DE69722336T2

DE69722336T2 - Reifendrucküberwachungssystem

Info

Publication number: DE69722336T2
Application number: DE69722336T
Authority: DE
Inventors: Chee Seong Chua; Sung Jin Jo
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: NXP USA Inc
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1997-08-18
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: EP0832765A2; EP0832765A3; DE69722336D1; US5883305A; EP0832765B1; JP4064503B2; JPH10111205A

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Reifendrucküberwachungssystem und auf eine Vorrichtung für den Fahrer eines motorisierten Fahrzeuges zum Fernüberwachen des Fluiddrucks von Reifen am motorisierten Fahrzeug.

Hintergrund der Erfindung

Eine traditionelle Messgröße, die notwendig zum sicheren Betrieb eines Motorfahrzeuges ist, ist der Reifendruck. Mittels der Verwendung von Elektronik ist es möglich, den Druck jedes Reifens zu messen, und einem Fahrer des Fahrzeuges kontinuierliche Überwachung des Druckes zur Verfügung zu stellen.
Solch ein System schließt im Allgemeinen einen Controller, der am Motorfahrzeug befestigt ist, und Fernschaltungstechnik, die in jedem Reifen zur Erfassung des Reifendruckes lokalisiert ist, und die den erfassten Reifendruck an den Controller sendet, mit ein. Der Controller empfängt den erfassten Reifendruck und zeigt ihn dem Fahrer an.
Wie deutlich werden wird, können die Bereitstellung von Leistung für, und Kommunikation mit der Fernschaltungstechnik, in jedem Reifen des Fahrzeuges beträchtliche Schwierigkeiten darstellen.
Ein bekanntes Verfahren dies zu erreichen ist, eine Batterie in jedem Reifen um der Fernschaltungstechnik Energie bereitzustellen lokalisiert zu haben, und einen Funksender zum Senden des erfassten Reifendruckes, wobei ein Hochftequenzsignal verwendet wird, zu haben. Dieses Verfahren wurde von Epic Technologies entwickelt und auf Seite 59 eines Artikels im Engineering News, welches am 9. Oktober 1995 herausgegeben wurde, veröffentlicht. Aber mit diesem Verfahren ist der Batteriewechsel sehr lästig und zusätzlich wird wegen der hohen Temperatur und Feuchtigkeit, in welcher die Batterie arbeiten muss, die Effizienz der Batterie nachteilig beeinträchtigt.
Eine weiteres bekanntes Verfahren ist, einen Transponder in jedem Reifen angebracht zu haben. Eine On-Board- Antenne, welche an der Fahrzeugkarosserie nahe an jedem einzelnen Reifen angebracht ist, strahlt ein Hochfrequenz- (RF)-Signal aus, welches dem Transponder genügend Energie bereitstellt, damit dieser ein verschlüsseltes Signal senden kann. Das verschlüsselte Signal wird von einem On- Board-Controller empfangen und entschlüsselt. Die entschlüsselte Information identifiziert, welcher Reifen am Fahrzeug das verschlüsselte Signal gesendet hat, und zeigt den erfassten Reifendruck in diesem Reifen an. Dieses Verfahren ist im US Patent Nr. 523580 veröffentlicht, das Texas Instruments Inc. zugewiesen ist.
Während dieses Verfahren die Nachteile des Gebrauchs einer Batterie überwindet, ist es ein Nachteil dieses Verfahrens, dass der Transponder komplexe Schaltungstechnik zum Verschlüsseln der Identifikationsinformation und der Reifendruckdaten vor dem Senden des verschlüsselten Signals benötigt. Folglich ist, wegen der Komplexität der Schaltungstechnik, welche in jedem Reifen erforderlich ist, diese Methode teuer zu implementieren.
Das US Patent Nr. 4,450,431 beschreibt ein Reifendrucküberwachungssystems mit einem Erreger zum Ausbilden eines Signals bei einer ersten Frequenz und einem Konverter, der auf die erste Frequenz reagiert, um ein Signal bei einer zweiten Frequenz zu erzeugen. Das Signal bei der zweiten Frequenz wird als Reaktion auf eine vorbestimmte Änderung des Reifendrucks geändert. Ein Empfänger reagiert zur Bereitstellung einer Anzeige des Reifendrucks auf das Signal bei der zweiten Frequenz.
Zusätzlich wird, abhängig von der Stärke des RF- Signals, welches von der On-Board-Antenne gesendet wird, und von dem Abstand zwischen der On-Board-Antenne und dem Transponder in einem Reifen, die dem Transponder bereitgestellte Leistung schwanken. Folglich kann auch die Stärke des Signals, welches vom Transponder gesendet wird, schwanken, was die Zuverlässigkeit des Betriebs des Transponders beeinträchtigen kann.
Wenn das Fahrzeug in Bewegung ist, kann der rotierende Transponder im Reifen für ausreichende Perioden in die Reichweite der On-Board-Antenne kommen, um zuverlässigen Transponderbetrieb zu haben. Wenn jedoch das Fahrzeug steht, könnten die Schwankungen in der Signalstärke, abhängig von der Ruheposition des Transponders im Reifen, unzuverlässigen Transponderbetrieb verursachen. Dies wiederum führt zu unzuverlässiger Reifendruckerfassung.

Kurze Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung strebt daher an, ein Reifendrucküberwachungssystem bereitzustellen, welches die oben gebannten Probleme des Standes der Technik überwindet oder zumindest reduziert.
Entsprechend stellt die Erfindung ein Reifendrucküberwachungssystem für ein Fahrzeug bereit, wie in Anspruch 1 der beiliegenden Ansprüche angegeben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nun beispielhaft ausführlicher beschrieben, wobei Bezug auf die Zeichnungen genommen wird:
Fig. 1 zeigt schematisch ein Reifendrucküberwachungssystem entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung, welches in einem Fahrzeug angebracht ist;
Fig. 2 zeigt schematisch das Blockdiagramm/Schaltbild des Reifendrucküberwachungssystems in einem der Reifen des Fahrzeugs in Fig. 1;
Fig. 3 zeigt ein detailliertes Schaltbild eines Teiles des Systems von Fig. 2;
Fig. 4 zeigt die relative Positionen der Antennen in einem Reifen und die Antenne, welche an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist; und
Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm, das den Betrieb eines Teils des Reifendrucküberwachungssystems aus Fig. 1 genau darstellt.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 veranschaulicht einen Controller 60, der an der Autokarosserie 10 angebracht ist mit den Ausgängen 75-78, von denen jeder an die Fernübertragungsschaltkreise 30, 35, 36 beziehungsweise 37 gekoppelt ist. Die Fernenergiesendeschaltkreise 30, 35, 36 und 37 sind jeweils an dem Fahrzeug 10 an der Stelle jedes Reifens 16-19 des Fahrzeugs angebracht. Der Controller 60 hat ebenfalls Eingänge 70-73, die jeweils mit Fernempfängern 20, 25, 26 beziehungsweise 27 verbunden sind. Die Fernempfänger 20, 25, 26 und 27 sind jeweils an dem Fahrzeug 10 an der Stelle jedes Reifens 16- 19 des Fahrzeugs angebracht.
In jedem Reifen 16, 17, 18 und 19 des Fahrzeuges 10 ist eine Ferneinheit 11, 12, 13 und 14 angebracht. Jeder der Fernenergiesendeschaltkreise 30, 35, 36 und 37 ist einer der Ferneinheiten 11, 12, 13 beziehungsweise 14 zugeordnet, und jeder der Fernempfänger 20, 25, 26 und 27 ist einem der Fernenergiesendeschaltkreisen 30, 35, 36 beziehungsweise 37 zugeordnet.
Folglich ist es beim Installieren des Reifendrucküberwachungssystems an dem Fahrzeug 10 wichtig, dass die vorgesehenen Eingänge und Ausgänge von dem Controller 60 mit dem Paar von Fernenergiesendeschaltkreisen 30, 35, 36 und 37 und zugehörigen Fernempfängern 20, 25, 26 und 27 an jeder einzelnen Reifenstelle gekoppelt sind.
Zum Beispiel kann ein Ausgang und ein Eingang des Controllers 60 zur Kopplung an ein Paar von Fernsendekreisen und zugehörigen Fernempfängern bestimmt sein, wobei sowohl der Fernsendeschaltkreis als auch der zugehörige Fernempfänger an der Vorne-Links-Reifenstelle angebracht sind. Diese vorbestimmte Festlegung ermöglicht dem Controller 60, den Vorne-Links-Reifen des Fahrzeuges korrekt als überwacht zu identifizieren, und ermöglicht somit dem Controller 60 dem Fahrer des Fahrzeuges eine Anzeige dafür zur Verfügung zu stellen, dass ein Druckerfassungsfehler am Vorne-Links- Reifen erfasst wurde, wenn das Reifendrucküberwachungssystem einen Fehler in diesem Reifen erfasst.
Die Energiesendeschaltkreise 30, 35, 36 und 37 und die Fernempfänger 20, 25, 26 und 27 sind an den Controller 60 durch Verkabelung oder Drähte gekoppelt, aber es kann auch jedes Mittel zur Kopplung von Daten und/oder Leistung eingesetzt werden.
Fig. 2 zeigt den Energiesendeschaltkreis 30, die Ferneinheit 11, den Fernempfänger 20 und den Controller 60, welche betriebsmäßig gekoppelt und am Fahrzeug 10 angebracht sind, um den Druck des Reifens 16 zu überwachen. Der Energiesendeschaltkreis 30 schließt einen Hochfrequenz-(RF) Oszillator 31 mit einem Eingang mit ein, der gekoppelt ist, um ein Aktivierungssignal von einem Ausgang 75 des Controllers 60 zu empfangen. Der Oszillator 31 hat einen Ausgang, der an eine Antenne 32 gekoppelt ist. Die Antenne 32 empfängt das erste RF-Signal vom Oszillator 31 und sendet das erste RF-Signal. Die RF-Antenne 32 ist geformt und relativ zum Reifen 16 angebracht, um das Senden des ersten RF- Signals in der Richtung der Ferneinheit 11 im Reifen 16 zu optimieren. Der Energiesendeschaltkreis 30 fährt mit dem Senden des ersten RF-Signals bis das Aktivierungssignal durch Controller 60 beendet wird, fort.
Der Fernempfänger 20 schließt eine Antenne 21, welche auch an einen LC-Abstimmschaltkreis 22 gekoppelt ist, mit ein. Die Antenne 21 empfängt ein zweites RF-Signal und stellt dem LC-Abstimmschaltkreis 22 das zweite RF-Signal zur Verfügung. Der LC-Abstimmschaltkreis 22 koppelt in erster Linie das zweite RF-Signal an einen RF-Verstärker 23 und dämpft effektiv alle anderen RF-Signale. Der RF- Verstärker 23 verstärkt das zweite RF-Signal und liefert das zweite RF-Signal einem Demodulator 24. Als Reaktion auf den Empfang des zweiten RF-Signals vom RF-Verstärker 23, stellt der Demodulator 24 einem Eingang 70 des Controllers 60 ein Ausgangssignal zur Verfügung. Das Ausgangssignal stellt dem Controller 60 eine Anzeige dafür zur Verfügung, dass das zweite RF-Signal empfangen wurde.
Der Controller 60 ist an Bord des Fahrzeugs 10 angebracht und schließt einen Speicher 63 zum Speichern von Daten und ein ausführbares Programm sowie Ausgänge 75-78 mit ein, wobei jeder der Ausgänge an den Eingang eines Fernenergiesendeschaltkreises 30, 35, 36 beziehungsweise 37 gekoppelt ist. Der Controller 60 liefert zu jeder Zeit sequentiell ein Aktivierungssignal von einem der Ausgänge 75- 78 an den entsprechenden der Energiesendeschaltkreise 30, 35, 36, 37.
Der Controller 60 enthält weiterhin eine gleiche Anzahl von Eingängen 70-73 wie es aus Ausgänge gibt. Jeder der Eingänge 70-73 ist einem der Ausgänge 75-78 zugeordnet, und ist gekoppelt um ein Ausgangssignal von einem der Fernempfänger 20, 25, 26, 27 zu empfangen.
Zusätzlich schließt der Controller 60 einen Prozessor 62, einen Speicher 63 und eine Anzeige 64 mit ein. Die Anzeige 64 hat einen Eingang, welcher gekoppelt ist, um Daten vom Prozessor 62 zu empfangen, und zeigt die empfangenen Daten an. Die Anzeige 64 stellt dem Fahrer eine Anzeige zur Verfügung, was den Status des Reifendruckes der Reifen am Fahrzeug 10 betrifft. Der Prozessor 62 ist auch an den Speicher, 63 die Ausgänge 75-78 und die Eingänge 70-73 gekoppelt.
Der Prozessor 62 führt ein Programm aus, welches im Speicher 63 gespeichert ist, was sequenziell einen der Ausgänge 75-78 dazu bringt, ein Aktivierungssignal bereitzustellen. Der Prozessor 62 überwacht dann die zugeordneten Eingänge 70-73 auf den Empfang des Ausgangssignals. Wenn nach einer vorbestimmten Zeit, von der Bereitstellung des Aktivierungssignals an, das Ausgangssignal nicht von Prozessor 62 empfangen wird, liefert der Prozessor 62 Daten an die Anzeige 64, um anzuzeigen, dass es einen Fehler bei der Druckerfassung von mindestens einem aus der Vielzahl von Reifen des Fahrzeuges 10 gibt. Jedoch liefert der Prozessor 62 dem Fahrer des Fahrzeugs 10 keinerlei Anzeige, wenn die Zeit zwischen der Bereitstellung des Aktivierungssignals und dem Empfang des Ausgangssignals kleiner ist als die vorbestimmte Zeit.
Die Ferneinheit 11 ist an der Felge, an welcher der Reifen 16 angebracht ist, gesichert und schließt Energiesendeschaltkreise 50, 55, 59 und eine Antenne 91, welche an einen Ferneinheitscontroller 90 gekoppelt ist, mit ein. Die Energieempfangsschaltkreise 50, 55, 59 sind entlang eines ringförmigen Weges innerhalb des Reifens 16 angebracht. Jeder der Energieempfangsschaltkreise 50, 55, 59 schließt eine Antenne 50 zum Empfangen des ersten RF-Signals mit ein. Die Antenne 50 ist gekoppelt, um das erste RF-Signal an einen Konverter 59, wie zum Beispiel einen Brückengleichrichter, zu liefern. Der Konverter 59 wandelt das erste RF- Signal in eine Gleichspannung (VDC) und stellt die VDC von einem Ausgang bereit.
Die Antenne 32 des Energiesendeschaltkreises 30 und die Antennen 50 der Ferneinheit 11 dienen dazu, der Ferneinheit im Reifen 16 Leistung zur Verfügung zu stellen. Dies wird erreicht, indem der Energiesendeschaltkreis 30 das erste RF-Signal sendet, die Ferneinheit 11 das erste RF-Signal empfängt und das erste RF-Signal gleichrichtet, um die VDC zu erzeugen. Die VDC bildet die Energiezufuhr für den Ferneinheitscontroller 90 innerhalb des Reifens 16.
Die Energieempfangschaltkreise 50, 55, 59 sind um die Felge von Reifen 16 angeordnet, damit, wie auch immer die Position der Energieempfangsschaltkreise 50, 55, 59 relativ zum Energiesendeschaltkreis 30 ist, immer genügend Leistung von den Energieempfangsschaltkreisen 50, 55, 59 empfangen wird, um zuverlässigen Betrieb des Ferneinheitcontrollers 90 sicherzustellen.
Die Energieempfangsschaltkreise 50, 55, 59 sind im Reifen 16 so angeordnet, dass zumindest einer der Energieempfangsschaltkreise 50, 55, 59 vorteilhaft das erste RF-Signal empfangen und dem Ferneinheitscontroller 90 genügend Leistung zur Verfügung stellen wird, um zuverlässigen Betrieb des Ferneinheitcontrollers 90 sicherzustellen, wenn das Fahrzeug 10 steht.
Zusätzlich hat jeder der Energieempfangschaltkreise 50, 55, 59 einen Ausgang, der in den Zeichnungen mit A markiert ist, welcher an einen Eingang der Ferneinheit 11 gekoppelt ist. Diese Kopplung liefert dem Ferneinheitscontroller 90 das erste RF-Signal. Der Ferncontroller 90 verwendet das erste RF-Signal als Taktsignal, um sauberen Betrieb der internen Schaltungstechnik des Ferneinheitscontrollers 90 sicherzustellen, wobei vorteilhaft der Bedarf nach einem separaten Taktschaltkreis im Reifen und der zusätzliche Bedarf, einem separaten Taktschaltkreis Leistung zur Verfügung zu stellen, vermieden wird.
Fig. 3 zeigt den Ferneinheitscontroller 90, welcher einen Leistungsregulator 105, einen Hysteresisschaltkreis 107, einen Drucksensorschaltkreis 112, einen Komparatorschaltkreis 114, ein ODER-Gate 108, einen RF- Sendeschaltkreis 109 und eine Logikschaltung 111 aufweist.
Der Leistungsregulator 105 ist gekoppelt, um die VDC von den Ausgängen der Energieempfangsschaltkreise 50, 55, 59 zu empfangen, hat einen Eingang um ein Energiefreigabesignal zu empfangen, und einen Ausgang, um eine stabilisierte Spannung bereitzustellen, wenn das Energiefreigabesignal empfangen wird.
Der Hysteresisschaltkreis 107 hat einen Eingang, der gekoppelt ist, um die VDC von den Ausgängen der Energieempfangsschaltkreise 50, 55, 59 zu empfangen. Der Hysteresisschaltkreis 107 hat auch einen Ausgang zur Bereitstellung eines Hysteresishochausgangssignals, wenn die VDC größer ist, als eine vorbestimmte hohe Spannung, und stellt ein Hysteresisniedrigausgangssignal vom Ausgang bereit, wenn das VDC kleiner als eine vorbestimmte niedrige Spannung ist.
Der Drucksensorschaltkreis 112 hat einen Eingang, der gekoppelt ist, um die stabilisierte Spannung vom Ausgang des Leistungsregulators 105 zu empfangen. Der Druckschaltkreis schließt einen Drucksensor zur Erfassung des Druckes im Reifen ein und erzeugt ein Drucksignal, welches den erfassten Druck anzeigt. Zusätzlich hat det Drucksensorschaltkreis 112 einen Ausgang zur Bereitstellung des Drucksignals.
Der Drucksensorschaltkreis 112 benötigt eine stabilisierte Spannungsquelle und nimmt, wenn er in Betrieb ist, einen relativ hohen Strom auf, um zuverlässige Druckerfassung bereitzustellen. Um zuverlässige Druckerfassung sicherzustellen und Energie zu sparen, wird der schaltbare Leistungsregulator 105 auf EIN geschaltet, wenn Druckerfassung erforderlich ist.
Der Komparatorschaltkreis 114 ist gekoppelt, um die stabilisierte Spannung vom Leistungsregulator 105 und das Drucksignal vom Drucksensorschaltkreis 112 zu empfangen. Der Komparator 114 vergleicht das Drucksignal mit einem vorbestimmten Drucksignal, und stellt ein Druckhochausgangssignal von einem Ausgang zur Verfügung, wenn das Drucksignal größer als das vorbestimmtes Drucksignal ist. Der Komparator stellt weiterhin ein Druckniedrigausgangssignal vom Ausgang bereit, wenn das Drucksignal kleiner als das vorbestimmte Drucksignal ist.
Das ODER-Gate 108 hat eine Reihe von Eingängen, von denen jeder an den Ausgang von einem der Energieempfangsschaltkreise 50, 55, 59 gekoppelt ist, um das erste RF- Signal von den Energiesendeschaltkreisen 50, 55, 59 zu empfangen, und um das von einem Ausgang empfangene erste RF- Signal bereitzustellen.
Der RF-Sendeschaltkreis 109 ist gekoppelt, um ein zweites RF-Signal und ein Sendefreigabesignal von Logikschaltung 111 zu empfangen. Der RF-Sendeschaltkreis 109 ist an Antenne 91 gekoppelt und liefert nach dem Empfang des Sendefreigabesignals das zweite RF-Signal an die Antenne. Die Antenne 91 sendet das zweite RF-Signal solange, wie das Sendefreigabesignal an den RF-Sendeschaltkreis 109 geliefert wird.
Die Logikschaltung 111 ist gekoppelt, um die Spannung von den Ausgängen der Energieempfangsschaltkreise 50, 55, 59 zu empfangen, gekoppelt, um das erste RF-Signal vom Ausgang des ODER-Gates 108 zu empfangen, gekoppelt an die Ausgänge des Hysteresisschaltkreises 107 und des Komparatorschaltkreises 114, gekoppelt, um das Energiefreigabesignal an den Leistungsregulator 105 zu liefern, gekoppelt, um das zweite RF-Signal und das Sendefreigabesignal an den RF- Sendeschaltkreis 109 zu liefern.
Die Logikschaltung 111 liefert als Reaktion auf den Empfang des Hysteresishochausgangssignals vom Hysteresisschaltkreis 107 das Energiefreigabesignal an den Leistungsregulator 105. Die Logikschaltung 111 liefert weiterhin als Reaktion auf den Empfang des Druckhochausgangssignals vom Komparatorschaltkreis 114 das Sendefreigabesignal an den RF-Sendeschaltkreis 109.
Eine Zenerdiode 101 ist an die VDC-Zufuhr gekoppelt, um die Schaltungstechnik im Ferneinheitscontroller 90 vor Überspannung zu schützen. Ein Kondensator 103 ist an die VDC-Zufuhr gekoppelt, um Speicherung und Filterung der VDC- Zufuhr bereitzustellen.
Fig. 4 zeigt die relative Anordnung und Orientierung des Energiesendeschaltkreises 30 einschließlich der Antenne 32 und des Oszillators 31. Die Energieempfangsschaltkreise, einschließlich der Antennen 50, sind auch eingeschlossen.
Fig. 5 zeigt in einem Flussdiagramm den Betrieb des Ferneinheitscontrollers 90. Um ein Beispiel zu geben, werden die Energiesendeschaltung 30, die Ferneinheit 11 und der Fernempfänger 20, welcher dem Reifen 16 am Fahrzeug 10 zugeordnet ist, beschrieben. Jedoch ist es selbstverständlich, dass die beschriebenen Schritte gleichermaßen für die anderen Reifen 17, 18, 19 des Fahrzeuges 10 gelten.
In Schritt 205 wird der Automotor gestartet, und der Prozessor 62 aktiviert sequentiell einen der Energiesendeschaltkreise 30, 35, 36 und 37 durch die Ausgänge 75-78. Wenn der Prozessor das Aktivierungssignal an den Energiesendeschaltkreis 30 liefert, erzeugt der Energiesendeschaltkreis 30 das RF-Signal von 125 Kilohertz (khz). Die Antenne 32 des Energiesendeschaltkreises 30 erfüllt eine Funktion ähnlich der einer Primärspule eines Transformators.
Wenn das erste RF-Signal von einem oder mehreren der Energieempfangsschaltkreise 50, 55, 59 empfangen wird, erfüllen die Antennen der Energieempfangsschaltkreise 50 eine Funktion ähnlich der von Sekundärspulen des Transformators.
Der Kondensator 55, welcher einen LC- Abstimmschaltkreis bildet, kann abgestimmt werden, um sicherzustellen, dass das erste RF-Signal in der Antenne 50 des Energieempfangsschaltkreises 30 induziert wird. Das erste RF-Signal, welches in der Antenne induziert wird, wird dann von den Vollbrückengleichrichtern 59 gleichgerichtet, um die VDC zu erzeugen, und die VDC wird an den Ferneinheitscontroller 90 geliefert.
Im Ferneinheitscontroller 90 lädt die VDC den Kondensator 103 und stellt anderer Schaltungstechnik, wie zum Beispiel dem ODER-Gate 108, dem RF-Sendeschaltkreis 109, dem Hysteresisschalter 107, dem Regulator 105 und der Logikschaltung 111, Energiezufuhr zur Verfügung.
Die VDC wird, abhängig Von der Stärke des ersten RF- Signals, welches in der Antenne 50 des Energieempfangsschaltkreises 50, 55, 59 induziert wird, fluktuieren. Wenn die VDC auf einen Wert größer als ein vorbestimmtes Einschaltrücksetzniveau ("power-on-reset level") von Logikschaltung 111 ansteigt, wird die Logikschaltung 11 sich selbst zurücksetzen 210. Das Einschaltrücksetzniveau ist ein bekanntes Merkmal von Logikschaltungen, welches sicherstellt, dass die Logikschaltung zurückgesetzt wird, wenn Energie auf die Logikschaltung gegeben wird. Typischerweise werden Einschaltrücksetzniveaus auf ungefähr 1,5 bis 2 Volt gesetzt.
Der Hysteresisschaltkreis 107 überwacht kontinuierlich die VDC. Wenn der Hysteresisschaltkreis 107 feststellt 215, dass die VDC größer als die vorbestimmte hohe Spannung ist, liefert der Hysteresisschaltkreis 107 die Hysteresishochausgangsspannung an die Logikschaltung 111. Wenn aber der Hysteresisschaltkreis 107 feststellt 215, dass die VDC nicht größer als die vorbestimmte hohe Spannung ist, wird die Hysteresishochausgangsspannung nicht bereitgestellt.
Als Reaktion auf das Empfangen der Hysteresishochausgangsschaltung, liefert der Logikschaltkreis 111 das Enegiefreigabesignal an den Leistungsregulator 105, was den Leistungsregulator 105 auf EIN schaltet 220. Die stabilisierte Spannung des Leistungsregulators setzt den Drucksensorschaltkreis 112 und den Komparator 114 in Betrieb. Der Drucksensorschaltkreis 112 liefert das Drucksignal an den Komparator 114. Der Komparator 114 vergleicht das Drucksignal mit einem vorbestimmten Drucksignal. Das vorbestimmte Drucksignal zeigt den gewünschten Druck für den Reifen 16 des Fahrzeuges 10 an. Der Komparator 114 liefert entweder das Druckhochausgangssignal oder das Druckniedrigausgangssignal an die Logikschaltung 111. Die Logikschaltung speichert ("latches") das Signal, welches vom Komparator empfangen wurde, während der Leistungsregulator 105 auf EIN geschaltet ist. Dies stellt sicher, dass nur Signale, welche vom Ausgang des Komparators 114 erzeugt werden, von der Logikschaltung 111 gelatched werden, wenn zuverlässige Druckermittlung erfolgen kann.
Die Logikschaltung 111 hält, als Reaktion auf den Empfang des Energiefreigabesignals, den Leistungsregulator 105 für eine vorbestimmte Zeit 225 auf EIN, woraufhin die Logikschaltung 107 das Energiefreigabesignal beendet, was den Leistungsregulator 105 auf AUS schaltet. Alternativ überwacht während der Zeit, wenn der Leistungsregulator 105 auf EIN geschaltet ist, die Logikschaltung 111 den Ausgang des Hysteresisschaltkreises 107. Wenn die Logikschaltung 111 feststellt 235, dass das Hysteresisniedrigausgangssignal vom Hysteresisschaltkreis 107 bereitgestellt wird, wodurch angezeigt wird, dass die VDC auf einen Wert unterhalb der vorbestimmten Niedrigspannung gefallen ist, beendet die Logikschaltung 111 das Energiefreigabesignal, was den Leistungsregulator auf AUS schaltet 230.
Die Logikschaltung 111 verfolgt die Zeit, wobei sie einen Zähler verwendet, welcher vom ersten RF-Signal, welches über das ODER-Gate 108 an die Logikschaltung geliefert wird getaktet wird. Somit ist, wenn der Zähler bis zu einem vorbestimmten Wert zählt, die vorbestimmte Zeit abgelaufen. Die vorbestimmte Zeit, in der der Leistungsregulator 105 auf EIN geschaltet ist, beträgt 200 Millisekunden und wird durch die folgende Gleichung bestimmt:
T = C·V/I
wobei,
C: Kondensator 103 mit 220 Mikrofarad.
V: Spannungsdifferenz zwischen der vorbestimmten hohen Spannung und der vorbestimmten niedrigen Spannung für den Betrieb des Hysteresisschaltkreises 107 beträgt 1 Volt.
I: Stromverbrauch des Drucksensorschaltkreises 112 und des Komparators 114 beträgt maximal 1 Milliamper.
In diesem Punkt des Prozesses ist der Leistungsregulator 105 auf AUS geschaltet, und der Komparator 114 hat entweder ein Druckhochausgangssignal oder das Druckniedrigausgangssignal an die Logikschaltung 111 geliefert. Wenn der Leistungsregulator 105 auf AUS geschaltet wird, wird der Kondensator 103 aufgeladen.
Als nächstes überwacht die Logikschaltung 111 den Ausgang des Hysteresisschaltkreises 107 auf das Hysteresishochausgangssignals, um zu bestimmen, ob die VDC, welche vom Hysteresisschaltkreis 107 überwacht wird, größer als die vorbestimmte hohe Spannung ist.
Wenn die VDC kleiner als die vorbestimmte hohe Spannung ist, fährt die Logikschaltung mit der Überwachung des Ausgangs des Hysteresisschaltkreises 107 fort. Wenn die VDC jedoch größer als die vorbestimmte hohe Spannung ist, setzt die Logikschaltung 111 den Zähler zurück und liefert 255 für eine vorbestimmte Sendezeit, wie vom Zähler festgelegt, das Sendefreigabesignal an den RF-Sendeschaltkreis 109.
Wenn das Druckhochausgangssignal vom Ausgang des Komparators 114 durch die Logikschaltung 111 gelatched wird, wird dem RF-Sendeschaltkreis 109 von der Logikschaltung 111 kein Träger zur Verfügung gestellt. Somit wird kein RF- Signal durch den RF-Sendeschaltkreis 109 gesendet.
Wenn aber das Druckniedrigausgangssignal vom Ausgang des Komparators 114 durch die Logikschaltung 111 gelatched wird, wird ein zweites RF-Signal und das Sendefreigabesignal an den RF-Sendeschaltkreis 109 geliefert, und das zweite RF-Signal wird von der Antenne 91, welche an den Ausgang des RF-Sendeschaltkreises 109 gekoppelt ist, für eine bestimmte Sendezeit, wie durch den Zähler festgelegt, gesendet.
Nachdem die vorbestimmte Sendezeit verstrichen ist 260, beendet die Logikschaltung 111 das Sendefreigabesignal, und schaltet dabei 265 den RF-Sendeschaltkreis 109 aus.
Das erste und zweite RF-Signal sind amplitudenmodulierte Signale. Das zweite RF-Signal wird vom Zähler durch Teilung des ersten RF-Signals durch eine ganze Zahl erzeugt, wie es durch Verwendung einer Logikschaltung erreicht werden kann.
Das Reifendrucküberwachungssystem wird periodisch zwischen dem Schalten des Leistungsregulators 105 auf EIN zur Durchführung der Druckermittlung, und zum Schalten des RF- Sendeschaltkreises auf EIN, zum Senden des Status des erfassten Reifendrucks wechseln.
Somit verwendet das Reifendrucküberwachungssystem der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen. Controller, der an die Fernenergiesendeschaltkreise und Fernempfänger gekoppelt ist, um sequentiell eine Ferneinheit in jedem Reifen zu aktivieren. Weil ein Paar eines Fernenergiesendeschaltkreises und eines Fernempfängers jedem Reifen zugeordnet wird und nur das zugeordnete Paar zu einem gegebenen Zeitpunkt aktiviert wird, wird die Verwendung von komplexer Schaltungstechnik in den Reifen zur Identifikation vorteilhaft vermieden. Folglich stellt die vorliegende Erfindung, weil es keinen Bedarf nach Verwendung komplexer Schaltungstechnik gibt, ein einfacheres und wirtschaftlicheres Reifendrucküberwachungssystem bereit.
Zusätzlich ermöglicht die Verwendung von mehreren Energieempfangsschaltkreisen in den Reifen dem Drucküberwachungssystem, ungeachtet der Position des Reifens zuverlässig zu arbeiten, insbesondere wenn ein Fahrzeug steht.
Somit wird ein Reifendrucküberwachungssystem bereitgestellt, welches die Probleme des Standes der Technik überwindet oder zumindest verringert.

Claims

1. Reifendrucküberwachungssystem für ein Fahrzeug, welches eine Vielzahl von Reifen (16-19) aufweist, wobei das Reifendrucküberwachungssystem umfasst:

eine Vielzahl von Ferneinheiten (11, 12, 13, 14), wobei jede Ferneinheit innerhalb eines entsprechenden Reifens aus der Vielzahl von Reifen anzubringen ist, zum Empfangen eines ersten Hochfrequenz-(RF)-Signals, zum Umwandeln des ersten RF-Signals in eine Spannung, zum Stabilisieren der Spannung, zur Erfassung des Drucks in dem Reifen, wobei die stabilisierte Spannung verwendet wird, zur Erzeugung eines zweiten RF-Signals und zum Senden des zweiten RF-Signals, welches verschieden von dem ersten RF-Signal ist, wenn der erfasste Druck um einen bestimmten Betrag von einem vorbestimmten Druck abweicht;

eine entsprechende Vielzahl von Fernenergiesendeschaltkreisen (30, 35, 36, 37) zum Anbringen am Fahrzeug, wobei jeder Fernenergiesendeschaltkreis einem der Vielzahl von Ferneinheiten (11, 12, 13, 14) zugeordnet ist, und mit einem Eingang zum Empfangen eines Aktivierungssignals und einer Antenne (32) zum Senden des ersten RF-Signals als Reaktion auf den Empfang des Aktivierungssignals;

eine entsprechende Vielzahl von Fernempfängern (20, 25, 26, 27) zum Anbringen am Fahrzeug, wobei jeder Fernempfänger einem aus der Vielzahl von Fernenergiesendeschaltkreisen (30, 35, 36, 37) zugeordnet ist, wobei jeder Fernempfänger eine Antenne (21) zum Empfangen des zweiten RF- Signals und einen Ausgang zum Bereitstellen eines Ausgangssignals, wenn das zweite RF-Signal empfangen wird, aufweist; und

einen Controller (60) zum Koppeln an den Eingang von jedem der Fernenergiesendeschaltkreise (30, 35, 36, 37) und zum Koppeln an den Ausgang von jedem der Fernempfänger (20, 25, 26, 27), wobei der Controller sequentiell das Aktivierungssignal zu jedem der Fernenergiesendeschaltkreise (30, 35, 36, 37) sendet, und bestimmt, ob das Ausgangssignal von jedem der Fernempfänger, bevor eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, empfangen wird, wobei der Controller ein Signal erzeugt, welches anzeigt, dass ein Fehler bei der Druckerfassung zumindest bei einem aus der Vielzahl von Reifen vorliegt, wenn das Ausgangssignal nicht von einem der Fernempfänger empfangen wird, nachdem die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist;

dadurch gekennzeichnet, dass jede Ferneinheit (11, 12, 13, 14) einschließt:

ein Mittel zur Leistungsregulierung (105), das gekoppelt ist, um die Spannung und ein Energiefreigabesignal zu empfangen, und um die stabilisierte Spannung bereitzustellen, wenn das Energiefreigabesignal empfangen wird; und

einen Hysteresisschaltkreis (107), der gekoppelt ist, um die Spannung zu empfangen, wobei der Hysteresisschaltkreis einen Ausgang zum Bereitstellen des Hysteresishochausgangssignals, wenn die Spannung größer als eine vorbestimmte hohe Spannung ist, und zum Bereitstellen eines Hysteresisniedrigausgangssignals, wenn die Spannung kleiner als eine vorbestimmte niedrige Spannung, aufweist.

2. Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei jede Ferneinheit weiterhin umfasst:

eine Vielzahl von Energieempfangsschaltkreise (50, 55, 59) zum Anbringen entlang eines ringförmigen Weges innerhalb des Reifens, von denen jeder eine Antenne (50) zum Empfang des ersten RF-Signals, einen Konverter (59) zur Umwandlung des ersten RF-Signals in eine Spannung und einen Ausgang (A) zur Lieferung der Spannung an das Mittel zur Leistungsregulierung (105) und an den Hysteresisschaltkreis (107) aufweist,

einen Drucksensorschaltkreis (112), der gekoppelt ist, um die stabilisierte Spannung vom Ausgang des Mittels zur Leistungsregulierung (105) zu empfangen, mit einem Drucksensor zur Erfassung des Druckes und zur Erzeugung eines Drucksignals, welches den erfassten Druck anzeigt, und einem Ausgang zur Bereitstellung des Drucksignals;

einen Komparatorschaltkreis (114), zum Empfangen der stabilisierten Spannung und des Drucksignals vom Drucksensorschaltkreis (112) gekoppelt ist, mit einem Komparator zum Vergleichen des Drucksignals mit einem vorbestimmten Drucksignal, und einem Ausgang zum Bereitstellen eines Druckhochausgangssignals, wenn das Drucksignal größer als das vorbestimmte Drucksignal ist, und zum Bereitstellen eines Druckniedrigausgangssignals, wenn das Drucksignal kleiner als das vorbestimmte Drucksignal ist;

ein Kopplungsmittel (108) mit einer entsprechenden Vielzahl von Eingängen, wobei jeder Eingang an den Ausgang von einem aus der Vielzahl von Energieempfangsschaltkreisen (50, 55, 59) zum Empfangen des ersten RF-Signals von mindestens einem aus der Vielzahl von, Energieempfangsschaltkreisen, gekoppelt ist, und mit einem Ausgang zum Bereitstellen des empfangenen ersten RF-Signals;

einen RF-Sendeschaltkreis (109), der gekoppelt ist, um das zweite RF-Signal und ein Sendefreigabesignal zu empfangen, und welcher eine Antenne (91) zum Senden des zweiten RF-Signals nach Empfang des Sendefreigabesignals besitzt; und

eine Logikschaltung (111), die zum Empfangen der Spahnung von den Ausgängen der Vielzahl von Energieempfangsschaltkreisen (50, 55, 59) gekoppelt ist, die zum Empfangen des ersten RF-Signals vom Ausgang des Kopplungsmittels (108) gekoppelt ist, die an die Ausgänge des Hysteresisschaltkreises (107) und des Komparatorschaltkreises (114) gekoppelt ist, die gekoppelt ist, um das Energiefreigabesignal dem Mittel zur Leistungsregulierung (105) zur Verfügung zu stellen, und die gekoppelt ist, um das zweite RF- Signal und das Sendefreigabesignal bereitzustellen,

wobei die Logikschaltung (111) das Energiefreigabesignal als Reaktion auf den Empfang des Hysteresishochausgangssignals vom Hysteresisschaltkreis bereitstellt und

wobei der Logikschaltkreis (111) ein Sendefreigabesignal als Reaktion auf den Empfang des Druckhochausgangssignals vom Komparatorschaltkreis bereitstellt.

3. Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 1 wobei der Controller umfasst.

einen Speicher (63) zur Speicherung von Daten und eines ausführbaren Programms;

eine Vielzahl von Ausgängen, wobei jeder Ausgang an den Eingang von einem aus der Vielzahl von Fernenergiesendeschaltkreisen (30, 35, 36, 37) gekoppelt ist, um diesem das Aktivierungssignal zur Verfügung zu stellen;

eine Vielzahl von Eingängen (70, 71, 72, 73, 76, 77, 78), wobei jeder Eingang an den Ausgang von einem aus der Vielzahl von Fernempfängern (20, 25, 26, 27) gekoppelt ist, um das Ausgangssignal von diesem zu empfangen;

eine Anzeige (64) mit einem Eingang, der gekoppelt ist, um Daten zu empfangen, zur Anzeige der empfangenen Daten, und

einen Prozessor (62), der an den Speicher (63), die Vielzahl von Ausgängen, die Vielzahl von Eingängen, und den Eingang der Anzeige gekoppelt ist, wobei der Prozessor zur Ausführung des Programms im Speicher eingerichtet ist, um sequentiell den einen aus der Vielzahl von Eingängen zu veranlassen, das Aktivierungssignal bereitzustellen, um die Vielzahl von Eingängen auf den Empfang des Ausgangssignals zu überwachen, und, wenn das Ausgangssignal nach einer vorbestimmten Zeit ab der Bereitstellung eines Aktivierungssignals nicht empfangen wird, zum Liefern von Daten an die Anzeige (64), um anzuzeigen, dass ein Fehler der Druckerfassung von mindestens einem aus der Vielzahl von Reifen (16-19) vorliegt.

4. Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 1 worin jeder Fernempfänger (20, 25, 26, 27) umfasst:

einen frequenzselektiven Schaltkreis (22) mit einem Eingang zum Koppeln an die Fernempfangsantenne (21) und einem Ausgang, wobei der frequenzselektive Schaltkreis zur vorrangigen Kopplung des zweiten RF-Signals vom Eingang zum Ausgang eingerichtet ist;

einen RF-Verstärker (23), welcher gekoppelt ist, um das zweite RF-Signal vom Ausgang des frequenzselektiven Schaltkreises (22) zu empfangen, und welcher gekoppelt ist, um ein verstärktes zweites RF-Signal bereitzustellen; und

einen Demodulator (24), welcher zum Empfangen des verstärkten zweiten RF-Signals vom RF-Verstärker (23), zum Demodulieren des zweiten RF-Signals, um das Ausgangssignal zu erzeugen gekoppelt ist und der gekoppelt ist, um das Ausgangssignal bereitzustellen.

5. Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei jeder einzelne Fernenergiesendeschaltkreis (30, 35, 36, 37) umfasst:

einen RF-Signalerzeuger (31), der an den Eingang zum Empfangen des Aktivierungssignals, zur Erzeugung des ersten RF-Signals als Reaktion auf den Empfang des Aktivierungssignals gekoppelt ist, und der an die Fernenergiesendeschaltkreisantenne (32) gekoppelt ist, um dieser das erste RF-Signal zur Verfügung zu stellen.

6. Reifendrucküberwachungssystem entsprechend Anspruch 2, wobei der Konverter (59) einen Brückengleichrichter umfasst.

7. Reifendrucküberwachungssystem entsprechend Anspruch 2, wobei das Kopplungsmittel (108) ein ODER-Logik-Gate umfasst.