Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung des Reifendruckes an Strassenfahrzeugen, bei der Überwachungsmittel Druck- oder Profiländerungen an jedem Reifen in Form von elektrischen Ausgangssignalen an eine der Erkennung dienende Empfangs- und Auswertestufe im Fahrzeug übermitteln.
Es ist unbestritten, dass eine vorzugsweise permanent mögliche Überwachung des Reifendruckes an Strassenfahrzeugen, wie Lastwagen, Omnibussen und Personenwagen, insbesondere während der Fahrt zur sofortigen Anzeige von auftretenden Druckverlusten von höchster Bedeutung ist, um die Gefahren und Folgeschäden bei Reifendefekten zu meiden resp. zu mindern. Die unbedingte Notwendigkeit einer solchen Überwa chung des Reifendruckes bestätigen wissenschaftliche Untersuchungen an Fahrzeugen der hier in Frage stehenden Art, wonach 25% der untersuchten Fahrzeuge einen nicht korrekten Luftdruck aufwiesen. Das Mittel der Abweichung betrug ca. 20%. Eine derartige Differenz vom normalen Reifendruck bewirkt bereits eine Verminderung der Lebensdauer eines Reifens um 20-25%, gleichzeitig steigt aber auch der Benzinverbrauch um 5-6%.
Ein nicht korrekter resp. ungleicher Reifendruck beeinträchtigt das Bremsvermögen, verunmöglicht das korrekte Funktionieren eines ABS-Systems und kann mannigfache Sekundärfolgen im Fahrverhalten allgemein sowie im Bereich der Räder, Aufhängung oder Lenkung nach sich ziehen.
Der Stand der Technik zeigt deshalb schon seit längerem solche Überwachungssysteme auf, die aber weder vom Aufwand noch von der Funktionssicherheit her den heutigen Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen genügen. Insbesondere sind solche bekannten Systeme nur für eine Erstausrüstung, nicht aber für eine Nachrüstung des Fahrzeuges geeignet, verlangen teilweise eine Verkabelung und/oder speziell für das System konzipierte Reifen und Felgen.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zur Überwachung des Reifendruckes an Strassenfahrzeugen zu schaffen, die vergleichsweise einfach, funktions sicher und universell auf allen Fahrzeugen anwendbar ist, wobei sich diese Einrichtung speziell für eine Nachrüstung eignet.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Überwachungsmittel an jedem Reifen einen Druck-Sensor mit nachgeschalteter HF-Sendestufe umfassen, die in einem, als Ventilkappe auf das Ventil des betreffenden Reifens aufschraubbaren Gehäuse angeordnet sind und die drahtlos mit der Empfangs- und Auswertestufe in Übertragungsverbindung stehen.
Durch diese Massnahmen steht eine Einrichtung zur Überwachung des Reifendruckes an Strassenfahrzeugen zur Verfügung, die vergleichsweise sehr einfach und funktionssicher ist und insbesondere eine Nachrüstung an beliebigen Strassenfahrzeugen erlaubt, wofür lediglich auf jedes Ventil die den Druck-Sensor sowie die nachgeschaltete Sendestufe umfassenden Überwachungsmittel aufgeschraubt und im Innern des Fahrzeuges, vorzugsweise am Armaturenbrett, die Empfangs- und Auswertestufe angeschlossen und gegebenenfalls entsprechend den Referenzgrössen, wie Soll-Druck und/oder Soll-Temperatur am Reifen eingestellt werden müssen.
Vorzugsweise erfolgt eine drahtlose telemetrische Übertragung. Dabei spüren die Sensoren am Messobjekt den physikalischen Vorgang auf und wandeln ihn um in ein äquiva lentes elektrisches Signal. In einem Multiplexer werden bei intermittierender Datenabfrage mehrere Messkanäle auf einen Sendekanal moduliert. Der Sender überträgt die Daten im KW- oder UKW-Bereich auf den Empfänger, wo die Daten nach Demodulation und Dekodierung auf Registrier- oder Sichtanzeigegeräten einer Auswertung zugeführt werden.
Solche Systeme sind an sich bekannt, wobei es die zunehmende Miniaturisierung elektronischer Bauelemente nunmehr ermöglicht, den Messwertgeber erfindungsgemäss als Baueinheit in einer entsprechend ausgebildeten Ventilkappe unterzubringen.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemässe Einrichtung zur Überwachung des Reifendruckes an einem Automobil, das durch ein Rad und das Armaturenbrett schematisch angedeutet ist;
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemässen Einrichtung an einem 4-Rad-Fahrzeug; und
Fig. 3 ein Blockschema der Einrichtung gemäss Fig. 1.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Überwachung des Reifendruckes an einem Strassenfahrzeug umfasst pro Reifen 11 ein Überwachungsmittel in Form eines Messwertgebers 30 mit einem Druck-Sensor 1, nachgeschalteter HF-Sendestufe 2 und Hilfsenergiequelle 3.
Dieser Messwertgeber 30 ist jeweils in einem als Ventilkappe auf das Ventil des betreffenden Reifens 11 aufschraubbaren Gehäuse 10 angeordnet.
Die Messwertgeber 30 an jedem Reifen 11 wirken dann mit einer Empfangs- und Auswertstufe 20 im Innern des Fahrzeuges, vorzugsweise am Armaturenbrett, zusammen, wobei letztere ein optisches und/oder akustisches Anzeigegerät 21 sowie gegebenenfalls einen Drucker 22 umfassen kann.
Der Druck-Sensor 1 zur Wandlung der physikalischen Grösse "Luftdruck" (im Reifen) in eine elektrische kann durch unterschiedliche Prinzipien erfolgen, beispielsweise auf kapazitivem oder resistivem oder piezo-resistivem Prinzip beruhend.
Solche Druck-Sensoren 1 sind im wesentlichen bekannt und bedürfen somit keiner näheren Erläuterung.
Ebenso an sich bekannt ist die Schaltungsanordnung des Mess wertgebers 30, um ausgangsseitig ein der gemessenen physikalischen Grösse entsprechendes Sendesignal zu erhalten.
Von grösster Bedeutung ist hier das Mass der Miniaturisierung aller Bauelemente des Messwertgebers 30, um diese Bauelemente im ventilkappenähnlichen Gehäuse 10 unterzubringen.
Weiter ist der Aufbau der Empfangs- und Auswertstufe 20 mit Demodulationsschaltung 23 und Empfängerschaltung 24 an sich bekannt, wobei in üblicher Weise die betreffenden Referenzsignale eingebbar sein können. Die Speisung dieser Empfangs- und Auswertestufe 20 sowie die nachgeschalteten Anzeige- und Druckerstufen 21 und 22 können vom Bordnetz gespeist sein.
Aus dem Vorbeschriebenen ist ersichtlich, dass eine solche Einrichtung zur Überwachung des Reifendruckes an beliebigen Strassenfahrzeugen resp. luftbereiften Fahrzeugen alle vorgenannten Anforderungen zu erfüllen in der Lage ist. Insbesondere gelingt es nunmehr, den Messwertgeber so auszugestalten, dass sich dieser als Einheit in einer festen Kappe auf den aus der Rad-Felge ragenden Ventilschaft aufschrauben lässt, ohne dabei die Primärfunktion des Ventils und seine Sicherheit zu beeinträchtigen.
Die Auswertung kann dabei beispielsweise permanent oder auf Abruf oder zyklisch oder intervallgesteuert und dgl. erfolgen.
Erfolgt dabei die Signalübertragung auf telemetrischem Wege, schliesst die damit verbundene Codierung der Signale Fremdübertragungen aus.
The present invention relates to a device for monitoring the tire pressure on road vehicles, in which monitoring means transmit pressure or profile changes on each tire in the form of electrical output signals to a reception and evaluation stage in the vehicle which serves to identify them.
It is undisputed that a preferably permanent monitoring of the tire pressure on road vehicles, such as trucks, buses and passenger cars, especially during the journey, is of the utmost importance for the immediate indication of pressure losses that occur, in order to avoid or avoid the dangers and consequential damage caused by tire defects. to mitigate. The absolute necessity of such monitoring of tire pressure is confirmed by scientific studies on vehicles of the type in question here, according to which 25% of the vehicles examined had an incorrect air pressure. The mean of the deviation was approx. 20%. Such a difference from normal tire pressure already reduces the life of a tire by 20-25%, but at the same time gasoline consumption increases by 5-6%.
An incorrect or uneven tire pressure affects braking ability, makes an ABS system not work correctly and can have manifold secondary consequences in driving behavior in general as well as in the area of the wheels, suspension or steering.
The state of the art has therefore been showing such monitoring systems for a long time, but they do not meet today's quality and safety requirements in terms of either expenditure or functional reliability. In particular, such known systems are only suitable for original equipment, but not for retrofitting the vehicle, sometimes require cabling and / or tires and rims specially designed for the system.
It is therefore an object of the present invention to provide a device for monitoring the tire pressure on road vehicles which is comparatively simple, functionally reliable and universally applicable to all vehicles, this device being particularly suitable for retrofitting.
According to the invention, this is achieved in that the monitoring means on each tire comprise a pressure sensor with a downstream HF transmission stage, which are arranged in a housing which can be screwed onto the valve of the tire in question as a valve cap and which is wirelessly connected to the reception and evaluation stage in a transmission connection stand.
These measures provide a device for monitoring the tire pressure on road vehicles, which is comparatively very simple and reliable and in particular allows retrofitting on any road vehicle, for which purpose the monitoring means comprising the pressure sensor and the downstream transmission stage are simply screwed on and in Inside the vehicle, preferably on the dashboard, the reception and evaluation stage must be connected and, if necessary, adjusted according to the reference parameters, such as the target pressure and / or target temperature on the tire.
Wireless telemetric transmission is preferably carried out. The sensors on the measurement object detect the physical process and convert it into an equivalent electrical signal. In the case of intermittent data queries, a multiplexer modulates several measurement channels onto one transmission channel. The transmitter transmits the data in the KW or VHF range to the receiver, where the data are subjected to evaluation after demodulation and decoding on registration or visual display devices.
Such systems are known per se, with the increasing miniaturization of electronic components now making it possible, according to the invention, to accommodate the transmitter as a structural unit in a correspondingly designed valve cap.
An example embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
Figure 1 shows the inventive device for monitoring the tire pressure on an automobile, which is indicated schematically by a wheel and the dashboard.
2 shows a basic illustration of the device according to the invention on a 4-wheel vehicle; and
3 shows a block diagram of the device according to FIG. 1.
The device according to the invention for monitoring the tire pressure on a road vehicle comprises, for each tire 11, a monitoring means in the form of a sensor 30 with a pressure sensor 1, a downstream HF transmission stage 2 and auxiliary power source 3.
This sensor 30 is arranged in a housing 10 which can be screwed onto the valve of the tire 11 in question as a valve cap.
The sensors 30 on each tire 11 then interact with a reception and evaluation stage 20 inside the vehicle, preferably on the dashboard, the latter being able to include an optical and / or acoustic display device 21 and, if appropriate, a printer 22.
The pressure sensor 1 for converting the physical variable "air pressure" (in the tire) into an electrical one can be implemented by different principles, for example based on the capacitive or resistive or piezo-resistive principle.
Such pressure sensors 1 are essentially known and therefore do not require any further explanation.
The circuit arrangement of the transmitter 30 is also known per se, in order to receive a transmission signal corresponding to the measured physical quantity on the output side.
Of greatest importance here is the degree of miniaturization of all components of the transmitter 30 in order to accommodate these components in the valve cap-like housing 10.
Furthermore, the structure of the reception and evaluation stage 20 with demodulation circuit 23 and receiver circuit 24 is known per se, it being possible for the reference signals in question to be able to be input in a conventional manner. The supply of this receiving and evaluation stage 20 and the downstream display and printer stages 21 and 22 can be powered by the vehicle electrical system.
From the above it can be seen that such a device for monitoring the tire pressure on any road vehicles or. pneumatic vehicles is able to meet all of the above requirements. In particular, it is now possible to design the transmitter so that it can be screwed as a unit in a fixed cap onto the valve stem protruding from the wheel rim without impairing the primary function of the valve and its safety.
The evaluation can be carried out, for example, permanently or on demand or cyclically or interval-controlled and the like.
If the signals are transmitted telemetrically, the coding of the signals associated with them excludes external transmissions.