Druck im Reifen an die fahrzeugbasierte Einheit. Das Drucksignal wird mit einem vorbestimmten Druckbereich verglichen. Ein Warnsignal wird an einen Indikator ausgegeben ansprechend darauf, dass sich die fahrzeugbasierte Einheit im normalen Betriebsmodus befindet und der Luftdruck außerhalb des vorbestimmten Druckbereichs ist. Ein „Im-Bereich“-Signal wird an den Indikator ausgegeben ansprechend darauf, dass sich die fahrzeug basierte Einheit im Druckmesserbetriebsmodus befindet und das Drucksignal innerhalb des vorbestimmten Druckbereichs ist.
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Die vorangegangenen und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute des Gebietes, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, beim Lesen der folgenden Beschreibung offensichtlich werden, unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Reifendrucküberwachungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung; und
- 2 ein Flussdiagramm, das einen Steuerprozess der fahrzeugbasierten Einheit des Reifendrucküberwachungssystems der 1 darstellt;
- 3 ein Flussdiagramm, das einen Steuerprozess der reifenbasierten Einheit des Reifendrucküberwachungssystems der 1 darstellt;
- 4 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Reifendrucküberwachungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
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1 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Reifendrucküberwachungssystems 10 dar, konstruiert gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Reifendrucküberwachungssystem 10 überwacht Luftdruck innerhalb der Reifen 14 eines Fahrzeugs 12. Anhand eines Beispiels stellt 1 schematisch ein Fahrzeug 12 mit vier Reifen 14 dar. Das Fahrzeug 12 kann eine andere Anzahl von Reifen 14 als vier haben. Der Druck in mindestens einem der Reifen 14 wird gemäß der vorliegenden Erfindung überwacht.
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Das Reifendrucküberwachungssystem 10 umfasst eine fahrzeugbasierte Einheit 16 und mindestens eine reifenbasierte Einheit 18. Das Reifendrucküberwachungssystem 10 der 1 umfasst vier reifenbasierte Einheiten 18, wobei jeder Reifen 14 eine zugeordnete reifenbasierte Einheit hat. Die reifenbasierte Einheit 18 jedes Reifens 14 der 1 hat den gleichen allgemeinen Aufbau. Daher wird die folgende Beschreibung eine reifenbasierte Einheit 18 in einem Reifen 14 diskutieren, und die gleichen Bezugszeichen werden verwendet, um die entsprechende Struktur jeder zusätzlichen reifenbasierten Einheit zu identifizieren. Es sei verstanden, dass jede reifenbasierte Einheit 18 in der gleichen Weise arbeitet.
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Die reifenbasierte Einheit 18 umfasst einen Drucksensor 20 zum Abfühlen von Luftdruck im Reifen 14. Der Drucksensor 20 kann jede Bauart eines bekannten Drucksensors sein, der einen Strömungsmitteldruck misst und ein dafür anzeigendes Drucksignal liefert.
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Die reifenbasierte Einheit 18 umfasst außerdem andere Sensoren 22. Die anderen Sensoren 22 überwachen andere Zustände des Fahrzeugreifens 14 oder der reifenbasierten Einheit 14 selbst. Zum Beispiel können die anderen Sensoren 22 die Temperatur des Reifens 14 abfühlen. Als zusätzliche Beispiele können die anderen Sensoren 22 die verfügbare Spannung einer Leistungsversorgung 24 oder andere Betriebsparameter der reifenbasierten Einheit 18 abfühlen. Die anderen Sensoren 22 geben Zustandssignale aus, die repräsentativ für die abgefühlten zugeordneten Zustände sind.
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Der Drucksensor 20 und die anderen Sensoren 22 sind betriebsmäßig mit einer Steuerung 26 verbunden. Die Funktionen der Steuerung 26 könnten unter Verwendung einer oder mehrerer Digital- und/oder Analogschaltungen oder einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung durchgeführt werden. Die Steuerung 26 umfasst Empfängerschaltung (nicht gezeigt) und Senderschaltung (nicht gezeigt) verbunden mit einer Mikrosteuerung (Mikrocontroller) (nicht gezeigt). Ein Timer bzw. eine Zeitsteuer- oder Schaltuhr 28 kann betriebsmäßig mit der Steuerung 26 verbunden sein oder kann alternativ als Teil der Steuerung umfasst sein.
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Ein Speicher 30 ist betriebsmäßig mit der Steuerung 26 verbunden oder kann alternativ einen Teil der Steuerung 26 bilden. Der Speicher 30 umfasst einen Identifikationscode für die reifenbasierte Einheit 18. Der Identifikationscode ist im Allgemeinen einzigartig für jede reifenbasierte Einheit 18.
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Die reifenbasierte Einheit 18 umfasst außerdem eine Leistungsversorgung 24 zum Liefern elektrischer Energie an die verschiedenen Komponenten der reifenbasierten Einheit. Die Leistungsversorgung 24 ist vorzugsweise eine Batterie.
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Die reifenbasierte Einheit 18 umfasst außerdem zwei Antennen 32 und 34. Die Antenne 32 empfängt Signale von der fahrzeugbasierten Einheit 16. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Empfangsantenne 32 für jede reifenbasierte Einheit 18 eine Magnetfeldinduktionsspule, die betriebsmäßig mit der Steuerung 26 verbunden ist. Obwohl andere Antennengestaltungen bzw. -designs für die Empfangsantenne 32 verwendet werden können, ist die Empfangsantenne 32 vorzugsweise geeignet, um Niedrigfrequenz(„LF“)-Signale zu empfangen und die empfangenen Signale an die Steuerung 26 zu übertragen.
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Die Antenne 34 für die reifenbasierte Einheit 18 ist ebenfalls betriebsmäßig mit der Steuerung 26 verbunden. Die Sendeantenne 34 empfängt ein Antwortsignal einschließlich eines Nachrichtenpakets von der Steuerung 26 und sendet das Antwortsignal als ein Hochfrequenz(„HF“ bzw. „RF“)signal an die fahrzeugbasierte Einheit 16.
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Die fahrzeugbasierte Einheit 16 umfasst eine Steuerung 36. Die Steuerung 36 umfasst vorzugsweise eine Mikrosteuerung. Die Funktionen der Steuerung 36 könnten unter Verwendung einer oder mehrerer Digital- und/oder Analogschaltungen oder einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung durchgeführt werden. Die Steuerung 36 umfasst außerdem Empfängerschaltung (nicht gezeigt) und Senderschaltung (nicht gezeigt). Ein Timer 38 kann betriebsmäßig mit der Steuerung 36 verbunden sein oder kann alternativ einen Teil der Steuerung bilden.
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Die Steuerung 36 ist am Körper des Fahrzeugs 12 angebracht. Die Steuerung 36 empfängt elektrische Energie von einer Leistungsversorgung 40, vorzugsweise der Fahrzeugbatterie, durch entsprechende Regulierungsschaltung.
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Ein Speicher 42 ist betriebsmäßig mit der Steuerung 36 verbunden oder kann alternativ einen Teil der Steuerung 36 bilden. Der Speicher 42 speichert Information zum Zuordnen der Lage der reifenbasierten Einheiten 18 zu Stellen des Fahrzeugs 12. Zusätzlich speichert der Speicher 42 Identifikationsinformation zur Verwendung bei der Bestimmung, ob ein von der Steuerung 36 empfangenes Antwortsignal von einer dem Fahrzeug 12 zugeordneten reifenbasierten Einheit 18 stammt.
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Eine Vielzahl von LF-Sendeantennen 44 und eine einzelne RF-Empfangsantenne 46 sind betriebsmäßig mit der Steuerung 36 der fahrzeugbasierten Einheit 16 verbunden. Die fahrzeugbasierte Einheit 16 umfasst eine Sendeantenne 44 für jede zu überwachende reifenbasierte Einheit 18. Daher zeigt 1 vier Sendeantennen 44. Jede Sendeantenne 44 ist an einer Position nahe ihres zugeordneten Reifens 14 des Fahrzeugs 12 gelegen. Vorzugsweise ist jede Sendeantenne 44 in einem zugeordneten Radschacht des Fahrzeugs 12 angebracht. Im Ausführungsbeispiel der 1 sind die Sendeantennen 44 Magnetfeldinduktionsspulen.
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Die Empfangsantenne 46 der fahrzeugbasierten Einheit 16 ist an der Stelle der Steuerung 36 angebracht und empfängt die RFAntwortsignale, die von der Sendeantenne 34 der reifenbasierten Einheiten 18 gesendet werden. Die Empfangsantenne 46 überträgt die empfangenen RF-Antwortsignale an die Steuerung 36.
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Erste und zweite Indikatoren 48 bzw. 50 sind ebenfalls betriebsmäßig mit der Steuerung 36 der fahrzeugbasierten Einheit 16 verbunden. Der erste Indikator 48 in 1 ist eine visuelle/Audioanzeige. Der erste Indikator 48 ist vorzugsweise an oder nahe dem Armaturenbrett (nicht gezeigt) des Fahrzeugs angebracht und ist von innerhalb des Fahrzeugs durch den Fahrzeuginsassen wahrnehmbar. Der erste Indikator 48 kann einem Führer des Fahrzeugs die von den entsprechenden reifenbasierten Einheiten 18 abgefühlten Reifenzustände darstellen. Der visuelle Indikatorteil der Anzeige 48 zeigt Information für den Führer an, und der Audioindikatorteil erzeugt ein hörbares Geräusch. Die Anzeige 48 macht den Führer auf einen Warnzustand aufmerksam, beispielsweise einen abnormal niedrigen Reifendruck, und zeigt den zugeordneten Reifen mit dem abnormalen Zustand an.
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Der zweite Indikator 50 ist von außerhalb des Fahrzeugs 12 an einer Stelle benachbart zu jedem der Reifen 14 mit einer reifenbasierten Einheit 18 wahrnehmbar. Vorzugsweise ist der zweite Indikator 50 ein Audioindikator zum Erzeugen eines hörbaren Geräusches. Anhand eines Beispiels kann der zweite Indikator 50 die Fahrzeughupe sein. Alternativ kann der zweite Indikator 50 ein visueller Indikator sein, beispielsweise eine Lichtquelle.
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Als eine Alternative zu den ersten und zweiten Indikatoren 48 und 50 kann ein einzelner Indikator (nicht gezeigt) verwendet werden, der sowohl von innerhalb des Fahrzeugs 12 als auch von außerhalb des Fahrzeugs wahrnehmbar ist. Zum Beispiel können ein oder mehrere Lichter (nicht gezeigt) verwendet werden, die an der Unterseite des Rückspiegels (nicht gezeigt) angebracht sind, statt separater erster und zweiter Indikatoren 48 und 50.
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In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Betriebsarten- bzw. Modusschalter 52, der dem Fahrzeugführer zugänglich ist, betriebsmäßig mit der Steuerung 36 der fahrzeugbasierten Einheit 16 verbunden. Bei Betätigung sendet der Modusschalter 52 ein Signal an die Steuerung 36, das die Steuerung anweist, den Betriebsmodus umzuschalten, wie unten diskutiert werden wird.
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Die fahrzeugbasierte Einheit 16 der vorliegenden Erfindung arbeitet in einem von zwei Betriebsmodi, einem normalen Betriebsmodus und einem Druckmesserbetriebsmodus. In dem normalen Betriebsmodus gibt die Steuerung 36 der fahrzeugbasierten Einheit 16 systematisch Initiierungs bzw.Einsatzsignale an die Sendeantennen 44 aus und überwacht anschließend auf ein RF- Antwortsignal von den reifenbasierten Einheiten 18 hin. Genau gesagt sendet die Steuerung 36 der fahrzeugbasierten Einheit 16 ein LF-Initiierungssignal an eine der Sendeantennen 44. Die Steuerung 36 überwacht dann auf das RF- Antwortsignal von der der entsprechenden Sendeantenne 44 zugeordneten reifenbasierten Einheit 18 hin.
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Das RF-Antwortsignal umfasst ein Nachrichtenpaket mit einem dieser reifenbasierten Einheit 18 zugeordneten Identifikationscodeteil, einen Drucksignalcodeteil anzeigend für den abgefühlten Luftdruck im Reifen 14 und kann einen weiteren Zustandssignalcodeteil umfassen anzeigend für andere abgefühlte Reifenzustände.
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Beim Empfang des RF-Antwortsignals vergleicht die Steuerung 36 der fahrzeugbasierten Einheit 16 den Identifikationscodeteil mit im Speicher 42 gespeicherten Codes, um zu verifizieren bzw. zu bestätigen, dass das empfangene Nachrichtenpaket von der initiierten reifenbasierten Einheit 18 ist. Nach der Bestätigung bzw. Verifikation des Identifikationscodeteils werden Druck und andere Zustandsinformationen angezeigt. Dieser Prozess wiederholt sich für alle Fahrzeugreifen 14 mit reifenbasierten Einheiten 18.
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Vorzugsweise wird jedes LF-Initiierungssignal in Form eines Magnetfeld- oder Magnetinduktionssignals geliefert. In einem Beispiel ist das LFInitiierungssignal ungefähr 125 kHz.
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Die Signalstärke der Niedrigfrequenz-Initiierungssignale fällt schnell als eine Funktion des Abstandes von den Sendeantennen 44 ab. Die Initiierungssignale werden mit einer Stärke ausgegeben, die nur von einer zugeordneten reifenbasierten Einheit 18 eines Reifens 14 empfangen werden soll, benachbart zu einer Sendeantenne 44 gelegen.
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Es sei bemerkt, dass in einem bevorzugten Beispiel des normalen Betriebsmodus die Kommunikation bzw. Verbindung von der fahrzeugbasierten Einheit 16 zu einer entsprechenden reifenbasierten Einheit 18 über das LF-Initiierungssignal nur ein Stimulus bzw. Reiz ist und keine Information liefert. Die Steuerung 36 „weiß“ jedoch, welche Sendeantenne 44 welcher reifenbasierten Einheit 18 zugeordnet ist, so dass die fahrzeugbasierte Einheit 16 eine Kommunikation mit einer bestimmten reifenbasierten Einheit aufbauen bzw. schaffen kann.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden LF-Initiierungssignale nur in einem Lernmodus verwendet, um die Stellen des Fahrzeugs mit Identifikationscodeteilen von RF-Antwortsignalen abzugleichen. In diesem Ausführungsbeispiel fühlt die Steuerung 26 der reifenbasierten Einheit 18, im normalen Betriebsmodus, Luftdruck im Reifen 14 zu einem ersten Zeitintervall ab und sendet ein RF-Antwortsignal zu einem zweiten Zeitintervall oder beim Auftreten eines Warnzustands.
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Wenn sie im normalen Betriebsmodus arbeitet, d. h. der Modusschalter 52 ist in einer normalen Betriebsposition angeordnet, vergleicht die Steuerung 36 der fahrzeugbasierten Einheit 16, nach dem Verifizieren, dass das Nachrichtenpaket von der initiierten reifenbasierten Einheit 18 empfangen wurde, den empfangenen überwachten Druckwert mit einem vordefinierten Druckbereich. Wenn die Steuerung 36 bestimmt, dass der Druckwert außerhalb des vordefinierten Druckbereichs ist, gibt die Steuerung 36 ein Warnsignal an den ersten Indikator 48 aus. Der erste Indikator48 macht dann den Fahrzeugführer auf den Warnzustand aufmerksam und zeigt, infolgedessen, dass er den einer bestimmten Sendeantenne 44 zugeordneten Identifikationscode einer reifenbasierten Einheit kennt, die Lage des Reifens mit dem Warnzustand an.
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Bei Betätigung in den Druckmessermodus über den Modusschalter 52 sendet die fahrzeugbasierte Einheit 16 Modusschaltersignale über die Sendeantennen 44 zu allen der fahrzeugbasierten Einheit zugeordneten reifenbasierten Einheiten 18. Das Modusschaltersignal ist ein Signal, das anders als das LF-Initiierungssignal ist und jeder reifenbasierten Einheit 18 anzeigt, dass die fahrzeugbasierte Einheit 16 sich im Druckmessermodus befindet. Das Modusschaltersignal kann einen Befehls- oder Bitstrom umfassen, der über Sendeantennen 44 gesendet wird, kann ein LF-Signal umfassen, gesendet auf einer Frequenz, die anders als das LF-Initiierungssignal ist, oder kann andere Formen umfassen, die das Modusschaltersignal von einem Initiierungssignal unterscheiden.
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Wenn sie sich einmal im Druckmessermodus befindet, überwacht die fahrzeugbasierte Einheit 16 auf ein Antwortsignal von irgendeiner der zugeordneten reifenbasierten Einheiten 18 hin. Es wird angenommen, dass der Reifendruck nur in einem Reifen 14 zu einer Zeit eingestellt wird. Beim Empfang eines RF-Antwortsignals von einer der zugeordneten reifenbasierten Einheiten 18 vergleicht die fahrzeugbasierte Einheit 16, nach dem Bestätigen des Identifikationscodeteils des Signals, den durch den Drucksignalteil des RF-Antwortsignals angezeigten Druckwert mit dem vordefinierten Druckbereich. Wenn der Luftdruck innerhalb des vordefinierten Druckbereichs ist, gibt die Steuerung 36 der fahrzeugbasierten Einheit 16 ein „Im-Bereich“-Signal an den zweiten Indikator 50 aus. Ansprechend auf das „Im-Bereich“-Signal gibt der zweite Indikator 50 ein Signal aus, das von einem Fahrzeugführer an einer Stelle benachbart zu einem zugeordneten Reifen 14 wahrgenommen werden kann. Zum Beispiel kann der zweite Indikator 50 ansprechend auf das „Im-Bereich“-Signal ein Signal von drei kurzen Pieptönen der Fahrzeughupe (nicht gezeigt) ausgeben.
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In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gibt die fahrzeugbasierte Einheit 16, wenn sie im Druckmessermodus arbeitet, ein Inkrementsignal bzw. Steigerungssignal an den zweiten Indikator 50 aus, bei jeder Anstiegsveränderung des Druckes in einem zugeordneten Reifen 14. Wenn zum Beispiel der Druckwert eine Druckveränderung um 1 psi in einem zugeordneten Reifen 14 anzeigt, wird das Inkrementsignal an den zweiten Indikator 50 ausgegeben. Ansprechend auf das Inkrementsignal gibt der zweite Indikator 50 ein Signal aus, das anders als das ansprechend auf das „Im-Bereich“-Signal ausgegebene Signal ist. Zum Beispiel kann der zweite Indikator 50, ansprechend auf das Inkrementsignal, ein Signal aus einem kurzen Piepton der Fahrzeughupe (nicht gezeigt) ausgeben.
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Das Flussdiagramm der 2 stellt einen Steuerprozess 200 der fahrzeugbasierten Einheit 16 dar. Der Prozess 200 beginnt in Schritt 202, wo die Zähler zurückgesetzt werden, Speicher geleert werden, Timer zurückgesetzt werden, Anfangs-Flagzustände gesetzt werden, usw.. Der Prozess 200 fährt dann zu Schritt 204 fort. In Schritt 204 wird die Position des Modusschalters 52 überwacht. Der Prozess 200 fährt dann zu Schritt 206 fort. In Schritt 206 bestimmt die fahrzeugbasierte Einheit 16, ob sich der Modusschalter 52 in der Druckmessermodusposition befindet, d. h. ob der Führer des Fahrzeugs den Modusschalter 52 in eine Position zum Betrieb im Druckmessermodus umschaltet bzw. umkippt. Wenn die Bestimmung in Schritt 206 negativ ist, fährt der Prozess 200 zu Schritt 207 fort, wo der normale Betriebsmodus für die Steuerung 36 der fahrzeugbasierten Einheit 16 wieder aufgenommen wird. Der Prozess 200 geht dann in einer Schleife zurück zu Schritt 204.
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Dass der Prozess 200 sich in einer Schleife der Schritte 204, 206 und 207 befindet, bedeutet, dass die fahrzeugbasierte Einheit 16 im normalen Betriebsmodus arbeitet. Andere Prozessschritte des normalen Betriebsmodus sind nicht gezeigt. Wie oben beschrieben sendet die Steuerung 36, im normalen Betriebsmodus, periodisch LF-Initiierungssignale, überwacht auf RF-Antwortsignale hin und zeigt Reifenzustände an.
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Der Prozess 200 fährt von einer bestätigenden Bestimmung in Schritt 206 zu Schritt 208 fort. In Schritt 208 sendet die fahrzeugbasierte Einheit 16 Modusschaltersignale über LF-Sendeantennen 44 zu allen der fahrzeugbasierten Einheit zugeordneten reifenbasierten Einheiten 18. Der Prozess 200 fährt dann zu Schritt 210 fort. In Schritt 210 wird der Timer 38 der fahrzeugbasierten Einheit 16 gestartet. Der Prozess 200 fährt dann zu Schritt 212 fort.
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In Schritt 212 überwacht die fahrzeugbasierte Einheit 16 auf ein RF-Antwortsignal von irgendeiner ihrer zugeordneten reifenbasierten Einheiten 18 hin. Ansprechend auf den Empfang eines RF-Antwortsignals und der Verifikation, durch Identifikationscodevergleich, dass das Antwortsignal von einer ihrer zugeordneten reifenbasierten Einheiten 18 stammt, fährt der Prozess 200 zu Schritt 214 fort. In Schritt 214 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob der vom Signalteil des Nachrichtenpakets des Antwortsignals angezeigte Druckwert im Reifen innerhalb des vordefinierten Druckbereichs ist. Wenn die Bestimmung in Schritt 214 bestätigend ist, fährt der Prozess 200 zu Schritt 216 fort. In Schritt 216 gibt die Steuerung 36 das „Im-Bereich“-Signal an den zweiten Indikator 50 aus, und der zweite Indikator antwortet mit einem entsprechenden wahrnehmbaren Signal. Der Prozess 200 fährt dann zu Schritt 218 fort, und der Druckmessermodus-Steuerprozess endet. In Schritt 218 schaltet die Steuerung 36 zum normalen Betriebsmodus um.
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Alternativ kann, wie in 2 mit gestrichelten Linien gezeigt ist, der Prozess 200 von Schritt 216 zu Schritt 220 fortfahren. In Schritt 220 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob eine vorbestimmte Zeit, bei Y angezeigt, abgelaufen ist, seit der Timer 38 gestartet wurde. Wenn die Zeit Y abgelaufen ist und daher die Bestimmung in Schritt 220 bestätigend ist, fährt der Prozess 200 zu Schritt 218 fort, und der Druckmessermodus-Steuerprozess endet. Wenn der Druckmessermodus-Steuerprozess endet, wird der Modusschalter 52 automatisch in eine normale Betriebsmodusposition zurückgesetzt.
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Wenn die Bestimmung in Schritt 220 negativ ist, fährt der Prozess 200 zu Schritt 222 fort, und die Position des Modusschalters 52 wird wieder überwacht. Der Prozess 200 fährt dann zu Schritt 224 fort. In Schritt 224 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob sich der Modusschalter 52 in der Druckmessermodusposition befindet. Wenn die Bestimmung in Schritt 224 bestätigend ist, geht der Prozess 200 zu Schritt 212 zurück. Wenn die Bestimmung in Schritt 224 negativ ist, und sich der Modusschalter in der normalen Betriebsmodusposition befindet, fährt der Prozess 200 zu Schritt 218 fort, und der Druckmessermodus- Steuerprozess endet. Diese alternativen Schritte gestatten, dass der Luftdruck in mehreren Reifen 14 eingestellt wird, ohne Bedarf, den Modusschalter 52 zwischen Reifen zu betätigen.
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Wiederum Bezug nehmend auf Schritt 214, wenn die Bestimmung negativ ist, fährt der Prozess 200 zu Schritt 226 fort. In Schritt 226 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob der durch den Drucksignalteil des RF-Antwortsignals angezeigte Druckwert eine Druckanstiegsveränderung anzeigt, zum Beispiel ein psi. Wenn die Bestimmung in Schritt 226 bestätigend ist, fährt der Prozess 200 zu Schritt 228 fort. In Schritt 228 gibt die Steuerung 36 der fahrzeugbasierten Einheit 16 ein Inkrementsignal an den zweiten Indikator 50 aus, und der zweite Indikator gibt das entsprechende wahrnehmbare Signal aus. Der Prozess 200 fährt dann zu Schritt 230 fort.
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Wenn die Bestimmung in Schritt 226 negativ ist, fährt der Prozess 200 zu Schritt 230 fort. In Schritt 230 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob die vorbestimmte Zeit Y abgelaufen ist seit der Timer 38 gestartet wurde. Wenn die Bestimmung in Schritt 230 bestätigend ist, fährt der Prozess 200 zu Schritt 218 fort, und der Druckmessermodus-Steuerungsprozess endet. Wenn die Bestimmung in Schritt 230 negativ ist, fährt der Prozess 200 zu Schritt 232 fort.
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In Schritt 232 wird die Position des Modusschalters 52 überwacht. Der Prozess 200 fährt dann zu Schritt 234 fort. In Schritt 234 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob sich der Modusschalter 52 in der Druckmessermodusposition befindet. Wenn die Bestimmung in Schritt 234 bestätigend ist, kehrt der Prozess 200 zu Schritt 212 zurück. Wenn die Bestimmung in Schritt 234 negativ ist, fährt der Prozess 200 zu Schritt 218 fort, und der Druckmessermodus-Steuerungsprozess endet.
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Die reifenbasierte Einheit 18 arbeitet ebenfalls in einem von zwei Betriebsmodi, einem normalen Betriebsmodus und einem Druckmessermodus. In dem normalen Betriebsmodus bleibt die reifenbasierte Einheit 18 im Schlafzustand bis sie ein LF-Initiierungssignal von der fahrzeugbasierten Einheit 16 empfängt. Ansprechend auf das LF-Initiierungssignal „wacht“ die reifenbasierte Einheit 18 „auf“ und fühlt den Luftdruck im Reifen 14 sowie jeden anderen abzufühlenden Reifenzustand ab. Die Steuerung 26 der reifenbasierten Einheit 18 stellt dann das Nachrichtenpaket zusammen einschließlich eines Identifikationscodeteils, des Drucksignalteils und eines Zustandssignalteils, wenn andere Reifenzustände abgefühlt werden. Die Steuerung 26 gibt ein RF-Antwortsignal aus, einschließlich des Nachrichtenpakets, über ihre Sendeantenne 34.
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Die reifenbasierte Einheit 18 „defaults“, d. h. geht standardmäßig in den normalen Betriebsmodus. Wenn sie im normalen Betriebsmodus arbeitet, schaltet jede reifenbasierte Einheit 18 zum Druckmessermodus um ansprechend auf den Empfang eines von der Sendeantenne 44 gesendeten Modusschaltersignals.
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Wenn sie im Druckmessermodus arbeitet, überwacht die reifenbasierte Einheit 18 den Luftdruck im Reifen 14 mit einer erhöhten Rate, verglichen mit wenn sie im normalen Betriebsmodus arbeitet. Vorzugsweise wird, wenn die reifenbasierte Einheit 18 im Druckmesserbetriebsmodus betrieben wird, der Luftdruck im Reifen 14 mindestens zweimal pro Sekunde überwacht. Der überwachte Luftdruck wird in die Steuerung 26 der reifenbasierten Einheit 18 eingegeben. Die Steuerung 26 der reifenbasierten Einheit 18 bestimmt, wann der Druck im Reifen 14 sich um eine vorbestimmte Inkrementierungsgröße verändert hat. Wenn sich der Luftdruck um die vorbestimmte Inkrementierungsgröße verändert hat, stellt die Steuerung 26 der reifenbasierten Einheit 18 ein Nachrichtenpaket zusammen, das einen Identifikationscodeteil und einen Drucksignalteil umfasst. Die Steuerung 26 gibt ein RF-Antwortsignal einschließlich des Nachrichtenpakets über die Sendeantenne 34 aus.
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3 stellt einen Steuerprozess 300 der reifenbasierten Einheit 18 dar. Der Prozess 300 beginnt in Schritt 302, wo die Zähler zurückgesetzt werden, Speicher geleert werden, Timer zurückgesetzt werden, Anfangs-Flagzustände gesetzt werden, usw.. Der Prozess 300 fährt dann zu Schritt 304 fort. In Schritt 304 arbeitet die reifenbasierte Einheit 18 im normalen Betriebsmodus und befindet sich im Schlafzustand. Der Prozess 300 fährt von Schritt 304 zu Schritt 306 fort. In Schritt 306 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob ein Niedrigfrequenzsignal empfangen wurde. Wenn die Bestimmung in Schritt 306 negativ ist, bleibt die Steuerung 26 der reifenbasierten Einheit 18 im Schlafzustand. Wenn die Bestimmung in Schritt 306 bestätigend ist, wacht die Steuerung 26 der reifenbasierten Einheit 18 auf, und der Prozess 300 fährt zu Schritt 308 fort.
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In Schritt 308 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob das empfangene Niedrigfrequenzsignal das Modusschaltersignal ist. Wenn die Bestimmung in Schritt 308 negativ ist, wird angenommen, dass das empfangene LF-Signal das Initiierungssignal war, und der Prozess 300 fährt zu Schritt 310 fort. In Schritt 310 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob wieder in den Schlafmodus eingetreten werden sollte. Wenn das LF-Signal von Schritt 306 das Initiierungssignal ist, ist die Bestimmung in Schritt 310 negativ, und der Prozess 300 fährt zu Schritt 312 fort. Wenn das LF-Signal nicht das Initiierungssignal ist, ist die Bestimmung in Schritt 310 bestätigend, und der Prozess 300 kehrt zu Schritt 304 zurück.
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In Schritt 312 tritt der Prozess 300 in den Normalmodus ein, und die Reifenzustände, einschließlich des Luftdrucks im Reifen 14, werden abgefühlt, das Nachrichtenpaket wird zusammengestellt und ein RF-Antwortsignal wird gesendet. Der Prozess 300 kehrt dann zu Schritt 306 zurück.
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Wiederum Bezug nehmend auf Schritt 308, wenn die Bestimmung bestätigend ist, fährt der Prozess 300 zu Schritt 314 fort. In Schritt 314 schaltet die reifenbasierte Einheit 18, ansprechend auf das Modusschaltersignal, in den Druckmessermodus. Der Prozess 300 fährt dann zu Schritt 316 fort. In Schritt 316 wird der Timer 28 der reifenbasierten Einheit 18 gestartet. Der Prozess 300 fährt dann zu Schritt 318 fort, in dem der Luftdruck im Reifen 14 abgefühlt wird. Der Prozess 300 fährt dann zu Schritt 320 fort.
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In Schritt 320 wird der Luftdruck als P1 gespeichert. Der Prozess 300 fährt dann zu Schritt 322 fort und verzögert sich für einen kurzen Zeitraum, der unter Bezugnahme auf den Timer 28 bestimmt werden kann. In einem Ausführungsbeispiel ist der Verzögerungszeitraum ungefähr die Hälfte einer Sekunde. Der Prozess 300 fährt dann zu Schritt 324 fort, und der Luftdruck im Reifen 14, als P2 angezeigt, wird wiederum abgefühlt. Der Prozess 300 fährt dann zu Schritt 326 fort.
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In Schritt 326 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob der absolute Wert der Differenz zwischen dem Druck P2 und dem Druck P1 größer als eine vorbestimmte Inkrementierungsgröße ist, bei X gezeigt. Wenn die Bestimmung in Schritt 326 bestätigend ist, fährt der Prozess 300 zu Schritt 328 fort. In Schritt 328 wird das Nachrichtenpaket einschließlich des Drucksignals zusammengestellt, und ein RF-Antwortsignal wird übertragen. Der Prozess 300 fährt dann zu Schritt 330 fort, in dem der Druck P1 auf einen Druck gleich dem Druck P2 zurückgesetzt wird. Der Prozess 300 fährt dann zu Schritt 332 fort.
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Wenn die Bestimmung in Schritt 326 negativ ist, fährt der Prozess 200 von Schritt 326 zu Schritt 332 fort. In Schritt 332 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob eine vorbestimmte Zeit, als Tx angezeigt, auf dem Timer 28 abgelaufen ist. Wenn die Zeit Tx abgelaufen ist und daher die Bestimmung in Schritt 332bestätigend ist, kehrt der Prozess 300 zu Schritt 304 zurück. Wenn die Bestimmung in Schritt 332 negativ ist, fährt der Prozess 300 zu Schritt 334 fort. In Schritt 334 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob ein weiteres Modusschaltersignal, das die reifenbasierte Einheit 18 zurück in den normalen Betriebsmodus umschaltet, empfangen wurde. Wenn die Bestimmung in Schritt 334 negativ ist, kehrt der Prozess 300 zu Schritt 322 zurück. Wenn die Bestimmung in Schritt 334 bestätigend ist, kehrt der Prozess 300 zu Schritt 304 zurück.
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Die durch die Flussdiagramme der 2 und 3 dargestellten Prozesse 200 und 300 sind lediglich beispielhaft und sind nicht gedacht, die vorliegende Erfindung zu begrenzen. Alternative Prozesse innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung werden ebenfalls ins Auge gefasst.
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4 stellt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel des Reifendrucküberwachungssystems 10 der vorliegenden Erfindung dar. In 4 dargestellte Strukturen, die ähnlich oder die gleichen Strukturen wie in 1 sind, sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Wie in 4 gezeigt ist ein Modusschalter 52 betriebsmäßig mit jeder reifenbasierten Einheit 18 verbunden, und kein Modusschalter ist betriebsmäßig mit der fahrzeugbasierten Einheit 16 verbunden. Im Ausführungsbeispiel der 4 empfängt die Steuerung 26 für jede reifenbasierte Einheit 18 ein Modusschaltersignal, wenn der dieser reifenbasierten Einheit zugeordnete Modusschalter 52 betätigt wird. Ansprechend auf den Empfang des Modusschaltersignals stellt die Steuerung 26 ein Signal zusammen, einschließlich eines Nachrichtenpakets, das einen Betriebsmodus anzeigt, in den die fahrzeugbasierte Einheit 16 eintreten soll. Die Steuerung 26 gibt dann das Signal über ihre Sendeantenne 34 aus. Beim Empfang des Signals beginnt die fahrzeugbasierte Einheit 16, in dem durch das Nachrichtenpaket angezeigten Modus zu arbeiten.
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Die reifenbasierte Einheit 18 und die fahrzeugbasierte Einheit 16 der 4 setzen sich standardmäßig in den normalen Betriebsmodus zurück. Wenn sie in den Druckmessermodus gesetzt sind, werden die Timer 28 und 38 sowohl in der reifenbasierten Einheit 18 als auch der fahrzeugbasierten Einheit 16 gestartet. Wenn die reifenbasierte Einheit 18 und die fahrzeugbasierte Einheit 16 nicht in einem vorbestimmten Zeitraum zurück in den normalen Betriebsmodus geschaltet werden, wird jede automatisch zurück in den normalen Betriebsmodus schalten.
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Im Ausführungsbeispiel der 4 kann der Modusschalter 52 für jeden Reifen 14 manuell betätigt werden, zum Beispiel durch Herunterdrücken des Ventilschafts, schematisch bei 54 angezeigt. Alternativ kann der Modusschalter 52 für jeden Reifen 14 durch das Halten eines Modusschaltersenders 56 betätigt werden, der als Teil eines schlüssellosen Zugangshandteils (fob) 58 in 4 gezeigt ist, nahe dem entsprechenden Reifen 14, und dem Betätigen eines Schalters 60 am Sender, um ein Kurzbereichssignal vorzusehen, das den Modusschalter 52 der reifenbasierten Einheit 18 benachbart zum Sender elektronisch betätigt. Als weitere Alternative kann der Modusschalter 52 für einen Reifen 14 automatisch betätigt werden, ansprechend auf eine unterbrochene Drehung bzw. Rotation des Reifens für einen vorbestimmten Zeitraum. Eine unterbrochene Drehung des Reifens 14 kann durch Vorsehen eines Zentrifugalschalters (nicht gezeigt) in der reifenbasierten Einheit 18 des Reifens bestimmt werden.
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Aus der obigen Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen entnehmen. Zum Beispiel kann der Modusschalter automatisch in den normalen Betriebsmodus betätigt werden, wenn der Fahrzeuggang eingelegt ist oder wenn die Fahrzeugzündung gestartet wird. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachkönnens sollen von den angefügten Ansprüchen abgedeckt sein.
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Bezugszeichenliste
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1
- 20
- Drucksensor
- 22
- andere Sensoren
- 26
- Steuerung
- 28
- Timer
- 30
- Speicher
- 36
- Steuerung
- 38
- Timer
- 40
- Spannung
- 42
- Speicher
- 48
- Anzeige
- 52
- Modusschalter
- 50
- Druckmesserindikator
-
2
- 202
- Start
- 204
- Auf Schalterposition hin überwachen
- 206
- Ist der Messermodus ausgewählt?
- 207
- Normaler Betriebsmodus
- 208
- Betriebsmodusumschaltsignal senden
- 210
- Timer starten
- 212
- Auf Antwortsignal hin überwachen
- 214
- Ist der Druckwert innerhalb des Bereichs?
- 216
- „Im-Bereich“-Signal ausgeben
- 218
- Ende
- 220
- Ist Zeit Y abgelaufen?
- 222
- Schalterposition überwachen
- 224
- Ist der Messermodus ausgewählt?
- 226
- Zeigt der Druckwert Steigerungsveränderung an?
- 228
- Inkrementsignal ausgeben
- 230
- Ist Zeit Y abgelaufen?
- 232
- Schalterposition überwachen
- 234
- Ist der Schalter im Messermodus?
- Yes
- JA
- No
- NEIN
-
3
- 302
- Start
- 304
- Schlaf
- 306
- LF-Signal empfangen?
- 308
- Modusschaltersignal?
- 310
- Schlafmodus?
- 312
- Normalmodus
- 314
- Zu Messermodus schalten
- 316
- Timer starten
- 318
- Druck abfühlen
- 320
- Druck als P1 speichern
- 322
- Verzögerung
- 324
- Druck P2 abfühlen
- 326
- Ist |P1-P2|X?
- 328
- Antwortsignal senden
- 330
- P1 = P2 zurücksetzen
- 332
- Ist Zeit Tx abgelaufen?
- 334
- Modusschaltersignal?
- Yes
- JA
- No
- NEIN
-
4
- 20
- Drucksensor
- 22
- andere Sensoren
- 26
- Steuerung
- 28
- Timer
- 30
- Speicher
- 36
- Steuerung
- 38
- Timer
- 40
- Spannung
- 42
- Speicher
- 48
- Anzeige
- 50
- Druckmesserindikator
- 52
- Modusschalter
- 60
- Druckmesser
