电子通信系统技术方案

为了改进电子通信系统（１００；１００’），本发明专利技术设计用于行进运动装置，具有至少一个基站（１０）和至少一个载体站（６０），从而使得该通信系统（１００；１００’）的可能应用也能够扩展到行进运动装置的其它重要的使用领用中，本发明专利技术提出载体站（６０）可以在各情况下设计成至少一个传感器单元，所述传感器单元分配给行进运动装置的至少一个车轮或轮胎（９０）上，并且设计为监测和／或确定车轮或轮胎（９０）的至少一个特性参数，例如车轮或轮胎（９０）的气压和／或温度和／或磨损。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及电子电路及其物理布线设计
本专利技术特别涉及一种如独立权利要求前序部分所声称的、用于行进运动装置的电子通信系统。文献WO 00/15931 A1中公开了一种上述类型的电子通信系统。然而，该通信系统局限在其应用领域内，其原本被设计用于无需钥匙来锁住或打开门的行进运动装置。与此相关联的是，文献WO00/15931 A1中已知的主题仅允许在基站和数据载体之间进行数据和信号的交换，所述的数据载体例如可以设计成卡的形式。然而，因为现在迅速增长的需求集中在汽车内的某些部件的功能和可靠性上，因此文献WO 00/15931 A1中提出的解决方案似乎不能再让人完全满意。从上面描述的不足和缺点出发并在大体上了解现有技术的基础上，本专利技术的一个目的在于开发一种上面提及的电子通信系统，从而使得这种通信系统的潜在应用也能够延伸到行进运动装置的其它重要的应用领域。具有权利要求1中给出的特征的电子通信系统能够实现上述目的。从属权利要求以本专利技术有利的细微差别和有益的改进为特征。根据本专利技术的教导，基站和指定给行进运动装置的至少一个车轮或轮胎上的传感器单元之间的通信通过电容的方式实现；在这种情况下传感器单元用于监测和/或确定车轮或轮胎的至少一个特性参数，例如车轮或轮胎的气压和/或温度和/或磨损情况。接着，采用信号技术将监测或确定的数据以电容的方式与基站交换。因此，本专利技术与传统配置不同，在传统配置中，为了在基站和位于车轮上或轮胎中的相关传感器之间建立通信，通常采用一种基于感应原理的结构，这种结构作为现有技术的描述如附图说明图1所示。在现有技术的这种感应耦合中，标记为基站B(具有超高频UHF接收器B.1、微控制器B.2和低频LF发射器B.3)的设备带有各自的感应天线B.4.1、B.4.2、B.4.3和B.4.4，这些感应天线设计成线圈状(具有相关联的多路复用器或具有四个相关联的发射器B.4)，所述基站B为各传感器电路S(具有有效的低频LF接收器S.1、微控制器S.2和用于超高频UHF接收器B.1的“UHF响应”的超高频UHF发射器S.3)的预先选定的激活(被称为“感应觉醒1，2，3，4”)初始化一种通信序列；因此，传感器电子装置的激活在至少一个感应通道上被实现。然而，由于本系统，这种感应数据传输类型具有一些问题和风险，这是因为发射天线和接收天线之间的磁场被车轮或轮胎的轮缘在不适宜的方向上被屏蔽；尽管在基站上和/或传感器上采用多个线圈能够在某些情况下避免这种不希望的屏蔽，然而这种技术手段自然是高成本的。此外，在感应耦合中，已经证明金属的电磁感应带来的问题在于感应通信系统临近的金属会导致场特性的电磁感应，并因此可能导致位于无法通信的位置。在这种连接中，位于发射线圈附近的金属部分和位于接收线圈附近的金属部分也会导致谐振电路的失谐，这反过来带来辐射场的减弱以及接收器侧谐振电路中电压的降低。最后，在基站和传感器单元感应耦合的情况下，由于导电轮胎橡胶使用的增加，磁场可能会被涡流衰减，其结果在于在一些情况下，同样会发生通信问题。根据本专利技术，现提出一种电容耦合原理用于在基站和传感器单元之间通信，与先前已知的感应耦合原理相比能够获得多项优点由于感应耦合要在基站和传感器电子装置上布置很多线圈，而这些线圈在电容耦合中可以省去，其结果在于节省了很大的成本。除了布置(铁氧体)线圈，基于电容方式的耦合还可能在基站的电子装置和位于车轮上或轮胎内的传感器的电子装置方面做出更多的节省，其结果在于进一步降低了成本。在本专利技术中，其优点还表现在，以经济的电极实施方式的可能性使其应用在大规模生产中能够获益；总体上，发射器电极(＝基站的耦合电极)和接收器电极(＝传感器单元的耦合电极)的机械布置方式在这种情况下可随意选择。电极布置可以简单的机械结构实际实施，其中电容耦合电极能够以非常简单的方式与各车辆平台的条件相机械匹配，并且比起那些在感应通信中所需的机械和热敏感的(铁氧体)线圈来，其在机械方面设计得更稳定。用于行进运动装置的通信电子
的技术人员，例如在机动车辆电子领域具有广博知识的电子工程师，参考本专利技术将能够认同由于耦合电容几乎是恒定的，甚至在车轮或轮胎转动的时候也是如此，因此通信条件不再如在感应传感解决方案中那样依赖于位置。这种性质允许即使行进运动装置在大于每小时200公里的高速下运动也能够进行可靠的通信。与感应耦合相比，上面提及的最后一个方面至少不仅在主动安全中，而且在被动安全中都赢得了很多益处，本专利技术使得上述益处变为可能；这种额外的可靠性在行进运动装置的车轮和轮胎方面具有很高的价值；然而，在高速下爆裂的车轮或轮胎可能导致例如具有严重伤害和/或致命后果的交通事故。根据本专利技术的特别有利的细节，载体站，特别是载体站的耦合电极能够在空间上分配给行进运动装置的车轮或轮胎的阀和/或与行进运动装置的车轮或轮胎的轮缘电隔离；因此，传感器单元的耦合电极能够位于车轮或车胎上。在例如现代车胎的钢带部分地被非导电的加强体代替和/或未闭合的框架条件下，这种细节是有用的，因此这种钢带在某些情况下能够并不总是被用作“辅助电极”。由于操作的原因(例如使装配简单并能有效维护)和/或成本原因，可以证明对于耦合电极(被称为“接收器电极”)和载体站(被称为传感器单元或“标签”)使其能够结合在一个模块中是有益处的；换句话说，这意味着载体站和耦合电极能够被设计为一个部件和/或成为一个模块。在这种连接中，出于其它事项和实验室研究结果的考虑，可以证明将载体站和/或耦合电极连接或熔接在车轮或轮胎的阀上是有益的，也就是说，载体站和/或耦合电极可以以机械的方式与车轮或轮胎的阀连成一体，因此阀、耦合电极以及可能还包括载体站(＝传感器单元)形成一个部件。与上面给出的优选细节有关的现有技术包括很多关于将轮胎传感器电路的天线连接到轮胎阀体上的有建设性的提示，例如-来自文件DE 1048195(用于监控轮胎压力的控制件可以被安装在阀上，将一个触点与轮缘相连并且以电容的方式耦合到车体上的相应电极上)，-来自文件US 3249916(阀轴包括压力指示器)，-来自文件JP 11-180117(与监视轮胎压力的轮胎阀组合的组件，其中阀轴也承载有线圈状的天线，该天线螺纹连接在阀轴的外部；该组件包括一个压力传感器、一个信号处理电路和一个电池)或-来自文件JP 2000-052726(与监视轮胎压力的轮胎阀组合的组件，其中阀轴也用作天线；该组件包括一个微处理器和一个电池)，这些方式具有很多优点，其中例如，将耦合电极(被称为“接收器电极”)和载体站(被称为传感器单元或“标签”)结合在一个模块中使得装配和维护变得相当容易。此外，将耦合电极简单地机械结合在现有的阀中也是可能的，其中所提出的细节可以既用在钢隔层轮胎中又用在无金属轮胎中。以经济的方式制造电极的可能性使得该方法在大批量生产中获益。根据作为本专利技术基础的电子通信系统的实施例，其可以带有-具有双向电容数据传输的双向电容连接，或-具有超高频UHF响应的单向电容连接。包括至少一个上述类型的基站和至少一个上述类型的传感器单元的本专利技术能够以有利的方式应用在行进运动装置中，特别是机动车辆中，其中采用了传感器，这些传感器位于车轮或轮胎内。为了获得必要的电池使用寿命，这些传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于行进运动装置的电子通信系统（１００；１００’），具有布置在行进运动装置中的至少一个基站（１０）和至少一个载体站（６０），特别是可运动的载体站，该载体站设计为与基站（１０）交换数据信号，其中基站（１０）具有 至少一个耦合电极（１２），至少一个接地电极（１４）和至少一个用于向载体站（６０）发射和／或从载体站（６０）接收数据信号的处理电路（２０），所述数据信号由耦合电极（１２）和接地电极（１４）之间的电压形成，以及其中载 体站（６０）具有至少一个耦合电极（６２），至少一个接地电极（６４）和至少一个用于从基站（１０）接收和／或向基站（１０）发射数据信号的处理电路（７０），所述数据信号由耦合电极（６２）和接地电极（６４）之间的电压形成，　 　其中基站（１０）的耦合电极（１２）和载体站（６０）的耦合电极（６２）在运行时通过用于传输数据信号的耦合路径（５０）相互耦合，其中耦合路径（５０）具有在至少一个在电场上提供的电容连接，其中基站（１０）的接地电极（１４）在运行时与 行进运动装置的电接地体电学或电容连接，并且其中载体站（６０）的接地电极（６４）在运行时与行进运动装置的电接地体电学或电容连接，其特征在于，在各情况下载体站（６０）设计为至少一个传感器单元，所述传感器单元分配给行进运动 装置的至少一个车轮或轮胎（９０），并且所述传感器单元设计为监测和／或确定车轮或轮胎（９０）的至少一个特性参数，例如车轮或轮胎（９０）的气压和／或温度和／或磨损。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J诺沃特尼克，T吉伊斯勒，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]