WO1997000784A1 - Verfahren zum betreiben einer einrichtung zum überwachen und drahtlosen signalisieren einer druckänderung in luftreifen an fahrzeugen - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer einrichtung zum überwachen und drahtlosen signalisieren einer druckänderung in luftreifen an fahrzeugen Download PDF

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WO1997000784A1
WO1997000784A1 PCT/EP1996/002304 EP9602304W WO9700784A1 WO 1997000784 A1 WO1997000784 A1 WO 1997000784A1 EP 9602304 W EP9602304 W EP 9602304W WO 9700784 A1 WO9700784 A1 WO 9700784A1
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WO
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pressure
signal
tire
time intervals
transmitter
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PCT/EP1996/002304
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Inventor
Günter Uhl
Norbert Normann
Gunter Lothar Schulze
Ralf Kessler
Original Assignee
Doduco Gmbh + Co. Dr. Eugen Dürrwächter
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver

Definitions

  • the invention is based on a method with the features specified in the preamble of claim 1.
  • a method is known from DE 43 03 583 A1.
  • This document discloses a device with a device arranged in the valve of the pneumatic tire for generating a wirelessly communicable pressure decrease display signal with a battery as the current source, with a preferably semiconducting, piezo-resistive pressure sensor, with an analog-digital converter for digitizing the pressure signal obtained by the pressure sensor, with a memory for storing the pressure signal, with a comparator which compares the pressure signal with a previously stored comparison pressure signal, with a transmitter and with a timer which activates the device from time to time and otherwise for Keeps purposes of Stromein ⁇ saved switched off.
  • the analog-digital converter, the memory, the comparator and the time switch are preferably in one unit Realized microprocessor, which compares the pressure signal supplied by the pressure sensor with the previously stored reference pressure signal, generates a signal when the deviation of the pressure signal from the equalization pressure signal exceeds a threshold value and then activates the transmitter, which then provides information about the detected deviation to an im Vehicle, in particular in the area of the dashboard, transmits a receiving device which processes the information and indicates to the driver in which pneumatic tire the air pressure deviates significantly from the reference pressure.
  • the setpoint pressure of the pneumatic tire is permanently stored as a reference pressure each time the air pressure is checked at a petrol station using an external pressure gauge and adjusted to its setpoint by means of a compressed air source.
  • the practical usability of such a device for tire pressure monitoring depends on the fact that the device consumes so little electricity that it is operational for several years without changing the battery.
  • the transmitter has the greatest power consumption.
  • it is activated only when the deviation of the measured tire pressure from the target value exceeds a predetermined threshold value.
  • the pressure is not measured continuously, but only at regular intervals, for example every four seconds, and compared with the target value.
  • the setpoint is an absolute value. It is saved every time the tire is refilled.
  • the movement of the valve lifter is automatically monitored, e.g. by means of a magnet attached to the valve tappet, which actuates a magnetic switch when the valve tappet moves. If the device detects a movement of the valve lifter, the tire pressure measured thereafter is stored as a reference pressure.
  • the known device has several disadvantages:
  • the tire pressure changes not only as a result of leakage, but also as a result of the different loading of the vehicle and with the tire temperature depending on the driving conditions. If the tire is filled at a low temperature, the pressure rises with increasing outside temperature, but also as a result of the tire flexing while driving. If, on the other hand, the tire is inflated after a fast journey or on hot days, the pressure drops as the outside temperature falls, or when the vehicle is stationary or traveling slowly. This means that if the threshold is low, simply because of changes in the tire temperature, the transmitter is switched on more often than would be necessary, with the result of unnecessary power consumption that reduces battery life.
  • DE 43 03 583 A1 Another possibility disclosed in DE 43 03 583 A1 consists in additionally arranging a temperature sensor in the valve of the pneumatic tire and, with the aid of this, taking into account the known temperature dependence of the air pressure, the change in tire pressure caused by changes in temperature to compensate. However, this complicates the device, which is anyway quite complex due to the need to integrate it into the valve and increases its susceptibility to failure.
  • the known device is sensitive to operator error: if the driver inflates the tire with the wrong air pressure, the wrong air pressure is automatically saved as a setpoint and the air pressure is subsequently compared with the wrong setpoint.
  • the entire pressure signal evaluation takes place in the known device in the valve. Any signal from the device in the valve to the Receiving device is sent is a warning signal.
  • Superordinate boundary conditions for the evaluation for example the loading condition, cannot be specified.
  • the present invention is based on the object of optimizing the monitoring of the air pressure in pneumatic tires with the aid of a monitoring device which is arranged in the valve and is wirelessly signaled, without sacrificing battery life.
  • an absolute setpoint value of the air pressure is not stored in the monitoring device provided in the valve as a comparison pressure signal; Accordingly, the deviation of the current tire pressure from the soli value is not detected and signaled in the monitoring device provided in the valve; Rather, only a possible drift of the tire pressure is detected and possibly signaled and for this purpose the comparison pressure signal is continuously adapted and only the further drift of the air pressure in the tire is detected and possibly signaled.
  • the currently measured pressure is stored as a comparison pressure and the next time the pressure is measured, the then current pressure is compared with the previously stored comparison pressure.
  • the monitoring device preferably contains a microprocessor or an ASIC; instead, the device could also contain another electronic control circuit which enables the method of operation according to the invention.
  • control is not left to the driver on the occasion of a refueling stop, but is carried out regardless of whether the threshold value has been exceeded or not at intervals that are large compared to the intervals for whom the air pressure is checked regularly, reports the current tire pressure to the receiving device provided in a central location in the vehicle, in which the signaled pressure values are processed and evaluated.
  • a slow drift of the tire pressure is detected in this way at appropriate intervals that are gentle on the battery in the valve and displayed to the driver, for example with a message that says: "Please increase the tire pressure in the front right at the next fuel stop.”
  • Suitable time intervals, in which information about the tire pressure is sent in any case, regardless of whether a predetermined threshold value is exceeded, are between one minute and one hour, the larger time intervals being particularly preferred.
  • Rapid pressure losses due to damage to the tire or its valve are particularly dangerous for driving safety.
  • Such pressure losses can be determined particularly reliably in the method according to the invention, because the measuring intervals (the "first" time intervals) can be short and the threshold value can be low without shortening the battery life that is possible in the prior art.
  • the "first" time intervals are shortened as soon as a pressure loss that exceeds the threshold value is determined.
  • a single pressure loss measured value that exceeds the threshold value could be based on a random measurement error.
  • a pressure increase that exceeds the threshold value can also be determined. This is usually the filling process. In this case, the transmission of a signal reflecting the tire pressure can be postponed until the tire pressure has stabilized, ie the filling process has ended. If the pressure loss and the pressure rise again fall below the threshold value, the time intervals in which the tire pressure is checked by the monitoring device arranged in the valve are extended again.
  • the tire pressure has its setpoint p 0 and is constant.
  • the condition is at the start of the journey and when driving slowly.
  • the tire pressure is measured at regular intervals t ,, and compared with the last measured value.
  • data transmission from the valve by means of the transmitter to the receiving device is not necessary.
  • Even slight differences between the two pressure values for example caused by the measurement value acquisition or by a temperature change, do not lead to data transmission to the receiving device as long as the differences do not exceed a threshold value ⁇ p 0 .
  • the last measured pressure value is saved instead of the previously measured value in order to then be compared with the next measured value.
  • the mean value from a plurality of previously measured pressure values can also be used instead of the last measured pressure value.
  • a complete data telegram which contains the current pressure measurement value, is transmitted to the receiving device by means of the transmitter.
  • This regular transmission which takes place at larger intervals, is used for system monitoring and makes it possible to determine the extent to which a gradual drift in tire pressure is taking place.
  • the tire pressure has the initial value p 0 .
  • the tire and thus the air in the tire heats up more or less depending on the speed. This leads to an increase in the pressure in the tire, so that the current tire pressure is above the initial pressure p 0 and fluctuates depending on the driving speed and the condition of the road surface.
  • the associated changes in tire pressure run so slowly that in the "first" time intervals t ⁇ , the pressure change does not reach the threshold value ⁇ p 0 and the transmitter is therefore not activated.
  • information about the pressure in the tire is sent to the receiving device at time intervals T 0 with the data telegram, which is also used for system control.
  • a computer provided in the receiving device recognizes and evaluates slow pressure changes in all tires of the vehicle, in particular in the tires on a common axis, and thus recognizes the pressure changes caused by normal flexing work.
  • a gradual pressure loss is determined in the same way as slow pressure changes when driving without pressure loss.
  • a creeping pressure loss is recognized by the computer in the receiver on the basis of the absolute pressure measurement values and from the comparison with the pressure measurement values of the tires with one another. 4. Rapid pressure loss
  • a signal is preferably not sent to the receiving device immediately after the threshold value has been exceeded; rather, the measuring rate is first increased, ie. that is, the "first" time intervals are shortened, in particular to values between 1 and 100 milliseconds.
  • the transmitter is activated and the pressure signal is sent to the receiving device.
  • the threshold value must be reduced accordingly in the shorter time intervals with the same pressure drop rate. Because of the limited sensitivity of the pressure sensor, this will generally not be possible to the extent required. It is therefore more favorable in this case to continue to use the last comparison pressure signal formed before the shortening of the "first" time interval as the comparison pressure signal until the time period t ⁇ has elapsed or the "first" time interval has returned to its original value t. , has been extended.
  • Another possibility is to send a pressure signal at an increased measurement rate whenever the pressure measurement value has changed by a certain amount, for example by 10 to 100 mbar. If no change in the pressure is detected (pressure change smaller than the threshold value ⁇ p 0 ), then either with a higher measuring rate for a certain time measured further or a predetermined number of measured values recorded with the increased measuring rate and then switched back to the original measuring rate t ,,
  • the pressure change occurs so quickly that the threshold value (between 10 and 100 mbar) is regularly exceeded at a normal measuring rate ("first" time intervals between 1 and 10 seconds).
  • first time intervals between 1 and 10 seconds.
  • the procedure can therefore be the same as for rapid pressure loss. Since the filling process is generally uncritical, there is also the possibility that a pressure measurement signal is not sent out until the tire pressure has stabilized again, which indicates that the filling process has ended.
  • Another advantage of the invention is that it can be used to monitor the wheels of the vehicle against theft.
  • the monitoring devices in the valves send a data telegram with status information to the central receiving device in the vehicle, at least in the "second" time intervals, even when the vehicle is at a standstill. If a wheel is stolen, the data telegram is not sent, which the evaluation circuit detects in the central receiving device and can respond to an alarm.

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung zum Überwachen und drahtlosen Signalisieren einer Druckänderung in Luftreifen an Fahrzeugen, welche im Ventil des Luftreifens angeordnet ist und eine Stromquelle, einen Drucksensor, einen Analog-Digital-Wandler zum Digitalisieren des vom Drucksensor gewonnenen Drucksignals, einen Speicher zum Speichern des Drucksignals, einen Sender, einen Vergleicher, insbesonder in Baueinheit mit einem Mikroprozessor, welcher das Drucksignal mit einem vorher gespeicherten Vergleichsdrucksignal vergleicht, ein Signal erzeugt, wenn die Abweichung des Drucksignals vom Vergleichsdrucksignal einen Schwellenwert übersteigt, und den Sender aktiviert, welcher daraufhin eine Information über die festgestellte Abweichung an ein im Fahrzeug angeordnetes Empfangsgerät übermittelt, und einen Zeitschalter enthält, welcher die Einrichtung in Zeitabständen für einen Mess- und Vergleichsvorgang aktiviert und im übrigen zum Zwecke der Stromeinsparung abgeschaltet hält. Der Vergleicher speichert das Drucksignal und bildet mit diesem Drucksignal ein neues Vergleichsdrucksignal, welches das bisherige Vergleichsdrucksignal ersetzt.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung zum Überwachen und drahtlosen Signalisieren einer Druckänderung in Luftreifen an Fahrzeugen
Beschreibung:
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren mit den im Oberbegriff des An¬ spruchs 1 angegebenen Merkmalen. Ein solches Verfahren ist aus der DE 43 03 583 A1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart eine Einrichtung mit einer im Ventil des Luftreifens angeordneten Einrichtung zur Erzeugung eines drahtlos übermit- telbaren Druckabnahme-Anzeigesignals mit einer Batterie als Stromquelle, mit ei¬ nem vorzugsweise halbleitenden, piezo-resistiven Drucksensor, mit einem Analog-Digital-Wandler zum Digitalisieren des vom Drucksensor gewonnenen Drucksignals, mit einem Speicher zum Speichern des Drucksignals, mit einem Vergleicher, welcher das Drucksignal mit einem vorher gespeicherten Vergleichs- drucksignal vergleicht, mit einem Sender und mit einem Zeitschalter, welcher die Einrichtung von Zeit zu Zeit aktiviert und im übrigen zum Zwecke der Stromein¬ sparung abgeschaltet hält. Der Analog-Digital-Wandler, der Speicher, der Ver- gieicher und der Zeitschalter sind vorzugsweise in Baueinheit mit einem Mikroprozessor verwirklicht, welcher das vom Druckseπsor gelieferte Drucksignal mit dem vorher gespeicherten Vergleichsdrucksignal vergleicht, ein Signal er¬ zeugt, wenn die Abweichung des Drucksignals vomΛ/efgleichsdrucksignal einen Schwellenwert übersteigt und dann den Sender aktiviert, welcher daraufhin eine Information über die festgestellte Abweichung an ein im Fahrzeug, insbesondere im Bereich des Armaturenbretts, angeordnetes Empfangsgerät übermittelt, wel¬ ches die Information verarbeitet und dem Fahrer anzeigt, in welchem Luftreifen der Luftdruck signifikant vom Vergleichsdruck abweicht. Als Vergleichsdruck wird der Solldruck des Luftreifens dauerhaft jedesmal dann eingespeichert, wenn an einer Tankstelle der Luftdruck mit Hilfe eines externen Manometers überprüft und mittels einer Druckluftquelle auf seinen Sollwert eingestellt wird.
Die praktische Verwendbarkeit einer solchen Einrichtung zur Reifendrucküberwa¬ chung hängt davon ab, daß die Einrichtung so wenig Strom verbraucht, daß sie ohne Batteriewechsel über mehrere Jahre betriebsbereit ist. Den größten Strom- verbrauch hat der Sender. Bei der bekannten Einrichtung wird er nur dann akti¬ viert, wenn die Abweichung des gemessenen Reifendrucks vom Sollwert einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Darüber hinaus wird der Druck nicht ständig, sondern nur in regelmäßigen Abständen, beispielsweise alle vier Sekun¬ den, gemessen und mit dem Sollwert verglichen. Der Sollwert ist ein Absolutwert. Er wird jedesmal dann gespeichert, wenn der Reifen nachgefüllt wird. Zu diesem Zweck wird die Bewegung des Ventilstößels automatisch überwacht, z.B. mittels eines am Ventilstößel angebrachten Magneten, der bei Bewegung des Ven¬ tilstößels einen Magnetschalter betätigt. Erkennt die Einrichtung eine Bewegung des Ventilstößels, wird der danach gemessene Reifendruck als Vergleichsdruck gespeichert.
Trotz der stromsparenden Arbeitsweise hat die bekannte Einrichtung manche Nachteile: Der Reifendruck ändert sich nicht nur infolge von Leckage, sondern auch durch unterschiedliche Beladung des Fahrzeugs und mit der von den Fahrbedingungen abhängigen Reifentemperatur. Wird der Reifen bei niedriger Temperatur befüllt, dann steigt der Druck mit steigender Außentemperatur, aber auch infolge des Walkens des Reifens im Fahrbetrieb an. Wird hingegen der Reifen nach schnel¬ ler Fahrt oder an heißen Tagen befüllt, dann sinkt der Druck mit sinkender Au¬ ßentemperatur bzw. bei Stillstand oder langsamer Fahrt ab. Das bedeutet, daß bei niedrigem Schwellenwert allein wegen Änderungen der Reifentemperatur der Sender häufiger eingeschaltet wird, als nötig wäre, mit der Folge eines unnöti- gen, die Batterielebensdauer herabsetzenden Stromverbrauchs. Dem könnte man dadurch begegnen, daß man den Schwellenwert erhöht; das geht jedoch zu Lasten der Zuverlässigkeit der Reifendrucküberwachung. Eine andere, in der DE 43 03 583 A1 offenbarte Möglichkeit besteht darin, im Ventil des Luftreifens zu¬ sätzlich einen Temperatursensor anzuordnen und mit dessen Hilfe unter Berück- sichtigung der bekannten Temperaturabhängigkeit des Luftdrucks die von Ände¬ rungen der Temperatur verursachte Änderung des Reifendrucks rechnerisch zu kompensieren. Das kompliziert jedoch die Einrichtung, welche durch den Zwang, sie in das Ventil zu integrieren, ohnehin recht komplex ist und erhöht deren Störanfälligkeit.
Nachteilig ist ferner, daß die Bewegung des Ventilstößels durch einen gesonder¬ ten Sensor überwacht werden muß. Auch dadurch wird der Aufbau des Ventils aufwendiger.
Die bekannte Einrichtung ist empfindlich gegen Bedienungsfehier: Wenn der Fahrer den Reifen mit einem falschen Luftdruck befüllt, wird der falsche Luftdruck automatisch als Sollwert gespeichert und in der Folge der Luftdruck mit dem fal¬ schen Sollwert verglichen.
Die gesamte Drucksignalauswertung findet bei der bekannten Einrichtung im Ventil statt. Jedes Signal, welches von der Einrichtung im Ventil an das Empfangsgerät gesendet wird, ist ein Warnsignal. Übergeordnete Randbedingun¬ gen für die Auswertung, z.B. der Beladungszustand, können nicht vorgegeben werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Überwachung des Luftdrucks in Luftreifen mit Hilfe einer im Ventil angeordneten und drahtlos signa¬ lisierenden Überwachungseinrichtung ohne Einbuße an Batterielebensdauer zu optimieren.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebe¬ nen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß wird in der im Ventil vorgesehenen Überwachungseinrichtung als Vergleichsdrucksignal nicht ein absoluter Sollwert des Luftdrucks gespeichert; demgemäß wird in der im Ventil vorgesehenen Überwachungseinrichtung auch nicht die Abweichung des aktuellen Reifendrucks vom Soliwert festgestellt und signalisiert; es wird vielmehr lediglich eine eventuelle Drift des Reifendrucks er¬ faßt und eventuell signalisiert und zu diesem Zweck das Vergleichsdrucksignal laufend angepaßt und lediglich die weitere Drift des Luftdrucks im Reifen erfaßt und eventuell signalisiert. Im einfachsten Fall wird der aktuell gemessene Druck als Vergleichsdruck gespeichert und bei der nächsten Druckmessung der dann aktuelle Druck mit dem zuvor gespeicherten Vergleichsdruck verglichen. Um zu¬ fällige Meßfehler auszugleichen und unnötige Aktivierungen des Senders zu ver¬ meiden, kann es jedoch vorteilhaft sein, das Vergleichsdrucksignal nicht lediglich aus dem letzten zuvor vom Drucksensor gelieferten Drucksignal zu bilden, son¬ dern aus mehreren vorher vom Sensor gelieferten Drucksignalen, z.B. durch Mit- telwertbildung aus jeweils den letzten drei gemessenen und gespeicherten Drucksignalen. Um eine solche Arbeitsweise zu ermöglichen, enthält die Überwachungseinrich¬ tung vorzugsweise einen Mikroprozessor oder einen ASIC; stattdessen könnte die Einrichtung aber auch eine sonstige elektronische Steuerschaltung enthalten, welche die erfindungsgemäße Arbeitsweise ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Arbeitsweise hat Vorteile:
- Änderungen des Reifendrucks, die so langsam erfolgen, daß sie ungefährlich sind, führen nicht in jedem Fall zu einem Aktivieren des Senders. Das gilt insbe¬ sondere für Druckänderungen, die durch Temperaturänderungen verursacht sind. Diese Änderungen laufen so langsam ab, daß trotz eines niedrigen Schwellenwertes für die Druckabweichung (gegenwärtig ist mit vertretbarem Aufwand eine Druckschwelle zwischen 10 und 100 mbar möglich) und einer pe¬ riodischen Druckmessung in Zeitabständen, die optimal zwischen 1 Sekunde und 10 Sekunden liegen, auch ohne daß eine Temperaturkompensation der Druckmessung erforderlich wäre, temperaturbedingte Druckänderungen nicht zu einem Einschalten des Senders führen. Das vereinfacht den Aufbau der Überwachungseinrichtung im Ventil und schont die Batterie.
- Eine Drift infolge unvermeidlicher Diffusion von Luft aus dem Reifen heraus, welcher bei weitem die häufigste Ursache dafür ist, daß Luft in einen Reifen nachgefüllt werden muß, verläuft ebenfalls so langsam, daß sie nicht zu einem Aktivieren des Senders führt. Beim Stand der Technik ist das anders: Wenn dort durch allmähliche, stetige Diffusion der Reifendruck so weit abgesunken ist, daß der Druckverlust den Schwellenwert überschreitet, dann wird bei jeder folgenden, z.B. alle vier Sekunden stattfindenden Messung der Sender einge¬ schaltet, weil der Schwellenwert überschritten ist, und dies so oft, bis der Fahrer eine Tankstelle angefahren und den Reifendruck korrigiert hat. Bis dahin wird jedoch viel Strom aus der Batterie für das Senden verbraucht. Erfindungsgemäß führt jedoch eine langsame, durch Diffusion verursachte Drift des Reifendrucks nicht zu einem Einschalten des Senders. Eine gefährliche Situation wird dadurch dennoch nicht hervorgerufen, weil so langsame Druckverluste durch in größeren Abständen erfolgende Kontrollen, z.B. bei jedem Tankstop, ermittelt und korrigiert werden können. In vorteilhafteiUΛ/eilsrbUdung-der Erfindung über¬ läßt man die Kontrolle jedoch nicht dem Fahrer bei Gelegenheit eines Tankstops, sondern führt unabhängig davon, ob der Schwellenwert überschrit¬ ten wurde oder nicht, in Zeitabständen, die groß sind gegenüber den Zeitab¬ ständen, in denen der Luftdruck regelmäßig überprüft wird, eine Meldung des aktuellen Reifendrucks an das im Fahrzeug an zentraler Stelle vorgesehene Empfangsgerät durch, in welchem die signalisierten Druckwerte verarbeitet und bewertet werden. Eine langsame Drift des Reifendrucks wird auf diese Weise in angemessenen, die Batterie im Ventil schonenden Zeitabständen erfaßt und dem Fahrer angezeigt, z.B. mit einem Hinweis, der ihm sinngemäß sagt: "Bitte beim nächsten Tankstop den Reifendruck vorne rechts erhöhen." Geeignete Zeitabstände, in welchen unabhängig von dem Überschreiten eines vorgegebe- nen Schwellenwertes auf jeden Fall eine Information über den Reifendruck ge¬ sendet wird, betragen zwischen einer Minute und einer Stunde, wobei die grö¬ ßeren Zeitabstände besonders bevorzugt sind.
- Der Aufbau des Ventils ist dadurch vereinfacht, daß kein Sensor benötigt wird, um die Bewegung des Ventilstößels zu überwachen.
- Dadurch, daß in der Überwachungseinrichtung im Ventil kein Vergleich mit ei¬ nem absoluten Sollwert des Luftdrucks durchgeführt wird, muß an jener Stelle auch keine komplette Auswertung stattfinden, sondern lediglich eine Driftkon¬ trolle. Alles weitere kann einem zentralen Auswerterechner überlassen werden. Das hat den weiteren Vorteil, daß die Reifendruckkontrolle zuverlässiger ist und von Bedienungsfehlern beim Reifendruckfüllen oder von Eichfehlern des Mano¬ meters am Füllgerät unabhängig ist. Findet der Vergleich mit einem absolut vor¬ gegebenen Solldruck erst in einem zentralen Rechner statt, dann kann dieser auch Fehler beim Befüllen anzeigen und eine sofortige Korrektur veranlassen; ferner können zentrale Vorgaben berücksichtigt werden, z.B. der Ladezustand (Gewicht der Zuladung, insbesondere bei Lastkraftwagen; Anzahl der beförder¬ ten Personen bei Bussen und Personenkraftwagen).
Für die Fahrsicherheit besonders gefährlich sind rasche Druckverluste infolge einer Beschädigung des Reifens oder seines Ventils. Solche Druckverluste kön- nen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders zuverlässig ermittelt werden, weil die Meßintervalle (die "ersten" Zeitabstände) kurz und der Schwel¬ lenwert niedrig sein können, ohne die beim Stand der Technik mögliche Batte¬ rielebensdauer zu verkürzen. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die "ersten" Zeitabstände verkürzt werden, sobald ein den Schwellenwert übersteigender Druckverlust festgestellt wird. Ein einziger, den Schwellenwert übersteigender Druckverlust-Meßwert könnte auf einem zufälli¬ gen Meßfehler beruhen. Um zufällige Warnsignale auszuschalten, ist es vorteil¬ haft, nach einem den Schwellenwert überschreitenden Druckabfall-Meßwert die Situation dadurch zu klären, daß man weitere Messungen mit erhöhter Meßrate folgen läßt. Bestätigen die folgenden Messungen den Druckabfall, kann sehr rasch ein Warnsignal gesendet werden. Bestätigen die folgenden Messungen den Druckabfall jedoch nicht, ist klar, daß eine Fehlmessung vorlag, und der Sender wird erst gar nicht aktiviert. Auf diese Weise wird ohne Einbuße an Si¬ cherheit die Batterie geschont und der Fahrer nicht durch Fehlmessungen irritiert.
Ebenso, wie ein den Schwellenwert übersteigender Druckverlust festgestellt werden kann, kann auch ein den Schwellenwert übersteigender Druckanstieg festgestellt werden. Dabei handelt es sich regelmäßig um den Befüllvorgang. In diesem Fall kann das Senden eines den Reifendruck wiedergebenden Signales zurückgestellt werden, bis sich der Reifendruck stabilisiert hat, der Befüllvor¬ gang also beendet ist. Sinken der Druckverlust und der Druckanstieg erneut unter den Schwellenwert ab, werden die Zeitabstände, in denen der Reifendruck durch die im Ventil an¬ geordnete Überwachungseinrichtung überprüft wird, wieder verlängert.
Es lassen sich folgende Betriebszustände unterscheiden:
1. Grundzustand
Der Reifendruck hat seinen Sollwert p0 und ist konstant. Der Zustand liegt vor bei Fahrtbeginn und bei langsamer Fahrt. In regelmäßigen Zeitabständen t,, wird der Reifendruck gemessen und mit dem zuletzt gemessenen Wert verglichen. Solan¬ ge keine Veränderung zwischen den beiden Werten festgestellt wird, ist eine Da- tenübertragung vom Ventil mittels des Senders zum Empfangsgerät nicht erfor¬ derlich. Auch geringe Unterschiede zwischen den beiden Druckwerten, z.B. durch die Meßwerterfassung oder durch eine Temperaturänderung hervorgerufen, füh¬ ren nicht zu einer Datenübertragung zum Empfangsgerät, solange die Unter¬ schiede einen Schwellenwert Δp0 nicht überschreiten. Der zuletzt gemessene Druckwert wird anstelle des vorher gemessenen Wertes abgespeichert, um dann mit dem nächsten Meßwert verglichen zu werden. Zum Vergleich mit dem aktuel¬ len Druckmeßwert kann anstelle des zuletzt gemessenen Druckwertes auch der Mittelwert aus mehreren zuvor gemessenen Druckwerten benutzt werden.
In regelmäßigen "zweiten" Zeitabständen T0 wird unabhängig davon, ob der Schwellenwert überschritten wurde, ein komplettes Datentelegramm, welches den aktuellen Druckmeßwert enthält, mittels des Senders an das Empfangsgerät übertragen. Dieses regelmäßige, in größeren Zeitabständen erfolgende Senden dient der Systemüberwachung und ermöglicht es, festzustellen, welches Ausmaß eine allmähliche Drift des Reifendrucks annimmt. Typische Zahlenwerte sind für t„: 1 bis 10 Sekunden
T0: 1 bis 60 Minuten
Δp0: 10 bis 100 mbar
2. Fahrt ohne Druckverlust
Bei Fahrtbeginn hat der Reifendruck den Ausgangswert p0. Durch das beim Fah¬ ren auftretende normale Walken erwärmt sich der Reifen und damit die Luft im Reifen je nach Geschwindigkeit mehr oder weniger. Dies führt zu einem Anstieg des Drucks im Reifen, so daß der aktuelle Reifendruck über dem Ausgangsdruck p0 liegt und abhängig von der Fahrgeschwindigkeit und der Fahrbahnbeschaffen¬ heit schwankt. Die damit einhergehenden Änderungen des Reifendrucks laufen so langsam ab, daß in den "ersten" Zeitabständen t<, die Druckänderung den Schwellenwert Δp0 nicht erreicht und der Sender deshalb nicht aktiviert wird. Eine Information über den Druck im Reifen wird aber dennoch in den Zeitabständen T0 mit dem Datentelegramm, welches auch der Systemkontrolle dient, an das Emp¬ fangsgerät gesendet. Aus der im Datentelegramm enthaltenen Information über den absoluten Reifendruck erkennt und bewertet ein im Empfangsgerät vorgese¬ hener Rechner langsame Druckänderungen in allen Reifen des Fahrzeugs, ins¬ besondere in den Reifen auf einer gemeinsamen Achse, und erkennt damit die durch normale Walkarbeit hervorgerufenen Druckänderungen.
3. Fahrt mit schieichendem Druckvertust
Ein schleichender Druckverlust wird auf dieselbe Art und Weise ermittelt wie langsame Druckänderungen bei Fahrt ohne Druckverlust. Das Erkennen eines schleichenden Druckverlustes erfolgt durch den Rechner im Empfangsgerät an- hand der absoluten Druckmeßwerte und aus dem Vergleich mit den Druckme߬ werten der Reifen untereinander. 4. Schneller Druckverlust
Wenn es während der Fahrt oder auch im Stillstand durch eine Beschädigung des Reifens oder des Ventils zu einem raschen Druckverlust kommt, dann ist die Drift des Drucks so groß, daß die Druckänderung vom zuletzt gebildeten Ver- gleichsdrucksignal zum aktuellen Drucksignal den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. In diesem Fall könnte sofort ein entsprechendes, den Druckabfall anzeigendes Signal an das Empfangsgerät gesendet werden. Um zufällige Fehl¬ messungen auszuschalten, wird jedoch vorzugsweise nicht sofort nach dem Überschreiten des Schwellenwertes ein Signal an das Empfangsgerät gesendet, vielmehr wird zunächst die Meßrate erhöht, d. h., es werden die "ersten" Zeitab¬ stände verkürzt, insbesondere auf Werte zwischen 1 und 100 Millisekunden. Wird das Überschreiten des Schwellenwertes bei den folgenden Messungen be¬ stätigt, vorzugsweise bei den folgenden zwei bis zehn Messungen, dann wird der Sender aktiviert und das Drucksignal an das Empfangsgerät gesendet. Bei den mit höherer Rate erfolgenden Messungen muß natürlich berücksichtigt werden, daß in den kürzeren Zeitabständen bei gleicher Druckabfallgeschwindigkeit der Schwellenwert entsprechend ermäßigt werden muß. Wegen der begrenzten Emp¬ findlichkeit des Drucksensors wird das in dem erforderlichen Ausmaß im allge¬ meinen nicht möglich sein. Es ist deshalb günstiger, in diesem Fall als Ver- gleichsdrucksignal das letzte vor der Verkürzung des "ersten" Zeitabstandes ge¬ bildete Vergleichsdrucksignal weiterhin zu verwenden, bis die Zeitspanne t^ ver¬ strichen oder der "erste" Zeitabstand wieder auf seinen Ursprungswert t-, verlän¬ gert wurde.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, bei erhöhter Meßrate immer dann ein Drucksignal zu senden, wenn sich der Druckmeßwert um einen bestimmten Be¬ trag, beispielsweise um 10 bis 100 mbar geändert hat. Wird keine Änderung des Drucks mehr festgestellt (Druckänderung kleiner als der Schwellenwert Δp0), dann wird entweder noch für eine gewisse Zeit mit erhöhter Meßrate weitergemessen oder noch eine vorgegebene Anzahl von Meßwerten mit der er¬ höhten Meßrate aufgenommen und dann auf die ursprüngliche Meßrate t,, zurückgeschaltet.
Auf die niedrige Meßrate kann ebenfalls zurückgeschaltet werden, wenn der Druckmeßwert einen vorgegebenen Maximalwert von beispielsweise 5 bar über¬ schreitet oder einen vorgegebenen Minimalwert von beispielsweise 1 bar unter¬ schreitet. Auf die erhöhte Meßrate wird dann wieder umgeschaltet, wenn die Druckmeßwerte signifikant sinken oder steigen.
5. Befüllvorgang
Beim Befüllen erfolgt die Druckänderung so rasch, daß bei normaler Meßrate ("erste" Zeitabstände zwischen 1 und 10 Sekunden) der Schwellenwert (zwischen 10 und 100 mbar) regelmäßig überschritten wird. Es kann deshalb so verfahren werden wie bei schnellem Druckverlust. Da der Befüllvorgang im allgemeinen un¬ kritisch ist, besteht auch die Möglichkeit, daß ein Druckmeßsignal erst ausgesen- det wird, wenn sich der Reifendruck wieder stabilisiert hat, was die Beendigung des Füllvorganges anzeigt.
6. Diebstahlüberwachung
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie zur Überwachung der Räder des Fahrzeugs gegen Diebstahl herangezogen werden kann. Die Überwachungs- einrichtungen in den Ventilen senden auch während des Stillstands des Fahr¬ zeugs wenigstens in den "zweiten" Zeitabständen ein Datentelegramm mit einer Zustandsinformation an das zentrale Empfangsgerät im Fahrzeug. Wird ein Rad gestohlen, bleibt das Datentelegramm aus, was die Auswerteschaltung im zentra¬ len Empfangsgerät feststellt und mir einem Alarm beantworten kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung zum Überwachen und drahtlosen Signalisieren. einer Druckänderung in Luftreifen an Fahrzeugen, welche im Ventil des Luftreifens angeordnet ist und eine Stromquelle, einen Drucksensor, einen Analog-Digital-Wandler zum Digitalisieren des vom Drucksensor ge¬ wonnenen Drucksignals, einen Speicher zum Speichern des Drucksignals, einen Sender, einen Vergleicher, insbesondere in Baueinheit mit einem Mikroprozessor, welcher das Drucksignal mit einem vorher gespeicherten Vergleichsdrucksi¬ gnal vergleicht, ein Signal erzeugt, wenn die Abweichung des Drucksignals vom Vergleichsdrucksignal einen Schwellenwert übersteigt, und den Sender aktiviert, welcher daraufhin eine Information über die festgestellte Abwei¬ chung an ein im Fahrzeug angeordnetes Empfangsgerät übermittelt, und einen Zeitschalter enthält, welcher die Einrichtung in Zeitabständen für einen Meß- und Vergieichsvorgang aktiviert und im übrigen zum Zwecke der Stromeinsparung abgeschaltet hält, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher das Drucksignal speichert und mit diesem Drucksignal ein neues Vergleichsdrucksignal bildet, welches das bisherige Vergleichsdrucksignal ersetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichs¬ drucksignal aus mehreren vorher vom Sensor gelieferten Drucksignalen ge- bildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergieichs- drucksignal durch Mittelwertbildung aus einer Anzahl von zuvor gespeicher¬ ten Drucksignalen gebildet wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Zeitschalter die Einrichtung in Zeitabständen zwischen 1s und
10s aktiviert.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Zeitschalter den Sender in "zweiten" Zeitabständen, welche groß gegen gegen die "ersten" Zeitabstände sind, aktiviert und veranlaßt, ein Zu- Standssignal auch dann auszusenden, wenn keine den Schwellenwert über¬ schreitende Abweichung festgestellt wurde.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die "zweiten" Zeitabstände zwischen 1min und 1h betragen.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, daß der Schwellenwert und die "ersten" Zeitabstände, in denen die Ein¬ richtung aktiviert wird, so aufeinander abgestimmt sind, daß der Quotient aus dem Schwellenwert und dem "ersten" Zeitabstand groß ist gegen Reifen¬ druckänderungsgeschwindigkeiten, welche bei dichtem Reifen und dichtem Ventil aufgrund von Änderungen der Reifentemperatur infolge des Fahrbetrie- bes typisch auftreten.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, daß ein schleichender Druckverlust, der unterhalb des Schwellenwertes liegt, durch Auswertung der in den "zweiten" Zeitabständen gesendeten Rei¬ fendruckinformationen ermittelt wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, daß dann, wenn ein den Schwellenwert übersteigender Druckverlust fest- gestellt wird, die "ersten" Zeitabstände, in denen in derEinrichtung Druckmeß- und Vergleichsvorgänge ablaufen, verkürzt werden und der Sender dann akti¬ viert wird, wenn bei einer Anzahl von Druckmeß- und Vergleichsvorgängen, die mit den verkürzten Zeitabständen folgen, das Überschreiten des Schwel¬ lenwertes bestätigt wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, daß dann, wenn ein den Schwellenwert übersteigender Druckanstieg festgestellt wird, die "ersten" Zeitabstände, in denen in der Einrichtung Druck¬ meß- und Vergleichsvorgänge ablaufen, verkürzt werden und der Sender dann aktiviert wird, wenn bei einer Anzahl von Druckmeß- und Vergleichsvor- gangen, die mit den verkürzten Zeitabständen folgen, das Überschreiten des
Schwellenwertes bestätigt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender erst aktiviert wird, nachdem sich der Reifendruck auf einem höheren Niveau stabi¬ lisiert hat.
12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betreibens mit verkürzten "ersten" Zeitabständen ein neues Vergleichs¬ drucksignal erst nach Ablauf eines unverkürzten "ersten" Zeitabstandes gebil¬ det wird.
13. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der Druckverlust bzw. der Druckanstieg erneut unter den Schwel¬ lenwert absinken, die "ersten" Zeitabstände wieder verlängert werden.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich¬ net, daß die absoluten Reifendruckwerte im Empfangsgerät verarbeitet und bewertet werden, wohingegen in der im Ventil angeordneten Einrichtung die gemessenen Reifendruckwerte lediglich hinsichtlich einer Drift des Reifen¬ drucks bewertet werden.
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