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DE19702768C1 - Wireless transmission from moving parts - Google Patents

Wireless transmission from moving parts

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Publication number
DE19702768C1
DE19702768C1 DE1997102768 DE19702768A DE19702768C1 DE 19702768 C1 DE19702768 C1 DE 19702768C1 DE 1997102768 DE1997102768 DE 1997102768 DE 19702768 A DE19702768 A DE 19702768A DE 19702768 C1 DE19702768 C1 DE 19702768C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
frequency
resonator
modulation
modulated
transmitter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE1997102768
Other languages
German (de)
Inventor
Oliver Bartels
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IQ-MOBIL GMBH, 82438 ESCHENLOHE, DE
Original Assignee
BARTELS MANGOLD ELECTRONIC GMB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7818417&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE19702768(C1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by BARTELS MANGOLD ELECTRONIC GMB filed Critical BARTELS MANGOLD ELECTRONIC GMB
Priority to DE1997102768 priority Critical patent/DE19702768C1/en
Priority to EP97927078A priority patent/EP0901417B1/en
Priority to KR1019980709649A priority patent/KR100307995B1/en
Priority to DE59706501T priority patent/DE59706501D1/en
Priority to PCT/EP1997/002798 priority patent/WO1997045277A1/en
Priority to JP53748097A priority patent/JP3494440B2/en
Priority to AT97927078T priority patent/ATE213699T1/en
Publication of DE19702768C1 publication Critical patent/DE19702768C1/en
Application granted granted Critical
Priority to US09/199,343 priority patent/US6378360B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices 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
    • B60C23/02Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408Signalling 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
    • B60C23/0422Signalling 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 characterised by the type of signal transmission means
    • B60C23/0433Radio signals
    • B60C23/0447Wheel or tyre mounted circuits
    • B60C23/0449Passive transducers, e.g. using surface acoustic waves, backscatter technology or pressure sensitive resonators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

The arrangement has a measurement transducer (M) and a measurement system containing an antenna (A2,A3) near the transducer, and at least one electronic assembly. At least one supply frequency is generated in the measurement system, which is radiated to the measurement transducer and received from the transducer. The transducer has at least one resonator coupled to at least one non-linear electronic component. The resonator is influenced by the value being measured. For mixing, or forming harmonics multiples of the supply frequency, the sums or differences of several supply frequencies are formed in the non-linear component. The frequencies formed in the transducer stimulate the resonator which transmits the measurement information to the receiver, at a measurement frequency lower then the supply frequencies.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur drahtlosen Übertragung von mindestens einem Meßwert aus bewegten Teilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for wireless Transfer of at least one measured value from moving Sharing according to the preamble of claim 1.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 37 29 420 A1 bekannt. Zur einfachen Herstellung sind bei dieser Vorrich­ tung eine Empfangsspule und eine Sendespule in der Radfelge zu einer gemeinsamen Sende- und Empfangsspule zusammenge­ faßt. Eine Schalteinrichtung verbindet wechselweise einen Frequenzgenerator während einer vorgegebenen Sendezeitdauer und/oder den Empfänger während einer vorgegebenen Emp­ fangszeitdauer mit der Sende- und Empfangsspule. A generic device is from DE 37 29 420 A1 known. For easy manufacture are with this Vorrich tion a reception coil and a transmission coil in the wheel rim merged into a common transmitting and receiving coil sums up. A switching device alternately connects one Frequency generator during a predetermined transmission period and / or the recipient during a given emp period of time with the transmitting and receiving coil.  

Die Ermittlung des Drucks selber und die Umsetzung in eine elektronische Größe ist nach dem Stand der Technik unproblematisch, geeignete Sensoren auf mechanischer oder kapazitiver Basis sowie integrierte Lösungen auf Halbleiterbasis sind hinlänglich bekannt.The determination of the pressure itself and the implementation in an electronic size is after State of the art unproblematic, suitable sensors mechanical or capacitive basis as well as integrated solutions based on semiconductors are well known.

Das eigentliche Problem beim Fahrzeug stellt die Datenüber­ mittlung und die Stromversorgung des Drucksensors dar, weil die hohe und stark schwankende Drehzahl des Reifens zusammen mit den Lenk- und Fahrwerksbewegungen und der starken Verschmutzung eine drahtgebundene Übertragung, z. B. über Schleifkontakte, wie auch eine optische oder akustische Übertragung, verbietet.The real problem with the vehicle is the data averaging and the power supply of the pressure sensor because the high and strongly fluctuating speed of the tire together with the Steering and chassis movements and heavy pollution wired transmission, e.g. B. via sliding contacts, as well optical or acoustic transmission is prohibited.

Eine mögliche Lösung des Problems wurde in der Patentanmeldung DE 196 21 354.1 vom selben Erfinder vorgeschlagen. Gemäß dieser Anmeldung wird in dem Meßwertgeber ein Differenzsignal aus zwei Speisefrequenzen gebildet und nach der durch den Meßwert beein­ flußten Filterung an das Meßsystem zurückgesendet.A possible solution to the problem was in patent application DE 196 21 354.1 proposed by the same inventor. According to this Registration is a difference signal from two in the transmitter Feed frequencies are formed and influenced by the measured value flowed filtering sent back to the measuring system.

Hierbei stellt sich jedoch das Problem dar, daß, bedingt durch die Bauart des Empfängers und die nur schwierig zu erreichende Abschirmung von den Speisesignalen in der Eingangsstufe des Empfängers ebenfalls Mischprodukte gebildet werden, die den Empfang des Meßsignals stören können und nur schwer von diesem zu trennen sind.Here, however, the problem arises that, due to the design of the receiver and the one that is difficult to reach Shielding from the feed signals in the input stage of the Receiver also mixed products are formed, the Can interfere with reception of the measurement signal and only with difficulty from this are separate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung so weiterzubilden, daß bei hoher Zuverlässigkeit mindestens ein Meßwert aus dem rotierenden Reifen ermittelt und übertragen wird. The invention is based, which Generic device so that at high Reliability at least one measured value from the rotating Tire is determined and transferred.  

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Patentanspruch 1 beschriebene Vorrichtung gelöst, deren Funktion im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels (Zeichnung 1) erläutert wird:
Die Vorrichtung besteht aus einem im Reifen befindlichen Meßwertgeber ohne eigene Stromversorgung sowie einem fest im Fahrzeug mon­ tierten Meßsystem bestehend aus einer oder mehreren Antennen und einer oder mehreren Elektronikbaugruppen, die in ihrer Gesamtheit nachfolgend unter dem Begriff Steuergerät zusammengefaßt werden.
The object is achieved according to the invention by the device described in claim 1, the function of which is explained below using an exemplary embodiment ( drawing 1):
The device consists of a transducer located in the tire without its own power supply and a measurement system permanently installed in the vehicle, consisting of one or more antennas and one or more electronic modules, all of which are summarized below under the term control unit.

In dem Steuergerät befindet sich mindestens ein Hochfrequenz­ generator G1 für ein Trägersignal f1, vorzugsweise im sogenannten Mikrowellen-Frequenzbereich um 2,4 GHz, welches von mindestens einem niederfrequenteren Signal (Modulationsfrequenz) f2, erzeugt durch den Generator G2, vorzugsweise im Frequenzbereich von 1 bis 30 MHz, moduliert wird. Durch diese Modulation werden die nötigen Speisefrequenzen erzeugt. Das resultierende Signal wird verstärkt und in der Nähe des Reifens über eine Antenne A1 abgestrahlt. There is at least one high frequency in the control unit generator G1 for a carrier signal f1, preferably in the so-called Microwave frequency range around 2.4 GHz, which of at least a lower frequency signal (modulation frequency) f2, generated by the generator G2, preferably in the frequency range from 1 to 30 MHz, modulated becomes. Through this modulation, the necessary feed frequencies generated. The resulting signal is amplified and close of the tire radiated via an antenna A1.  

Die Modulation ist vorzugsweise eine Amplituden- oder I/Q-Modulation. Gemäß den für solche Modulationen geltenden Gleichungen entstehen im Spektrum links und rechts neben der Trägerfrequenz weitere Seitenbänder, konkret z. B. bei der Amplitudenmodulation bei f1+f2 und f1-f2. Im Falle der Verwendung mehrerer Frequenzen f2 ergibt sich so durch deren Summe ein Seitenbandspektrum, dies ist in der Zeichnung ebenfalls beispiel­ haft dargestellt.The modulation is preferably an amplitude or I / Q modulation. According to those applicable to such modulations Equations arise in the spectrum to the left and right of the Carrier frequency further sidebands, specifically z. B. at the Amplitude modulation at f1 + f2 and f1-f2. In case of use of several frequencies f2 results from their sum Sideband spectrum, this is also an example in the drawing depicted cautiously.

Die Modulation kann durch den elektronischen Schalter S1 abge­ schaltet werden, der Schalter S1 wird von einem Zeitgeber T1 periodisch gesteuert.The modulation can abge by the electronic switch S1 are switched, the switch S1 is operated by a timer T1 periodically controlled.

In dem Reifen befindet sich ein Meßwertgeber MG1 (Transponder), bestehend aus mindestens einer Antenne A2, einem Empfänger mit mindestens einer Diode D1, vorzugsweise als Schottky- oder Detektordiode, sowie einem Quarz-Resonator Q1, der von dem empfangenen Modulationssignal angeregt wird. Dieser Quarz-Resonator (Quarz Q1) ist nun seinerseits wieder mit einer Modulator- bzw. Mischerdiode D2, vorzugsweise einer Varaktordiode zwecks Nutzung der parametrischen Verstärkung, gekoppelt. Daneben wird er durch den Meßwert verstimmt (gezogen).There is a MG1 (transponder) transmitter in the tire, consisting of at least one antenna A2, a receiver with at least one diode D1, preferably as a Schottky or Detector diode, as well as a quartz resonator Q1 by the received modulation signal is excited. This quartz resonator (Quartz Q1) is now again with a modulator or Mixer diode D2, preferably a varactor diode for use the parametric gain. In addition, he is through the measured value is out of tune (pulled).

Zum Zeitpunkt t1 wird nun die Modulation durch den Schalter S1 abgeschaltet, und kurz darauf, zu einem Zeitpunkt t2, wird der Empfänger E1 aktiviert (EN-Enable Eingang), t2 folgt ca. 1 µs auf t1.At time t1, the modulation by switch S1 turned off, and shortly thereafter, at a time t2, the receiver turns off E1 activated (EN enable input), t2 follows approx. 1 µs after t1.

Wenn nun die Modulation der Speisefrequenz zum Zeitpunkt t1 abgeschaltet wird, so wird der Quarz Q1 noch ca. 1 ms weiterschwingen und aufgrund des weiterhin vorhandenen Trägers diese Speisefrequenz über die Modulatordiode D2 modulieren. Dies geschieht jedoch nur dann, wenn die Modulationsfrequenz f2 den Quarz Q1 schon vorher ange­ regt hatte, d. h. wenn die Modulationsfrequenz f2 in etwa dem ver­ muteten Meßwert entspricht. Der Empfänger E1 sieht nun an seiner Antenne A4 ein moduliertes Signal von Sendeantenne A3, ohne daß die Speisefrequenz (von der Antenne A1 übertragen) moduliert ist und Störungen verursachen könnte, und kann somit aus der Modulation auf den Meßwert schließen. Bei Fehlen der Modulation oder zu schwacher Modulation können weitere vermutete Meßwerte iterativ abgetastet werden (z. B. durch sukzessive Approximation oder Newton-Iteration), bei gänzlichem Unterbleiben jeder Modulation ist von einem Defekt des Meßwert­ gebers auszugehen, dies kann dem Nutzer signalisiert werden.If the modulation of the feed frequency is switched off at time t1, then the quartz Q1 will continue to oscillate for approx. 1 ms and due to the still existing carrier this feed frequency over the Modulate modulator diode D2. However, this only happens if the modulation frequency f2 already indicates the quartz Q1 had rain, d. H. if the modulation frequency f2 approximately ver mutated measured value. The receiver E1 now looks at his Antenna A4 a modulated signal from transmitter antenna A3, without the supply frequency (transmitted by antenna A1) is modulated and could cause interference, and can thus deduce the measured value from the modulation. At The absence of modulation or modulation that is too weak can result in more suspected measured values are sampled iteratively (e.g. by successive approximation or Newton iteration), with complete Failure to perform any modulation is due to a defect in the measured value donor, this can be signaled to the user.

Selbstverständlich können anstelle des Quarzes auch andere langnachschwingende Resonatoren, z. B. SAW-, Piezo- oder Stimmgabelresonatoren verwendet werden. Theoretisch wäre auch ein ungedämpfter Schwingkreis denkbar, praktisch wird dies jedoch an der unvermeidlichen Dämpfung scheitern.Of course, others can be used instead of quartz long resonant resonators, e.g. B. SAW, piezo or Tuning fork resonators are used. Theoretically would also be one undamped resonant circuit is conceivable, but this will become practical the inevitable damping fail.

Daneben ist anstelle der Abfrage mittels Modulation auch die Abfrage im Basisband ohne Modulator und Demodulator im Meßwert­ geber (MG1) denkbar, wobei jedoch aufgrund der allgemein verfügbaren Frequenzen eher eine Mikrowellenfrequenz mit Modulation in Frage kommt. In addition, there is also the instead of the query using modulation Query in the baseband without modulator and demodulator in the measured value encoder (MG1) conceivable, but due to the generally available Frequencies rather a microwave frequency with modulation in question is coming.  

Besonders vorteilhaft ist in diesem Fall die Unterbringung der ersten Eingangsverstärker- und/oder Mischerstufe in miniaturi­ sierter Bauweise in der Antenne selber, ein Mischer kann hierbei vom nach t1 verbleibenden unmodulierten Sendesignal (direkte Umsetzung in das Basisband) oder auch mit einer weiteren Frequenz hochfrequenzmäßig (lokales Oszillatorsignal) und mittels Gleich­ spannungsentkopplung auch mit Versorgungsspannung über ein gemeinsames Antennenkabel versorgt werden. Als wesentlicher Vorteil ergibt sich hier die frequenzmäßige Trennung von Sende- und Empfangssignal und damit die Möglichkeit der Verwendung nur eines (Koaxial-) Antennenkabels für beide Signale und für die Stromversorgung von Vorverstärker und Mischer.In this case, the accommodation of the first input amplifier and / or mixer stage in miniaturi Design in the antenna itself, a mixer can do this from the unmodulated transmission signal (direct Implementation in the baseband) or with another frequency high frequency (local oscillator signal) and by means of equals voltage decoupling also with supply voltage via a common antenna cable can be supplied. As an essential The advantage here is the frequency separation of transmission and receive signal and thus the possibility of use only a (coaxial) antenna cable for both signals and for the Power supply for preamplifier and mixer.

Besonders vorteilhaft ist eine solche Anordnung zusammen mit gerichteten Planarantennen, weil hierdurch gerichtetes Senden zum und Empfangen vom Meßwertgeber MG1 mit Trennung beider Signalwege möglich wird.Such an arrangement together with Directional planar antennas, because this way directional transmission to and receiving from the transducer MG1 with separation of the two signal paths becomes possible.

Bei gleichzeitiger Modulation mit mehreren Frequenzen, sei es durch Rückwärts-Fouriertransformation, Pseudo-Zufallsrauschen und/oder I/Q-Modulation tritt in jedem Fall eine Anregung des Quarzes Q1 oder anderen Resonators unabhängig vom Meßsignal ein.With simultaneous modulation with multiple frequencies, either by backward Fourier transformation, pseudo-random noise and / or I / Q modulation occurs in any case Quartz Q1 or other resonators regardless of the measurement signal.

Daneben kann das nachschwingende Antwortsignal z. B. durch Digi­ talisierung mittels A/D-Wandler und Weiterverarbeitung mittels Digital Down Converter und/oder Signalprozessor gleichzeitig auf mehreren Frequenzen abgefragt werden. Da in der Nachschwingphase nach t1 die Frequenz unbeeinflußt von der Anregung durch die Speisefrequenz-Modulation ist, kann so eine präzise Bestimmung des Meßwerts durchgeführt werden. Vorteilhaft ist hier eine Kombination aus Filterung und Frequenzmessung durch Bestimmung der Periodendauer oder eine Anwendung der schnellen Fourier­ transformation. Auch die Auswertung der hierbei entstehenden Phaseninformation kann zusätzlich zur Frequenzinformation zur Festlegung des Energiemaximums des Speisesignals (zur Änderungs­ tendenz-Erkennung) bei der nächsten Messung vorteilhaft sein.In addition, the resonant response signal z. B. by Digi Talization with A / D converter and further processing with Digital down converter and / or signal processor at the same time multiple frequencies can be queried. Because in the post-swing phase after t1 the frequency is unaffected by the excitation by the Is supply frequency modulation, so a precise determination of the measured value. One is advantageous here Combination of filtering and frequency measurement by determination the period or an application of the fast Fourier transformation. Also the evaluation of the resulting ones Phase information can be used in addition to the frequency information Determination of the maximum energy of the feed signal (for change tendency detection) may be advantageous for the next measurement.

Die Trägerfrequenz f1 sollte mittels eines stabilen Oszillators mit geringem Phasenrauschen erzeugt werden. Durch PLL-Regelung der Frequenz f1 kann mittels Mikrocomputerbefehls festgestellten Störungen und Frequenzbelegungen durch andere Nutzer, z. B. andere Fahrzeuge, gezielt ausgewichen werden, ohne daß dadurch der Kontakt zum Meßwertgeber verloren geht, da es für diesen bei nicht allzu großen Änderungen von f1 nur auf die Modulation ankommt. Der Empfänger muß natürlich ebenfalls entsprechend umgestimmt werden. Diese Möglichkeit des Frequenzwechsels im Störungsfall stellt einen weiteren wesentlichen Vorteil der Erfindung dar. The carrier frequency f1 should be by means of a stable oscillator be generated with low phase noise. Through PLL control the frequency f1 can be determined by means of a microcomputer command Interference and frequency assignments by other users, e.g. B. others Vehicles are deliberately evaded without the Contact with the transmitter is lost, as it is at the latter not too big changes from f1 only to the modulation arrives. The recipient must of course also do this be changed. This possibility of frequency change in Failure represents another significant advantage of the Invention.  

Die Erzeugung der Modulationsfrequenz(en) f2 erfolgt sinnvoller­ weise mittels eines D/A Wandlers durch direkte digitale Synthese. Sehr reine Frequenzen können mittels eines sogenannten Phasen­ akkumulators mit nachfolgender Sinus/Cosinus-Tabelle erzeugt werden. Durch gefilterte Pseudo-Zufalls-Phasensprünge kann dabei die Signalbreite im Spektrum nach Belieben auch mittels Mikrocomputerbefehl verändert werden.The generation of the modulation frequency (s) f2 is more sensible wise using a D / A converter through direct digital synthesis. Very pure frequencies can be achieved using a so-called phase accumulator with the following sine / cosine table generated will. Filtered pseudo-random phase jumps can be used the signal width in the spectrum at will also by means of Microcomputer command can be changed.

Die Vorgabe der Zeitpunkte t1 und t2 erfolgt sinnvollerweise durch einen prozessorgesteuerten Zeitgeber, entweder per Software oder als Hardware-Timer. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Synchronisation beider Zeitpunkte sowie der Wiedereinschaltung zwecks erneuter Anregung mit der Reifendrehung. Hierdurch wird der Meßwertgeber MG1 zu einem Zeitpunkt angeregt, in dem er sich besonders nahe an der Antenne des Meßsystems befindet.The times t1 and t2 are expediently specified by a processor-controlled timer, either by software or as a hardware timer. This is particularly advantageous Synchronization of both times and the restart for the purpose of renewed excitation with the tire rotation. This will the transducer MG1 excited at a time when it turns is particularly close to the antenna of the measuring system.

Die gesamte Steuerung der Vorrichtung erfolgt vorzugsweise über einen Mikrocomputer oder Signalprozessor, der auch die weitere Ver­ arbeitung, Umrechnung und Auswertung der Meßwerte übernehmen kann. Der Mikrocomputer kann auch eine geeignete Staffelung der Anregungen bei mehreren Resonatoren bzw. Meßwertgebern vornehmen, ein optimales Zeitverhalten wird durch Start der Anregung eines weiteren Resonators bereits während der Meßzeit nach t2 oder sogar t1 des vorherigen Resonators auf einer anderen Anregungs­ frequenz erreicht.The entire control of the device is preferably carried out via a Microcomputer or signal processor, which also ver processing, conversion and evaluation of the measured values can. The microcomputer can also use a suitable grading Make suggestions for several resonators or transducers, an optimal timing behavior is started by starting a other resonators already during the measuring time after t2 or even t1 of the previous resonator on another excitation frequency reached.

Sehr vorteilhaft ist aus Kostengründen auch die Integration des Meßwertgebers MG1 bestehend aus dem (Druck-)sensor zusammen mit dem nichtlinearen elektronischen Bauteil und dem Resonanzelement auf einem hybriden oder integrierten Schaltkreis.For cost reasons, the integration of the Transmitter MG1 consisting of the (pressure) sensor together with the nonlinear electronic component and the resonance element a hybrid or integrated circuit.

Des weiteren kann im Meßwertgeber MG1 auch ein weiterer Referenz-Quarz oder ein anderweitiger Resonator untergebracht werden, der unabhängig vom Meßwert immer konstant auf einer von der Meß­ frequenz unabhängigen weiteren Frequenz reagiert. Hierdurch können Frequenzverschiebungen z. B. durch den Dopplereffekt im Empfänger wieder herausgerechnet werden. Weitere Meßfrequenzen f2 können z. B. zur Übertragung weiterer Meßwerte wie Reifen­ temperatur oder strukturelle Beanspruchung (Kräfte) verwendet werden.A further reference quartz can also be located in the measuring transducer MG1 or another resonator can be accommodated, the regardless of the measured value always constant on one of the measured frequency independent further frequency reacts. Hereby can frequency shifts z. B. by the Doppler effect be calculated out again in the receiver. Further measuring frequencies f2 can e.g. B. for the transmission of further measured values such as tires temperature or structural stress (forces) used will.

Natürlich kann durch Relais- oder elektronische Umschaltung von mehreren Antennen auf eine Elektronikeinheit dieselbe Elektronik­ einheit im Multiplexverfahren zum Messen an unterschiedlichen Reifen oder auch am Reserverad verwendet werden.Of course, by relay or electronic switching from multiple antennas on one electronics unit the same electronics Unit in the multiplex method for measuring at different Tires or also used on the spare wheel.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Messung des Reifendrucks beschränkt, sondern kann generell zur zuverlässigen Ermittlung von Meßwerten im Bereich schnell bewegter Teile ver­ wendet werden.Of course, the invention is not based on the measurement of Tire pressure limited, but can generally be reliable Determination of measured values in the area of fast moving parts be applied.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur drahtlosen Übertragung von mindestens einem Meßwert aus bewegten Teilen, insbesondere ein System zur Messung des Reifendrucks in Kraftfahrzeu­ gen, bestehend aus
  • - einem Meßwertgeber, insbesondere Druckmesser im Rei­ fen, und
  • - einem Meßsystem, welches seinerseits aufweist:
    • - mindestens eine Antenne in der Nähe des Meßwert­ gebers,
    • - einen Empfänger und
    • - mindestens eine Elektronikbaugruppe, wobei im Meß­ system mindestens eine modulierte Speisefrequenz erzeugt und an den Meßwertgeber abgestrahlt und von diesem empfangen wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Meßwertgeber (MG1) über mindestens einen nach­ schwingenden Resonator (Q1) verfügt und der Resona­ tor (Q1) in seiner Frequenz- oder Absorptionscharak­ teristik vom zu messenden Wert beeinflußt wird,
  • - durch den Empfang der modulierten Speisefrequenz im Meßwertgeber (MG1), wenn eine Übereinstimmung der Modula­ tionsfrequenz der modulierten Speisefrequenz (indi­ rekte modulierte Anregung) mit der Resonatorfrequenz vorliegt, der Resonator (Q1) zum Schwingen angeregt wird,
  • - nach erfolgter Anregung des Resonators (Q1) die Modulation der Speisefrequenz periodisch abgeschal­ tet oder so verändert wird, daß keine Anregung des Resonators (Q1) mehr stattfindet,
  • - der Resonator (Q1) hiernach nachschwingt, dabei diese Nachschwingungen ihrerseits durch den zu mes­ senden Wert moduliert und diese modulierten Nach­ schwingungen vom Meßwertgeber (MG1) abgestrahlt wer­ den, und
  • - der im Meßsystem vorhandene Empfänger diese modu­ lierten Nachschwingungen erfaßt und daraus durch Frequenzanalyse und Umrechnung den mindestens einen Meßwert ableitet.
1. Device for wireless transmission of at least one measured value from moving parts, in particular a system for measuring the tire pressure in motor vehicles, consisting of
  • - A transducer, especially pressure gauge in the fen, and
  • - a measuring system which in turn has:
    • - at least one antenna near the sensor,
    • - a recipient and
    • at least one electronics module, at least one modulated supply frequency being generated in the measuring system and being radiated to and received by the transmitter,
    characterized in that
  • - The transducer (MG1) has at least one resonating resonator (Q1) and the resonator (Q1) in its frequency or absorption characteristics is influenced by the value to be measured,
  • - by receiving the modulated feed frequency in the transmitter (MG1), if the modulation frequency of the modulated feed frequency (indirect modulated excitation) matches the resonator frequency, the resonator (Q1) is excited to oscillate,
  • after the excitation of the resonator (Q1), the modulation of the feed frequency is periodically switched off or changed so that no excitation of the resonator (Q1) takes place,
  • - The resonator (Q1) thereafter oscillates, modulating these oscillations by the value to be measured and these modulated oscillations emitted by the transmitter (MG1), and
  • - The existing receiver in the measuring system detects these modulated reverberations and uses them to derive the at least one measured value by frequency analysis and conversion.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
  • - wobei die modulierte Speisefrequenz aus einer unmo­ dulierten Speisefrequenz (Trägersignal f1), die durch ein Signal (f2) moduliert wird, gebildet wird,
    dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das Signal (f2), mit dem das Trägersignal (f1) moduliert wird, niederfrequent ist und die damit vorgenommene Modulation eine Amplitudenmodulation ist, und
  • - im Meßwertgeber (MG1) diese Modulation durch ein nichtlineares Bauteil, insbesondere eine Detektor­ diode, demoduliert und zur Anregung des Resonators (Q1) verwendet wird.
2. Device according to claim 1,
  • the modulated supply frequency is formed from an unmodulated supply frequency (carrier signal f1) which is modulated by a signal (f2),
    characterized,
  • - That the signal (f2), with which the carrier signal (f1) is modulated, is low-frequency and the modulation thus carried out is an amplitude modulation, and
  • - In the transmitter (MG1) this modulation by a non-linear component, in particular a detector diode, demodulated and used to excite the resonator (Q1).
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachschwingungen des Resonators (Q1) mit der nach Abschaltung der Anregung verbleibenden unmodu­ lierten Speisefrequenz in einem nichtlinearen Bau­ teil des Meßwertgebers (MG1), insbesondere einer Va­ raktordiode mit parametrischer Verstärkung, gemischt werden und als Meßfrequenz durch den Meßwertgeber (MG1) abgestrahlt werden.3. Device according to one of claims 1 to 2, characterized, that the resonance of the resonator (Q1) with the after switching off the excitation remaining unmodu feed frequency in a non-linear building  part of the sensor (MG1), especially a Va reactor diode with parametric gain, mixed and as a measuring frequency by the transmitter (MG1) can be emitted. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Resonator (Q1) ein Quarz verwendet wird, der elektrisch durch einen kapazitiven oder induktiven Sensor oder mechanisch durch Belastung oder Tempera­ turänderung verstimmt (gezogen) wird.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized, that a quartz crystal is used as the resonator (Q1) electrically by a capacitive or inductive Sensor or mechanically by stress or tempera door change is detuned (pulled). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschaltung der Anregung des Resonators (Q1) die Frequenzanalyse der Nachschwingungen des Resona­ tors (Q1) durch Filterung und Periodendauermessung nach der notwendigen Demodulation durchgeführt wird und hieraus der mindestens eine Meßwert durch Umrech­ nung abgeleitet wird.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized, that after switching off the excitation of the resonator (Q1) the frequency analysis of the resonance of the Resona tors (Q1) through filtering and period measurement after the necessary demodulation is carried out and from this the at least one measured value by conversion voltage is derived. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgter Anregung des Resonators (Q1) der Meßwertgeber (MG1) die Abschaltung der Modulation der Speisefrequenz ermöglicht, daß eine weitere Modulation der verbleibenden unmodulierten Speisefrequenz aus­ schließlich durch den Meßwertgeber (MG1) erfolgt.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized, that after excitation of the resonator (Q1) the Transmitter (MG1) switching off the modulation of the Feed frequency allows further modulation the remaining unmodulated supply frequency finally done by the transmitter (MG1). 7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Anregung des Resonators (Q1) und Abschal­ tung der Modulation verbleibende unmodulierte Speise­ frequenz zur Mischung im Empfänger (E1) des Meßsystems verwendet wird, dessen erste Stufen vorzugsweise mit der Antenne (A4) eine bauliche Einheit bilden.7. The device according to claim 3, characterized, that after excitation of the resonator (Q1) and shutdown modulation remaining unmodulated food  frequency for mixing in the receiver (E1) of the measuring system is used, the first stages preferably with the antenna (A4) form a structural unit. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine gerichtete Anstrahlung des Meßwertgebers (MG1) und Rückstrahlung von diesem zum Meßsystem durch Verwendung von Richt-, insbesondere Planarantennen er­ folgt.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized, that directional illumination of the sensor (MG1) and reflection from this to the measuring system Use of directional, especially planar antennas follows. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Zu- und Abschaltung der Anregung des Resonators (Q1) des Meßwertgebers (MG1) durch ei­ nen Zeitgeber gesteuert erfolgt, welcher mit der Rad­ drehung synchronisiert ist.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized, that the periodic switching on and off of the excitation of the resonator (Q1) of the transmitter (MG1) by ei NEN timer controlled, which with the wheel rotation is synchronized. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Patentansprüchen beschriebenen Funk­ tionen der Elektronikbaugruppen des Meßsystems ganz oder teilweise mittels eines Computerprogramms (Soft­ ware) realisiert werden.10. The device according to one of claims 1 to 9, characterized, that the radio described in the claims tions of the electronic components of the measuring system entirely or partially using a computer program (soft goods) can be realized.
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