DE3600260A1 - Schaltungsanordnung zur messwertuebertragung an fahrzeugraedern - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung zur Übertragung von veränderlichen Meßwerten wie Druck und Temperatur an Fahrzeugrädern nach der Gattung des Haupt­ anspruchs. Aus der DE-PS 30 29 563 ist bereits eine der­ artige Schaltungsanordnung bekannt, bei der mit einem niederfrequenten Zerhacker über eine ortsfeste Über­ tragerspule Energie auf eine umlaufende Übertrager­ spule mit daran angeschlossener Sensorschaltung über­ tragen wird. Die Meßwerte der Sensoren am Fahrzeugrad werden über einen Wandler in frequenzanaloge Signale umgesetzt, die ein Vielfaches der Zerhackerfrequenz betragen und die von den Übertragerspulen über einen Hochpaß in die ortsfeste Auswerteschaltung gelangen. Solange ein Schwellwertschalter in der Sensorbeschal­ tung den Meßwertwandler aktiviert, unterbricht die orts­ feste Auswerteschaltung den Zerhacker. Dadurch wird während der Rückübertragung des Informationssignals über die Wandlerspulen keine Energie in die Sensorbeschal­ tung übertragen und damit werden die über denselben Kanal gelangenden Informationssignale von der Energie­ übertragung getrennt.

Bei dieser bekannten Lösung ist es nachteilig, daß die gemessenen Werte des Reifendrucks und der Reifentempe­ ratur nicht getrennt voneinander in die Auswerteschal­ tung übertragen werden sondern daß sie bereits in der Sensorschaltung derart miteinander verknüpft werden, daß sich daraus ein sogenannter temperaturkompensierter Rei­ fendruck als Meßwert ergibt. Des weiteren ist nachtei­ lig, daß der Frequenzbereich für die Signalübertragung relativ groß wird, wenn eine feine Stufung der zu über­ tragenden Meßwerte erwünscht ist. Außerdem ist die Zeit der Meßwertübertragung bei der bekannten Lösung abhängig von der Ladung eines Speicherkondensators, der zuvor durch den eingeschalteten Zerhacker geladen wurde. Die Meßwert­ übertragung wird dadurch in unerwünschter Weise verzögert.

Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, die Meßwerte schnell in Form einer Impulsfolge in fest vorgegebenen Zeit­ abschnitten in den Einschaltpausen eines ortsfesten Recht­ eckgenerators zur Energieversorgung der Sensorbeschaltung auf die Auswerteschaltung zu übertragen, um so eine hohe Informationsauflösung und folglich eine feine Stufung der zu übertragenden Meßwerte zu erzielen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat den Vorteil, daß mit dem niederfrequenten Takt des ortsfesten Recht­ eckgenerators zur Energieversorgung der Sensorbeschaltung Meßwerte an Fahrzeugrädern mit hoher Auflösung als digi­ tale Impulsfolge zur Auswerteschaltung gelangen können, wobei die Übertragungszeit für jeden Meßwert festliegt. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die in den Über­ tragerspulen beim Abschalten der Versorgungsspannung im Takt des Rechteckgenerators induzierte Spannungsspitze nicht in die Zeitspanne für die Signalübertragung fällt und damit keine Verfälschung der zu übertragenden Meßwerte bewirken kann. Außerdem werden diese Spannungsspitzen in vorteil­ hafter Weise dafür verwendet, mit einer vorbestimmten Zeit­ verzögerung die Meßwertübertragung auszulösen und über eine vorgegebene Zeit zu sichern. Durch die auf diese Weise in schneller Folge von den Fahrzeugrädern übermit­ telten Meßwerte bzw. Meßwertänderungen ist es möglich, diese auch noch zur Reifendruckregelung heranzuziehen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die von dem auf die Spannungs­ impulse ansprechenden Zeitglied der Sensorbeschaltung frei­ gegebene Zeitschaltung zur Meßwertübertragung eine mono­ stabile Kippstufe ist, über deren Ausgang eine dem Meß­ wertwandler nachgeschaltete Koppelstufe für die Weiter­ leitung der HF-Signale auf die umlaufende Übertragerspule einzuschalten ist. Die Koppelschaltung ist dabei in vor­ teilhafter Weise aus zwei in Reihe liegende, an die Ver­ sorgungsspannung der Sensorschaltung angeschlossene Tran­ sistorschalter gebildet, die vom Ausgang des Meßwert­ wandlers im Gegentakt gesteuert werden und deren Verbin­ dung über eine Kapazität mit der umlaufenden Übertrager­ spule gekoppelt ist. Eine besonders hohe Auflösung der Meßwerte wird dadurch gewährleistet, daß der Meßwertwand­ ler ein Analog-Digital-Codierer ist, der die Meßwerte mindestens eines Sensors als serielle Bitfolge im Dual­ code auf die Koppelschaltung gibt und dem ein entspre­ chender Decodierer in der Auswerteschaltung zugeordnet ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild der er­ findungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Meßwertübertra­ gung an Fahrzeugrädern, Fig. 2 den Schaltungsaufbau einer Koppelstufe in der Sensorbeschaltung, Fig. 3 zeigt ein Schaltschema der ortsfesten Auswerteschaltung, Fig. 4 zeigt ein Schaltschema des Rechteckgenerators und Fig. 5 zeigt den Spannungs- bzw. Signalverlauf an verschiedenen Punkten der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Überwachung von veränderlichen Meßwerten wie Druck und Temperatur an einem Rad eines Kraftfahrzeuges als Blockschaltbild dargestellt. Sie besteht aus einem am Fahrzeug ortsfesten Schaltungsteil, der mit einer Plus­ klemme 10 an die Batteriespannung des Fahrzeugs anzu­ schließen ist. Die Spannung liegt über eine Verpolschutz­ diode 58, eine Versorgungsleitung 11 und einen Spannungs­ regler 59 an einer Auswerteschaltung 12, die mit Fig. 3 näher erläutert wird, und ferner an einem Ende einer in Radnähe ortsfest angeordneten Übertragerspule 13. Das an­ dere Ende der Übertragerspule 13 ist über einen npn-leiten­ den Schalttransistor 14 gegen Masse geschaltet. Ebensogut kann aber der Schalttransistor 14 auch pnp-leitend vor der Übertragerspule 13 liegen. Die Steuerelektrode des Schalt­ transistors 14 liegt am Ausgang eines Rechteckgenerators 15, der in Fig. 4 näher dargestellt ist. Die Auswerteschaltung 12 ist über eine Leitung 16 mit dem Ausgang des Recheck­ generators 15 verbunden sowie mit einer Leitung 17 an die Verbindung zwischen Übertragerspule 13 und Schalttransistor 14 angeschlossen.

Das Fahrzeugrad ist durch eine Welle 18 symbolisch dar­ gestellt, auf der eine mit dem Rad umlaufende Übertra­ gerspule 19 angeordnet ist. Die ortsfeste Übertrager­ spule 13 sowie die umlaufende Übertragerspule 19 können im Lagerbereich des Fahrzeugrades konzentrisch überein­ ander oder axial nebeneinander angeordnet sein, so daß eine Meßwertübertragung auch bei stehendem Rad möglich ist. Eine von der Raddrehung unabhängige Meßwertüber­ tragung ist aber auch dann möglich, wenn die umlaufende Übertragerspule 19 als Ringspule am Umfang der Rad­ felge befestigt ist und die ortsfeste Übertragerspule 13 in deren Umfangsbereich am Fahrzeugaufbau, vorzugs­ weise am Bremssattel sitzt. Die umlaufende Übertrager­ spule 19 ist mit ihren Enden an eine Sensorbeschaltung 20 angeschlossen, die entweder gemeinsam mit den Sensoren im Tiefbett der Radfelge befestigt wird oder die getrennt von den Sensoren außen an der Radfelge angeordnet ist. Die Sensorbeschaltung 20 hat zur Energieversorgung einen Speicherkondensator 21, der über eine vorgeschaltete Diode 22 parallel zur Übertragungsspule 19 liegt und der von den positiven Halbwellen in der Übertragungs­ spule 19 mit dem Takt des Rechteckgenerators 15 auf etwa 22 V geladen wird. Zur Glättung der Versorgungsspan­ nung ist der Speicherkondensator 21 an einen Spannungs­ regler 23 angeschlossen, der mit seinem stabilisierten Ausgang von 15 V mehrere Halbleiter-Sensoren 24 und weitere Schaltungsbausteine versorgt. Im Beispielsfall ist als Halbleitersensor ein Reifendruck-Sensor P und ein Temperatur-Sensor ϑ vorgesehen. Es können hier gegebenen­ falls noch Sensoren X für weitere Meßgrößen bzw. für eine Zweifach-Messung von Druck und Temperatur vorgesehen sein. Die Meßsignale der Halbleiter-Sensoren 24 werden parallel­ auf einen Multiplexer 25 geführt, dessen Ausgang mit einem Analog-Digital-Codierer 26 als Meßwertwandler verbunden ist. Der Ausgang des Meßwertwandlers 26 ist mit einer Koppel- bzw. Treiberstufe 27 verbunden, die in Fig. 2 im einzelnen dargestellt ist. Der Signalausgang der Treiberstufe 27 ist über einen Kondensator 28 mit der Übertragerspule 19 verbunden. Die Übertragerspule 19 ist außerdem an ein Zeit­ glied 29 angeschlossen, welches ausgangsseitig mit einer Zeitschaltung 30 verbunden ist. Die Zeitschaltung 30 ist im Beispielsfall als monostabile Kippstufe ausgebildet, deren Ausgang den Meßwertwandler 26 freigibt und der ferner auf den Steuereingang des Multiplexers 25 gelegt ist.

In Fig. 2 ist der Aufbau der Treiberstufe 27 dargestellt, die im wesentlichen aus zwei in Reihe liegende, an die Ausgangsspannung des Spannungsreglers 23 angeschlossene Schalttransistoren 31 und 32 besteht. Ein pnp-Schalttran­ sistor 31 ist mit vorgeschalteter Diode 33 mit dem Plus­ potential der Versorgungsspannung verbunden, während dazu in Reihe ein npn-Schalttransistor 32 über eine nach­ geschaltete Diode 34 am Minuspotential liegt. Ein eben­ falls mit der Versorgungsspannung verbundener Widerstands­ zweig aus vier in Reihe liegenden Widerständen 35, 36, 37 und 38 dient als Spannungsteiler, wobei zwischen den zwei ersten Widerständen 35 und 36 die Basis des pnp- Schalttransistors 31 über einen Basiswiderstand 39 an­ geschlossen ist. Die Basis des npn-Schalttransistors 32 ist über einen Basiswiderstand 40 an die Verbindung der zwei anderen Widerstände 37 und 38 angeschlossen. Die Mittelanzapfung zwischen den Widerständen 36 und 37 liegt am Ausgang des Meßwertwandlers 26, durch dessen Ausgangs­ signale die Schalttransistoren 31 und 32 im Gegentakt auf- und zugesteuert werden. Die Verbindung zwischen den beiden Schalttransistoren 31 und 32 ist zur Signalankopp­ lung der Übertragerspule 19 an den Kondensator 28 ange­ schlossen und über einen Entladewiderstand 28 a auf Minus­ potential gelegt.

Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung die Auswerte­ schaltung 12 aus Fig. 1. Für jedes Fahrzeugrad ist hier ein mit der ortsfesten Übertragerspule 13 verbundener Signaleingang 41 über ein UND-Gatter 64, ein HF-Filter 42 und einen Widerstand 43 mit dem Pluseingang eines Schmitt- Triggers 44 verbunden, dessen Minus-Eingang über eine Gleichrichter-Glättungsstufe 45 am Ausgang des HF-Filters 42 liegt. Der Ausgang des Schmitt-Triggers 44 ist einer­ seits über einen Widerstand 46 auf den Plus-Eingang rückgekoppelt und andererseits auf einen Eingang eines weiteren Multiplexers 46 gelegt. Zur Synchronisation mit dem Multiplexer 25 der Sensorbeschaltung 20 ist ein Rücksetzeingang des Multiplexers 46 an den Ausgang eines UND-Gatters 47 gelegt, das mit seinem einem Eingang über eine Verzögerungsstufe 63 und einen Inverter 52 an einem Takteingang 53 und mit seinem weiteren, negierten Eingang am Minus-Eingang des Schmitt-Triggers 44 liegt. Zur Deko­ dierung und weiteren Verarbeitung der übertragenen Meßwert- Signale ist dem Multiplexer 46 ein Mikroprozessor 48 nach­ geschaltet, welcher mit einem Meßwertspeicher 49 verbun­ den ist. Außerdem ist am Mikroprozessor 48 ein Display 50 angeschlossen, auf dem beim Auftreten kritischer Werte eine Anzeige erscheint. Im Bedarfsfall können die gemes­ senen Werte auch über an den Mikroprozessor 48 anzuschlies­ sende Drucktasten aufgerufen und zur Anzeige gebracht werden. Uber den Takteingang 51 der Auswerteschaltung werden außerdem die Ausgangssignale des Rechteckgenerators 15 auf einen Takteingang des Multiplexers 46, des Mikro­ prozessors 48 und des Meßwertspeichers 49 gegeben. Außer­ dem wird damit über den Inverter 52 ein Zähler 53 ange­ steuert, dessen Ausgang den Multiplexer 46, den Mikro­ prozessor 48 und den Datenein- und -ausgang des Meßwert­ speichers 49 steuert. Die am Ausgang des Inverters 52 liegende Verzögerungsstufe 63 liegt ferner noch am zweiten Eingang des dem HF-Filter 42 vorgeschalteten UND-Gatters 64.

Fig. 4 zeigt den schematischen Aufbau des Rechteckgene­ rators 15 aus Fig. 1 zur Steuerung des Schalttransistors 14 im Stromkreis der Übertragerspule 13. Der Rechteck­ generator 14 enthält zur gleichmäßigen, von Schwankungen der Versorgungsspannung unabhängigen Energieversorgung der Sensorbeschaltung 20 eine astabile Kippschaltung 54, deren Zeitglied von einem Kondensator 55 und den nachge­ schalteten Widerständen 56 und 57 gebildet wird, und das über die Diode 58 als Verpolschutz an der ungeregelten Versorgungsspannung an Klemme 10 liegt. Über die Diode 58 ist ferner die ortsfeste Übertragerspule 13 sowie der Eingang des Spannungsreglers 59, an Klemme 10 angeschlos­ sen, dessen Ausgang die Schaltungen 12 (Fig. 3) und 15 mit konstanter Spannung versorgt.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit Hilfe der in Fig. 5 dargestellten Spannungs- und Signalverläufe an verschiedenen Punkten der Schaltungsanordnung näher erläutert. Im Punkt a am Ausgang des Rechteckgenerators 15 werden mit der astabilen Kippstufe 54 Rechtecksignale Ua mit einer Frequenz von etwa 150 Hz auf den Steuereingang des Schalttransistors 14 und auf Klemme 51 der Auswerteschaltung 12 gegeben, dabei soll die Impulszeit t 1≈4 ms und die Pausenzeit t 2≈3 ms betragen. Während der Impulszeit t 1 wird der Schalttran­ sistor 14 leitend gesteuert und es fließt durch die Über­ tragerspule 13 ein Strom, der ein mit der umlaufenden Übertragerspule 19 gekoppeltes Magnetfeld aufbaut. Mit Beginn der Pausenzeit t 2 wird der Transistor 14 gesperrt, der Strom in der ortsfesten Übertragerspule 13 wird unter­ brochen und demzufolge in beiden Übertragerspulen 13 und 14 eine Induktionsspannung Ub erzeugt, die im Punkt b der Schaltung zwischen Schalttransistor 14 und Übertragerspule 13 den in Fig. 5 dargestellten Verlauf hat. Dabei tritt jeweils zunächst eine Spannungsspitze Ui auf, der ein ab­ fallender Spannungsrücken folgt. Die Ansprechspannung des Zeitgliedes 29 in der Sensorbeschaltung 20 ist so einge­ stellt, daß sie durch diese Spannungsspitze Ui am Ausgang des Zeitgliedes 29 im Punkt c der Schaltung einen Span­ nungsimpuls Uc mit der Dauer T 1 von 0,5 ms abgibt, durch den die nachgeschaltete Zeitschaltung 30 gesperrt wird. Nach Ablauf der Verzögerungszeit T 1 wird nun die Zeit­ schaltung 30 freigegeben und im Punkt d am Ausgang der Zeitschaltung 30 erscheint gemäß Fig. 5 ein Steuerim­ puls Ud, welcher sowohl auf den Multiplexer 25 als auch auf den Steuereingang des Meßwertwandlers 26 gelangt und damit die Sensorbeschaltung 20 zur Meßwertübertragung freigibt. Die Einschaltdauer T 2 der Zeitschaltung 30 und damit die Dauer des Steuerimpulses Ud zur Meßwertüber­ tragung beträgt 2 ms. Eine vollständige und durch die Spannungsspitze Ui unbeeinflußte Meßwertübertragung wird dadurch gewährleistet, daß die Verzögerungszeit T 1 des Zeitgliedes 29 zusammen mit der Einschaltdauer T 2 der Zeitschaltung 30 kleiner ist als die Pausenzeit t 2 der Signale Ua des Rechteckgenerators 14.

Der Multiplexer 25 schaltet zyklisch die von den Halb­ leitersensoren 24 erfaßten Meßwerte an einem Fahrzeug­ reifen in Form von analogen Spannungswerten auf den Meß­ wertwandler 26. Der Multiplexer 25 liegt dabei mit seinem Takteingang am Ausgang der Zeitschaltung 30 und schaltet jeweils mit der abfallenden Flanke der Impulse Ud, d.h. nach Ablauf der Einschaltdauer T 2 den nächsten Sensor bzw. einen freigelassenen Eingang zyklisch auf seinen Ausgang um. Bis zum Ende der Einschaltdauer T 2 gelangt folglich der Meßwert des vom Multiplexer 25 durchgeschal­ teten Halbleiter-Sensors 24 auf den Meßwertwandler 26. Durch den Steuerimpuls Ud der Zeitschaltung 30 wird nun der Meß­ wertwandler 26 für die Einschaltdauer T 2 freigegeben und der Meßwert wird in bekannter Weise z.B. als serielle 8- Bit-Folge im Dualcode auf den Eingang der Koppelstufe 27 gegeben, durch die die Schalttransistoren 31 und 32 wechselweise ein- und ausgeschaltet werden. Im Punkt e am Ausgang der Koppelstufe 27 tritt dabei eine ent­ sprechende serielle Bitfolge von Spannungsimpulsen Üe auf, die in Fig. 5 dargestellt sind, wobei Leerstellen (logische Nullen) gestrichelt markiert sind, und die über den Kondensator 28 im Beispielsfall mit einer Frequenz von 20 KHz als Nadelimpulse auf die Übertragerspule 19 gelan­ gen. Durch den Siebkondensator 28 wird zwar bei jedem Spannungsimpuls Ue ein positiver und ein negativer Nadel­ impuls erzeugt. Da jedoch die positiven Nadelimpulse eben­ so wie die Spannungsspitze Ui in der Übertragerspule 19 vom Speicherkondensator 21 begrenzt werden, sind nur die negativen Nadelimpulse für die Auswertung von Bedeutung. Die Nadelimpulse überlagern sich an der Übertragerspule 19 mit der induzierten Spannung Üb zur Energieübertragung zu dem im Punkt f der Schaltung am Eingang der umlau­ fenden Übertragerspule 19 in Fig. 5 dargestellten Span­ nungsverlauf Ue. Ein entsprechender Spannungsverlauf er­ gibt sich auch an der ortsfesten Übertragerspule 13 im Punkt b der Schaltung, welcher über die Leitung 17 auf den Signaleingang 41 der Auswerteschaltung 12 (Fig. 3) gelangt.

Über das HF-Filter 42 werden die Nadelimpulse Ug als serielle 8 Bit-Folge im Punkt g der Schaltung wieder aus­ gesiebt und über den Widerstand 43 auf den Plus-Eingang des Schmitt-Triggers 44 gegeben, wobei durch das vorge­ schaltete UND-Gatter 64 mit dem von der Verzögerungs­ stufe 63 um etwa 0,4 ms zeitverzögerten, und durch den Inverter 52 invertierten Rechtecksignal Uh im Punkt h der Schaltung die Abschalt-Spannungsspitze Ui an der Über­ tragerspule 19 ausgeblendet wird. Über die Gleichrichter- Glättungsstufe 45 wird abhängig von der Amplitude der Nadelimpulse die Referenzspannung auf den Minus-Eingang des Schmitt-Triggers nachgeführt, so daß am Ausgang des Schmitt-Triggers 44 unabhängig von der Amplitude der Nadelimpulse digitale Signale als serielle Bit-Folge im Dualcode über den Multiplexer 46 in den Mikroprozessor 48 gelangen. In einer durch den Mikroprozessor 48 reali­ sierten Decodierschaltung wird die serielle Bit-Folge decodiert, in einem Bereich des Meßwertspeichers 49 ab, gelegt und zur weiteren Signalverarbeitung verwertet. Dabei bringt der Mikroprozessor 48 den ermittelten Meß­ wert beim Erreichen einer kritischen Grenze auf dem Display 50 zur Anzeige.

Da der Multiplexer 25 in der Sensorbeschaltung 20 nach jedem Steuerimpuls Ud der Zeitschaltung 30 zyklisch auf den nächsten Sensor bzw. auf eine Leerstellung fort­ geschaltet wird, muß der Multiplexer 46 in der orts­ festen Auswerteschaltung 12 damit synchron arbeiten.

Zu diesem Zweck ist der Multiplexer 46 mit seinem Steuer­ eingang am Takteingang 51 der Auswerteschaltung 12 ange­ schlossen, auf dem die Signale Ua des Rechteckgenerators 15 über die Leitung 16 gelangen. Mit jeder ansteigenden Signalflanke wird der Multiplexer 46 als Demultiplexer arbeitend zyklisch auf den nächsten seiner Ausgänge bzw. auf eine Leerstellung umgeschaltet. Die Synchronisation des Multiplexers 46 der Auswerteschaltung 12 mit dem Mul­ tiplexer 25 der Sensorbeschaltung 20 erfolgt über die Leerstellung am Multiplexer 25 der Sensorbeschaltung 20. Sie wird jeweils zwischen zwei zyklischen Umschalt- Durchläufen des Multiplexers 25 in der Sensorbeschaltung 20 eingenommen. In der Leerstellung des Multiplexers 25 wird folglich über den Meßwertwandler 26 und der nachge­ schalteten Koppelstufe 27 keine Impulsfolge in der Pausen­ zeit t 2 des Rechteckgenerators 15 übertragen. Die Leer­ stellung des Multiplexers 25 der Sensorbeschaltung 20 wird nunmehr in der Auswerteschaltung 12 mit dem UND-Gatter 47 erkannt, da in diesem Fall der eine mit dem Taktein­ gang 51 verbundene Eingang des Gatters 47 durch die Aus­ gangssignale Ua des Rechteckgenerators 15 über den Inver­ ter 52 und Verzögerungsstufe 63 auf 1 und der negierende andere Eingang des Gatters 47 durch die fehlenden Meß­ impulse Ug am Ausgang der Gleichrichterglättungsstufe 45 auf 0 liegt. Der Ausgang des Gatters 47 ist mit dem Rücksetzeingang des Multiplexers 46 verbunden, so daß jeweils dann, wenn in der Pausenzeit t 2 des Rechteck­ generators 15 keine Meßwertübertragung stattfindet der Multiplexer 46 in der Auswerteschaltung 12 über das UND-Gatter 47 zurückgesetzt bzw. mit dem Multiplexer 25 der Sensorbeschaltung 20 synchronisiert wird.

Die analogen Meßwerte der Sensoren 24 in der Sensorbe­ schaltung 20 werden durch die Digitalisierung am Meßwert­ wandler 26 in einer mehr oder weniger feinen Stufung aufgelöst, übertragen und ausgewertet. Dabei können durch Meßwerttoleranzen, durch mechanische Schwingungen am Fahrzeugrad oder durch andere Unzulänglichkeiten geringe Schwankungen der Meßwerte auftreten. Um der­ artige Schwankungen auszugleichen und um damit gleich­ zeitig die Meßgenauigkeit zu verbessern, ist vorgesehen, die in die Auswerteschaltung gelangenden Meßwerte als serielle Bit-Folge über eine bestimmte Periodenzahl des Rechteckgenerators 15 im Meßwertspeicher 49 (Fig. 3) der Auswerteschaltung 12 aufzusummieren und daraus im Mikroprozessor 48 einen Mittelwert zu bilden, der ge­ gebenenfalls über das Display 50 zur Anzeige kommt.

Zu diesem Zweck ist zur Einstellung der Periodenzahl der Zähler 53 vorgesehen, der mit seinem Eingang über den Inverter 52 am Takteingang 51 mit den Rechteck­ signälen Ua des Rechteckgenerators 15 verbunden ist und

durch nicht dargestellte Schalter auf eine bestimmte Periodenzahl, im Beispielsfall auf die Zahl 15 eingestellt werden kann. Über den Ausgang des Zählers 52 wird der Meßwertspeicher 49 derart angesteuert, daß er für jeweils 15 Perioden des Rechteckgenerators 15 zum Einlesen von Meßwerten geöffnet ist, um diese anschließend zur Wei­ terverarbeitung an den Mikroprozessor 46 abzugeben. Da im Beispielsfall Reifendruck und Reifentemperatur von­ einander unabhängig zyklisch übertragen und in ent­ sprechend zugeordnete Bereiche des Speichers 49 einge­ lesen werden, ergibt sich bei der Periodenzahl 15 des Zählers 53, daß jeweils fünf Reifendruckmessungen und Temperaturmessung zur Mittelwertbildung herangezogen werden, während in den restlichen fünf Perioden des Rechteckgenerators 15 jeweils die Synchronisation der Multiplexer 25 und 46 erfolgt. Zweckmäßigerweise wird dabei die Abgabe der im Meßwertspeicher 49 gesammelten Meßdaten auf den Mikroprozessor 48 in einer Leerstellung der Multiplexer erfolgen.

Eine von elektromagnetischen Störungen abgekoppelte Aus­ wertung der Takt- und Meßwertimpulse ist in bekannter Weise gegebenenfalls auch durch das Einfügen von Opto­ kopplern in der Auswerteschaltung möglich. Für den Anschluß derartiger Optokoppler sind in Fig. 3 zwei Anschlüsse 60, 61 gestrichelt dargestellt. Am Anschluß 61 kann das Steuersignal am Ausgang des Zählers 53 zur Ansteuerung externer Meßwertspeicher abgegriffen werden, während am Anschluß 60 die seriellen Meßwertimpulse in den Pausenzeiten t 2 der Steuerimpulse Üa des Rechteck­ generators 15 abgegriffen werden konnen.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungs­ beispiel beschränkt, da die zu übertragenden Meß­ werte in verschiedenen Formen und Folgen von HF-Signalen in den Spannungspausen des Rechteckgenerators zu rea­ lisieren ist. Ebenso ist die Form der Signalauswertung nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Erfin­ dungswesentlich ist jedoch, daß die Sensorbeschaltung 20 ein Zeitglied 29 enthält, welches auf eine Spannungs­ spitze Ui in der umlaufenden Übertragerspule 19 anspricht, die durch das Ende eines Rechtecksignals Ua des Recht­ eckgenerators 15 erzeugt wird, und daß das Zeitglied 29 mit entsprechender Verzögerungszeit T 1 eine ausgangssei­ tig an ihm angeschlossene Zeitschaltung 30 zur Meßwert­ übertragung freigibt, wobei die Verzögerungszeit T 1 des Zeitgliedes 29 zusammen mit der Einschaltdauer T 2 der Zeitschaltung 30 kleiner sein muß als die Pausenzeit t 2 der Signale Ua am Rechteckgenerator 15. So ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, einen Meßwertwandler 26 in der Sensorschaltung 20 zu verwenden, der mit kon­ stanter Frequenz während der Einschaltdauer T 2 der Zeit­ schaltung 30 eine proportional zur abgegebenen Spannung der Sensoren 24 ansteigende Zahl von Spannungsimpulsen Ue abgibt, die in der Auswerteschaltung 12 jeweils für eine bestimmte Anzahl von Meßzyklen zur Ermittlung des Meßwertes aufsummiert werden. Außerdem kann als Meßwert­ wandler 26 ein proportional zur Spannung der Sensoren 24 arbeitender Frequenzwandler verwendet werden, so daß die frequenzabhängige Anzahl der Nadelimpulse Ug, die während der Einschaltdauer T 2 der Zeitschaltung 30 in der Pausen­ zeit des Rechteckgenerators 15 übertragen werden ein Maß für den Reifendruck bzw. für die Reifentemperatur dar­ stellt, z.B. ein Impuls pro 0,1 Bar oder 1°C. Auch hier läßt sich die Meßgenauigkeit dadurch erhöhen, daß im Meßwertspeicher 49 über mehrere Perioden des Rechteck­ generators 15 die übertragenden Meßimpulse aufsummiert werden.

In Fig. 3 ist die Auswerteschaltung 12 lediglich für ein Fahrzeugrad dargestellt und erläutert. Da Luftdruck und Temperatur der übrigen Fahrzeugräder in gleicher Weise ermittelt werden, ist der Multiplexer 46 mit einer ent­ sprechenden Anzahl von gestrichelt angedeuteten Eingängen für weitere Schmitt-Trigger 44 versehen, zwischen denen der Multiplexer 46 über einen mit dem Ausgang des Zählers 53 verbundenen Steuereingang jeweils nach 15 Perioden des Rechteckgenerators 15 umgeschaltet wird. Mit dem Mikroprozessor 48 kann außerdem eine weitere Verar­ beitung der ermittelten Meßwerte in der Art durchgeführt werden, daß über einen weiteren Ausgang 62 eine Einrich­ tung zur Regelung des Luftdrucks in den einzelnen Fahr­ zeugreifen angesteuert wird. Da in solchen Fällen die verschiedenen Meßwerte aller zu überwachenden Fahrzeug­ räder in möglichst rascher Folge zur Verfügung stehen müssen, bietet hier die Übertragung der Meßwerte als serielle Bit-Folge im Dualcode die Möglichkeit, jeden Meßwert mit hoher Genauigkeit durch entsprechend hohe digitale Auflösung des analogen Meßwertes während einer Periode des Rechteckgenerators 15 zuverlässig zu über­ tragen. Außerdem können hierbei bestimmte Bits, bei­ spielsweise die ersten oder die letzten zwei Bits einer Signalfolge zur Kennung des übertragenen Meßwertes ver­ wendet werden, wodurch eine Meßwertumschaltung am Mul­ tiplexer 46 der Auswerteschaltung 12 entfallen kann. Da der Mikroprozessor 48 durch die Kennung den übertragenen Meßwert identifizieren und entsprechend verarbeiten kann, wird der Multiplexer 46 hierbei lediglich noch zur zyklischen Umschaltung der Auswerteschaltung auf die verschiedenen Fahrzeugräder benötigt. Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung möglich, den Multiplexer 46 bzw. einen Demultiplexer vor dem HF-Filter 42 anzuordnen um dann für die Übertragung des Reifendrucks bzw. der Reifen­ temperatur aller Fahrzeugräder jeweils nur einen Schmitt- Trigger 44 zu verwenden.

Claims (10)

1. Schaltungsanordnung zur Übertragung von veränderlichen Meßwerten wie Druck und Temperatur an Fahrzeugrädern mit einer am Fahrzeug in Radnähe ortsfest angeordneten Über­ tragerspule, die einerseits zur Energieversorgung einer mit dem Fahrzeugrad umlaufenden Sensorbeschaltung an einem Rechteckgenerator und andererseits zur Übertragung von Meßwerten in den Spannungspausen des Rechteckgenerators an eine Auswerteschaltung angeschlossen ist, und mit einer umlaufenden, am Fahrzeugrad befestigten, mit der ortsfesten Übertragerspule zusammenwirkenden weiteren Übertragerspule, die zur Energieversorgung einerseits und zur Meßwertübertragung andererseits mit der Sensor­ beschaltung am Fahrzeugrad verbunden ist, welche einen Meßwertwandler aufweist, der die von mindestens einem Sensor erzeugten Meßwerte in Form von HF-Signalen in den Spannungspausen des Rechteckgenerators auf die Übertragerspule gibt und deren Frequenz ein Vielfaches der Frequenz des Rechteckgenerators ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sensorbeschaltung (20) ferner ein Zeitglied (29) enthält, welches auf einen durch das Ende eines Spannungsimpulses (Ua) am Rechteckgene­ rator (15) erzeugten Spannungsspitze (Ui) in der um­ laufenden Übertragerspule (19) anspricht und das mit entsprechender Verzögerungszeit (T 1) eine ausgangssei­ tig an ihm angeschlossene Zeitschaltung (30) zur Meß­ wertübertragung freigibt, wobei die Verzögerungszeit (T 1) des Zeitgliedes (29) zusammen mit der Einschalt­ dauer (T 2) der Zeitschaltung (30) kleiner als die Pausen, zeit (t 2) der Rechteckspannung am Rechteckgenerator (15) ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die von dem Zeitglied (29) freigegebene Zeitschaltung (30) eine monostabile Kippstufe ist, über deren Ausgang der Meßwertwandler (26) und eine diesem nachgeschaltete Treiberstufe (27) für die Wei­ terleitung der HF-Signale auf die umlaufende Übertrager­ spule (19) einzuschalten ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Treiberstufe (27) aus zwei in Reihe liegende, an die Versorgungsspannung der Sensorschal­ tung (20) angeschlossene Transistorschalter (31, 32) besteht, die vom Ausgang des Meßwertwandlers (26) im Gegentakt gesteuert werden und deren Verbindung über einen Kondensator (28) mit der umlaufenden Übertrager­ spule (19) gekoppelt ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertwandler (26) ein Analog- Digital-Kodierer (ADC) ist, der die Meßwerte mindestens eines Sensors (24) als serielle Bit-Folge im Dualcode auf die Treiberstufe (27) gibt und deß ein entsprechender Decodierer (48) in der Auswerteschaltung (12) zugeord­ net ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als HF-Signale über ein Siebglied (42) von der ortsfesten Übertrager­ spule (13) in die Auswerteschaltung (12) gelangenden Meßwerte über eine bestimmte Periodenzahl des Recht­ eckgenerators (15) in einem Meßwertspeicher (49) aufsum­ miert werden und ein daraus abgeleiteter Mittel­ wert zur Anzeige kommt.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auswerteschaltung (12) für jedes Fahr­ zeugrad einen Schmitt-Trigger (44) enthält, dessen Plus- Eingang über einen Widerstand (43) und dessen Minus- Eingang über eine Gleichrichter-Glättungsstufe (45) mit dem Ausgang des Siebgliedes (42) verbunden ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Meßwertspeicher (49) von einem Zähler (53) angesteuert wird, der mit seinem Eingang mit dem Ausgang des Rechteckgenerators (15) in Verbindung steht.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechteckgenerator (15) zur kon­ stanten Energieversorgung der Sensorbeschaltung (20) eine astabile Kippstufe (54) enthält, deren Zeitglied (55, 57) an der ungeregelten Versorgungsspannung der ortsfesten Übertragerspule (13) liegt, so daß sich die Taktfrequenz der Kippstufe (54) in Abhängigkeit von der Spannungsänderung der Versorgungsspannung des Zeit­ gliedes ändert.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur zyklischen Übertragung mehrerer Meßwerte an einem Fahrzeugreifen ein in der Sensorbe­ schaltung (20) zwischen mehreren Sensoren (24) und dem Meßwertwandler (26) angeordneter Multiplexer (25) mit seinem Takteingang am Ausgang der Zeitschaltung (30) liegt.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Multiplexer (25) in der Sensorbe­ schaltung (20) zwischen zwei zyklischen Umschalt- Durchläufen eine Leerstellung einnimmt, in der keine Meßwertübertragung stattfindet und daß ein in der Aus­ werteschaltung (12) angeordneter Multiplexer (46) zur Synchronisation durch diese Leerstellung zurück­ zusetzen ist.