KR20020062981A - Tyre condition monitoring system - Google Patents

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KR20020062981A
KR20020062981A KR1020027007924A KR20027007924A KR20020062981A KR 20020062981 A KR20020062981 A KR 20020062981A KR 1020027007924 A KR1020027007924 A KR 1020027007924A KR 20027007924 A KR20027007924 A KR 20027007924A KR 20020062981 A KR20020062981 A KR 20020062981A
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KR1020027007924A
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Inventor
앤소니 론스데일
브라이언 론스데일
그라함 프리크스
데이빗 바일
존 베클리
Original Assignee
트랜센스 테크놀로지스 피엘씨
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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

Abstract

차량 타이어의 조건(가령, 압력이나 온도)을 감시하기에 특히 적절한 감시 시스템은 패시브 센서(102, 104), 상기 패시브 센서에 연계된 안테나(106), 그리고 상기 패시브 센서와 안테나간의 연결을 제어하기 위한 스위칭 수단(108)을 포함한다. 상기 스위칭 수단의 제 1 상태에서는 패시브 센서에 의해 발생되는 신호를 상기 안테나가 전송할 수 없다. 상기 스위칭 수단의 제 2 상태에서는 패시브 센서에 의해 발생되는 신호를 상기 안테나가 전송할 수 있다. 이 스위칭 수단은 제어 신호를 이용하여 원격으로 동작한다. 제어 신호는 필터(112)에 공급되는 고주파 신호(F1, F2)의 합이나 차로부터 도출될 수 있다. 대안의 실시예에서, 제어 신호는 디지털 코드를 내장한 AM이나 FM 변조 고주파 신호의 변조 주파수이다.Particularly suitable monitoring systems for monitoring vehicle tire conditions (eg pressure or temperature) include passive sensors 102 and 104, an antenna 106 associated with the passive sensor, and a connection between the passive sensor and the antenna. Switching means 108. In the first state of the switching means, the antenna cannot transmit a signal generated by the passive sensor. In the second state of the switching means, the antenna may transmit a signal generated by the passive sensor. This switching means operates remotely using control signals. The control signal may be derived from the sum or difference of the high frequency signals F1 and F2 supplied to the filter 112. In an alternative embodiment, the control signal is the modulation frequency of an AM or FM modulated high frequency signal with a digital code.

Description

타이어 조건 감시 시스템{TYRE CONDITION MONITORING SYSTEM}Tire condition monitoring system {TYRE CONDITION MONITORING SYSTEM}

무선 통신 기술을 사용하므로써 타이어 사용중에 가령 온도와 압력과 같은 타이어 특징상태를 모니터함이 가능하다. 일반적으로, 센서 장치는 데이터 전송 장치로서 하나 또는 두 개 이상의 표면 음향파('SAW') 장치를 포함한다. SAW 장치는 원격 장치에 의해 SAW 공진기에 대한 질문에 응답하여 타이어 온도 및 타이어 압력에 대한 표시를 제공하는 SAW 공진기가 될 수 있다.By using wireless communication technology, it is possible to monitor tire characteristics such as temperature and pressure during tire use. In general, sensor devices include one or more surface acoustic wave ('SAW') devices as data transmission devices. The SAW device may be a SAW resonator that provides an indication of tire temperature and tire pressure in response to a question by the remote device about the SAW resonator.

무선 통신 시스템의 타이어 내장 엘리먼트로서 SAW 장치를 사용함은 SAW 장치가 무선 송수신기로서 작용할 수 있기 위해 별도의 전력을 필요로 하지 않기 때문에 특히 바람직하다. SAW 장치는 무선 주파수 에너지의 발생과 함께 SAW 장치를 자극시키고, 다음에 이같은 자극에 응답하여 SAW 장치에 의해 전송된 무선 주파수 응답을 수신하므로써 무선 송수신기로서 동작하게 된다. 따라서 SAW 장치는 이들 장치로부터의 출력 신호가 별도의 전력에 대한 필요없이 이들 장치가 수신하는 입력 신호에 응답하여 발생된다는 점에서 완전히 "수동"장치인 것으로 간주된다. 온도, 압력등을 탐지하기 위해 타이어내에서 사용된 센서들이 전력을 필요로 하지 않게 되면, 타이어 내장 모니터는 내장된 전원을 필요로 하지 않게 된다. 이같은 모니터는 타이어의 적절한 조건을 모니터하기 위해 영구히 사용될 수 있게 된다.The use of a SAW device as a tire embedded element in a wireless communication system is particularly desirable because the SAW device does not require extra power to function as a wireless transceiver. The SAW device acts as a radio transceiver by stimulating the SAW device with the generation of radio frequency energy and then receiving the radio frequency response transmitted by the SAW device in response to such stimulation. Thus, SAW devices are considered completely "passive" devices in that the output signals from these devices are generated in response to the input signals they receive without the need for separate power. If the sensors used in the tire to detect temperature, pressure, etc. do not require power, the built-in tire monitor does not need a built-in power supply. Such monitors can be used permanently to monitor the proper conditions of the tire.

본 발명의 특히 바람직한 실시예는 타이어 상태 센서와 무선 통신 장치 모두로 작용할 수 있는 SAW 공진기를 사용한다. 이같은 실시예가 특히 바람직한 것은 사실이나 본 발명이 이같은 실시예로 제한되는 것은 아니며, 모든 수동 타이어 내장(in-tyre) 상태 모니터 장치에 다른 실시예가 적용될 수 있기도 한 것이다.A particularly preferred embodiment of the invention uses a SAW resonator that can act as both a tire condition sensor and a wireless communication device. It is true that such embodiments are particularly preferred, but the invention is not limited to such embodiments, and other embodiments may be applied to all manual in-tyre condition monitor devices.

SAW 장치를 이용한 이제까지 알려진 수동 모니터 장치는 제한된 수의 상호 구분이 가능한 특징적인 식별이 가능한 경우에만 이용될 수 있는 단점이 있었다. SAW 장치는 특징이 되는 주파수 범위를 갖도록 만들어지며, 따라서 단일 축에 서로 인접하여 있는 두 타이어의 경우에는 한 특징이 되는 주파수 범위를 갖는 SAW 장치를 어느 한 타이어내에 사용하고, 다른 한 타이어에는 다른 특징의 주파수 범위를 갖는 SAW 장치를 사용하므로써 타이어를 구분하는 것이 가능하였다. 그러나 여러 다른 특징이 되는 주파수 범위를 사용하는데는 그 사용가능한 수에 심각한 실질적인 제한이 따르며, 따라서 질문에 의해 발생된 다양한 결과들 사이에 방해가 발생됨이 없이 질문 장치의 사용영역내에 놓여질 수 있는 타이어 수의 제한이 있게 되었다.The passive monitor devices known so far using SAW devices have a drawback that they can only be used if a limited number of distinctive features can be identified. The SAW device is made to have a characteristic frequency range, so for two tires adjacent to each other on a single axis, a SAW device with a characteristic frequency range is used in one tire and another feature for another tire. It was possible to distinguish tires by using SAW devices with a frequency range of. However, the use of a number of different characteristic frequency ranges has serious practical limitations on the number available, and therefore the number of tires that can be placed within the area of use of the interrogator without disturbing the various results caused by the interrogation. There is a limit.

사용될 수 있는 특징이 되는 주파수 범위의 제한된 수는 부분적으로는 기술적인 문제에 기인하며, 또한 부분적으로 허가없이 사용될 수 있는 무선 주파수의정부 제한에 기인하기도 한다. 가령 여러나라에서, 허가 없이 자유로이 사용될 수 있는 무선 주파수는 868MHz 또는 2.45GHz의 수위 허가와 무관한 Industrial Scientific Medical(ISM) 주파수인 것이다. 그러나, 실제 제조상의 이유로 868MHz 대역의 주파수만이 실용적으로 사용될 수 있는 것이다. 따라서 현재로는 2.45GHz 대역의 주파수는 SAW 장치와 관련하여 사용하기에는 너무 높은 주파수인 것으로 알려져 있다. 2.45GHz 대역에서 사용하기 위해 SAW 장치와 관련된 전극 인터-디지털 피치가 현재의 제조 기술로 생산하기 위해 너무 미세한 것이기 때문이다.The limited number of frequency ranges that can be used is partly due to technical problems, and partly due to radio frequency limitations that can be used without permission. For example, in many countries, the radio frequency that can be freely used without permission is the Industrial Scientific Medical (ISM) frequency, which is independent of the water level license of 868 MHz or 2.45 GHz. However, for practical manufacturing reasons, only frequencies in the 868 MHz band can be used practically. Thus, at this time, frequencies in the 2.45 GHz band are known to be too high for use with SAW devices. This is because the electrode inter-digital pitch associated with SAW devices for use in the 2.45 GHz band is too fine to produce with current manufacturing techniques.

868MHz 대역 무선 전파를 사용하여 SAW 장치가 만족스럽게 질문될 수 있다해도, 이용될 수 있는 대역폭은 단지 2MHz에 불과하다. 현재의 제조기술로는 SAW 장치가 ±0.1MHz의 정확한 주파수 허용오차로 제공될 수 있다. 그러나, 일반적인 동작 조건에서, SAW 장치는 0.5MHz까지의 주파수 대역내에서 특징이 되는 공진주파수의 진동을 경험할 것이며, 따라서 각기 다른 특징이 되는 공진 주파수를 갖는 SAW 장치가 분리되어 질문을 받게 되어도 2MHz의 허가와 무관하게 이용될 수 있는 대역폭은 두 개 혹은 세 개의 센서들에 대한 각 질문에 대하여서만 충분히 답변할 수 있게 된다. 네 개 이상의 SAW 장치가 일정 질문 장치 범위내 종래의 센서 네트워크내에 제공되면, 적어도 하나의 상기 SAW 장치의 질문이 두 개의 상기 장치로부터 하나의 응답을 일으킬 것이며, 결과적으로 상기 파라미터에 대한 애매한 결정이 모니터되게 된다.Although SAW devices can be satisfactorily queried using 868 MHz band radio waves, the bandwidth available is only 2 MHz. Current manufacturing techniques allow SAW devices to be provided with an accurate frequency tolerance of ± 0.1MHz. However, under normal operating conditions, the SAW device will experience oscillation of the characteristic resonant frequency in the frequency band up to 0.5 MHz, so that even if SAW devices with different characteristic resonant frequencies are separated and questioned, The bandwidth available, irrespective of permission, will only be sufficient to answer each question for two or three sensors. If four or more SAW devices are provided within a conventional sensor network within a range of interrogation devices, the query of at least one SAW device will raise one response from the two devices, resulting in an ambiguous determination of the parameters being monitored. Will be.

본 발명은 타이어 상태 데이터 전송을 제어하는 수단을 타이어 컴포넌트가 포함하는 타이어 상태 모니터장치에 대한 것이다. 본 발명의 타이어 상태 모니터장치는 본 발명 장치가 원격 질문 장치에 연결된 타이어를 식별하기 위한 수단을 포함하기도 한다.The present invention is directed to a tire condition monitor device, wherein the tire component comprises means for controlling tire condition data transmission. The tire condition monitoring apparatus of the present invention may also include means for identifying the tire to which the present invention is connected to a remote interrogation device.

도 1 은 본 발명 제 1 실시예에 대한 개략적 회로도.1 is a schematic circuit diagram of a first embodiment of the present invention.

도 2 은 본 발명 제 2 실시예에 대한 개략적 회로도.2 is a schematic circuit diagram of a second embodiment of the present invention;

도 3 은 본 발명 제 3 실시예에 대한 개략적 회로도.3 is a schematic circuit diagram of a third embodiment of the present invention;

도 4 는 본 발명 실시예에 따라 타이어 상태 모니터 장치를 개략적으로 도시한 도면.4 schematically illustrates a tire condition monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5 는 SAW 장치 센서로부터의 질문 신호와 답변 신호에 대한 순서를 도시한 도면.5 shows a sequence for a question signal and an answer signal from a SAW device sensor.

도 6 은 특정 실별 코드 디지털 암호화를 제공하기 위해 SAW 장치로부터의 답변 신호가 어떻게 스위치될 수 있는가를 설명하는 도면.FIG. 6 illustrates how the answer signal from the SAW device can be switched to provide specific real code digital encryption. FIG.

도 7 은 SAW 장치 중심의 수동 임피던스/주파수 변환 장치를 개략적으로 도시한 도면.7 is a schematic illustration of a passive impedance / frequency conversion device centered on a SAW device.

도 8 은 압력과 온도, 회전수와 속도, 타이어 식별, 마모에 따라 멀티 축(multi axis) 긴장등을 포함하는 파라미터들을 측정하기 위해 타이어내에서 사용될 수 있는 확장된 센서 배열을 도시한 도면.FIG. 8 illustrates an extended sensor arrangement that can be used in a tire to measure parameters including pressure and temperature, speed and speed, tire identification, multi axis tension with wear, and the like.

본 발명의 목적은 다수의 센서 각각으로 고유 동작 주파수가 아닌 개개의 특징을 할당하여, 센서 각각이 서로 구분될 수 있도록 하는 것이다.It is an object of the present invention to assign individual features, not unique operating frequencies, to each of a plurality of sensors, so that each of the sensors can be distinguished from each other.

이같은 본 발명의 첫 번째 특징은 수동 센서, 상기 수동 센서와 연결된 안테나, 상기 수동 센서 안테나 사이의 연결을 제어하기 위한 스위칭 수단, 그리고 상기 스위칭 수단의 상태를 제어하기 위한 원격 작동가능 제어 수단을 포함하며, 상기 스위칭 수단의 첫 번째 상태에서 상기 안테나가 상기 수동 센서에 의해 발생된 신호를 전송하지 못하도록 되고, 상기 스위칭 수단의 두 번째 상태에서 상기 안테나가 상기 수동 센서에 의해 발생된 신호를 전송함이 허용될 수 있도록 하는 장치를 제공한다는 것이다.This first aspect of the invention includes a passive sensor, an antenna connected to the passive sensor, switching means for controlling the connection between the passive sensor antennas, and remotely operable control means for controlling the state of the switching means. Permitting the antenna to transmit a signal generated by the passive sensor in a first state of the switching means and allowing the antenna to transmit a signal generated by the passive sensor in a second state of the switching means It is to provide a device that can be.

따라서, 본 발명에 따른 장치에는, 수동 센서의 동작은 스위칭 수단이 상기 두 번째 상태로 되는 경우 수신가능한 신호를 발생시킬 수 있을 뿐이다. 이에 따라, 상기 수신 센서는 사용자가 필요로 하는때 효과적으로 "온" 또는 "오프"로 스위치 될 수 있게 된다. 이와 같은 방법으로, 수동 센서로부터 수신된 신호들은 어느때든 질문받게될 센서들로부터의 신호들로 제한하여지게 된다. 이에 의해 파라미터에 대한 오류의 측정이 배제된다.Thus, in the device according to the invention, the operation of the passive sensor can only generate a receivable signal when the switching means is brought to said second state. Accordingly, the receiving sensor can be effectively switched to "on" or "off" as needed by the user. In this way, the signals received from the passive sensor are limited to the signals from the sensors to be queried at any time. This eliminates the measurement of errors on the parameters.

바람직하게는, 상기 스위칭 수단이 암호화된 무선 주파수 제어 신호에 의해 제어된다. 상기 제어신호는 해당되는 암호(코드)를 갖는 센서들만이 암호화된 신호에 의해 "온"될 수 있도록 코드화된다.Preferably, said switching means are controlled by an encrypted radio frequency control signal. The control signal is coded so that only sensors with the corresponding encryption (code) can be "on" by the encrypted signal.

본 발명의 첫 번째 실시예 영역에서, 상기 암호화(또는 코드화)는 두 개의 무선 신호를 상기 센서로 보내고 이들 신호의 합과 차를 특징 통과 주파수를 갖는 필터로 적용하므로써 제공된다.In the area of the first embodiment of the present invention, the encryption (or encoding) is provided by sending two radio signals to the sensor and applying the sum and difference of these signals to a filter having a characteristic pass frequency.

만약 상기 두 무선 신호 주파수 합(경우에 따라서는 주파수 차)이 상기 필터의 통과 주파수에 해당되면, 한 게이트 신호가 발생되어 상기 스위칭 수단을 두 번째 상태로 변경시킬 것이다. 상기 무선 신호는 2.45GHz 대역내 일수 있다. 상기 통과 필터는 30MHz와 100MHz 사이의 통과 주파수와 단지 1MHz의 통과 대역폭을 가질 수 있다.If the sum of the two radio signal frequencies (and in some cases the frequency difference) corresponds to the pass frequency of the filter, one gate signal will be generated to change the switching means to the second state. The wireless signal may be in the 2.45 GHz band. The pass filter may have a pass frequency between 30 MHz and 100 MHz and a pass bandwidth of only 1 MHz.

본 발명의 두 번째 실시예 영역에서, 상기 암호화는 무선 제어 신호의 진폭 변조 또는 주파수 변조에 의해 제공된다. 이같은 경우에, 상기 무선 제어 신호는 탐지기 회로로 보내지며, 상기 탐지기 회로의 출력이 특징이 되는 통과 주파수를 갖는 필터로 연결된다. 상기 탐지기 회로의 출력이 필터의 통과 주파수에 해당하게 되면, 한 게이트 신호가 발생되어 상기 스위치 수단을 두 번째 상태로 변경시키도록 한다. 상기 필터는 100kHz와 10MHz 사이의 통과 주파수와 0.5MHz의 대역폭을 가질 수 있다.In the second embodiment area of the present invention, the encryption is provided by amplitude modulation or frequency modulation of the radio control signal. In this case, the radio control signal is sent to a detector circuit, which is connected to a filter having a pass frequency characterized by the output of the detector circuit. When the output of the detector circuit corresponds to the pass frequency of the filter, one gate signal is generated to change the switch means to the second state. The filter may have a pass frequency between 100 kHz and 10 MHz and a bandwidth of 0.5 MHz.

본 발명의 세 번째 실시예 영역에서, 상기 암호화는 디지털 필터로 보내지는 디지털식으로 암호화된 무선 신호에 의해 제공된다. 상기 무선 신호의 코드가 디지털 필터의 코드와 일치하게 되면, 한 게이트 신호가 발생되어 상기 스위칭 수단을 두 번째 상태로 변경시키도록 할 것이다.In a third embodiment area of the invention, the encryption is provided by a digitally encrypted radio signal sent to a digital filter. If the code of the radio signal matches the code of the digital filter, one gate signal will be generated to change the switching means to the second state.

상기 스위칭 수단은 한 스위칭 신호를 수신함에 응답하여 일정 전압을 발생시키기 위한 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 전압 발명 수단은 상기 스위치 신호 자체에 의해 전력에 공급될 수 있다. 상기 전압 발생 수단은 전지일 수 있다.The switching means preferably comprise means for generating a constant voltage in response to receiving a switching signal. The voltage invention means can be supplied to power by the switch signal itself. The voltage generating means may be a battery.

상기 스위칭 수단은 전계 효과 트랜지스터이거나 증폭기로 구성될 수 있다.The switching means may be a field effect transistor or an amplifier.

상기 수동 센서는 SAW 장치로 구성될 수 있으며 하나 또는 두 개 이상의 음향 센서로 구성될 수 있기도 하다. 상기 수동 센서가 음향 센서인 때에는 증폭기가 제공되어 상기 센서로부터의 출력을 증폭시킬 수 있도록 함이 바람직하다.The passive sensor may be composed of a SAW device and may be composed of one or more acoustic sensors. When the passive sensor is an acoustic sensor, an amplifier is preferably provided to enable amplification of the output from the sensor.

상기 음향 센서와 연결된 안테나의 효율을 높이기 위한 수단이 제공됨이 바람직하기도 하다. 안테나의 효율을 높이기 위한 수단으로 가변 콘덴서가 사용될 수 있다.It is also desirable to provide a means for increasing the efficiency of the antenna connected to the acoustic sensor. A variable capacitor may be used as a means for increasing the efficiency of the antenna.

본 발명의 두 번째 특징은 상기 수동 센서에 관련된 안테나를 통하여 수동 센서에 질문하는 방법을 제공하는 것으로서, 이같은 방법은 사전에 정해진 스위칭 신호를 발생시키고, 상기 스위칭 신호를 스위칭 수단으로 적용하여 상기 수동 센서와 상기 안테나 사이의 연결을 제어하도록 하는 단계로 구성된다.A second feature of the invention is to provide a method for querying a passive sensor via an antenna associated with the passive sensor, the method generating a predetermined switching signal and applying the switching signal as a switching means to the passive sensor. And controlling the connection between the antenna and the antenna.

상기 설명된 본 발명의 세 번째 실시예에 따라, 타이어 상태 모니터 장치는 타이어의 상태를 감지하기 위한 하나 또는 둘이상의 센서, 상기 센서와 관련된 식별 코드를 저장하기 위한 저장 수단, 원격 질문 장치로부터의 신호를 수신하기 위한 수신 수단, 이때 상기 신호는 한 식별코드를 나타내는 일부분을 포함하며, 상기 수신 수단에 의해 수신된 식별 코드를 상기 저장 수단내에 저장된 식별 코드와 비교하기 위한 비교 수단, 상기 수신된 신호의 식별코드가 상기 저장 수단내에 저장된 식별 코드와 일치한다는 상기 비교수단으로부터의 표시(도는 지시)에 응답하여 상기 센서를 상기 수신 수단으로 연결시키기 위한 스위치, 그리고 상기 장치에 전력을 공급하는 전원으로 구성된다.According to the third embodiment of the present invention described above, the tire condition monitoring device comprises one or more sensors for detecting the condition of the tire, storage means for storing an identification code associated with the sensor, a signal from a remote querying device. Receiving means for receiving a signal, wherein the signal comprises a portion representing an identification code, comparing means for comparing the identification code received by the receiving means with an identification code stored in the storage means, of the received signal A switch for connecting the sensor to the receiving means in response to an indication (or indication) from the comparing means that the identification code matches the identification code stored in the storage means, and a power source for supplying power to the apparatus. .

상기 전원 장치는 타이어가 사용되고 있는 때에 타이어내에서 전기적 에너지를 발생시키기 위한 수단 그리고 상기와 같이 하여 발생된 전기적 에너지를 저장하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 선택적으로 또는 추가하여 상기 타이어 외부로부터 수신된 무선 주파수 에너지를 붙잡아두기 위한 수단을 포함할 수 있기도 하다.The power supply can include means for generating electrical energy in the tire when the tire is in use and means for storing the electrical energy generated as above. Alternatively or additionally, it may include means for holding radio frequency energy received from outside the tire.

본 발명의 한 바람직한 실시예에서, 전기적 에너지를 발생시키기 위한 수단은 사전에 정해진, 가령 타이어의 1회전에 한 펄스의 전기적 에너지와 같은, 펄스 수의 전기적 에너지를 발생시킨다. 이같은 경우에, 본 발명에 따른 장치는 타이어의 회전 수의 계수를 저장하는 계수기를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 질문 장치가 상기 저장된 계수를 질문하여 타이어가 수행하였던 회전 수를 결정할 수 있을 것이다. 이같은 작용은 토목공사에서 사용되는 것과 같은 크기가 큰 타이어의 경우 특히 바람직할 수 있다. 이같은 타이어는 손질을 하기 위해 공장으로 보내지는 경우가 빈번하다. 상기 손질 처리는 타이어가 지나치게 닳기 전에 처리됨이 특히 중요하다. 타이어 총 회전수 표시를 원격으로 제공하므로써 이같은 회전수가 언제 타이어가 조사되어야 하며 더 이상 손질 서비스를 필요로 하지 않을 것인가를 결정하기 위한 기초 자료로 사용될 수 있다.In one preferred embodiment of the invention, the means for generating electrical energy generates a predetermined number of pulses of electrical energy, such as a predetermined electrical energy of one pulse per revolution of the tire. In such a case, the device according to the invention may comprise a counter for storing the count of the number of revolutions of the tire. Advantageously, the interrogator may query the stored coefficients to determine the number of turns the tire has performed. This action may be particularly desirable for large tires such as those used in civil engineering. Such tires are often sent to the factory for cleaning. It is particularly important that the trimming treatment is carried out before the tire is over worn. By providing an indication of the total tire speed remotely, this speed can be used as the basis for determining when the tire should be investigated and no longer need servicing.

본 발명의 한 실시예에서, 한 펄스의 전기 에너지를 발생시키기 위한 장치로 가령 상기 타이어 구조내에 삽입되는 PVDF 장치와 같은 압전 장치가 사용될 수 있다. 이같은 장치의 경우, 상기 장치가 삽입되는 타이어 부분이 지면과 접촉하게 되는때 타이어가 비틀어짐에 따라 전기적 에너지 펄스가 발생될 것이다. 상기 펄스는 계수기 수를 증가시키도록 하며 전기적 저장 장치를 충전하도록 할 것이다.In one embodiment of the present invention, a piezoelectric device such as a PVDF device inserted into the tire structure may be used as a device for generating a pulse of electrical energy. For such a device, an electrical energy pulse will be generated as the tire is twisted when the tire portion into which the device is inserted comes in contact with the ground. The pulse will increase the counter number and charge the electrical storage device.

본 발명의 또다른 실시예에서, 무선 주파수 에너지는 전력을 필요로 하는 타이어 내장 컴포넌트에 전력을 공급할 수 있도록 사용된다. 상기 무선 주파수 에너지는 상기 타이어 센서에 질문하기 위해 사용된 무선 주파수 신호로부터 편리하게 유도하여질 수 있다. 이같은 에너지의 일부는 타이어 내장 컴포넌트에 전력을 공급하기 위해 DC 전류를 발생시키도록 정류될 수 있다. 필요에 따라서는 전기적 저장 장치가 사용되어 무선 주파수 신호로부터 유도하여진 전기적 에너지를 축적하도록 한다.In another embodiment of the present invention, radio frequency energy is used to power tire embedded components that require power. The radio frequency energy can be conveniently derived from the radio frequency signal used to query the tire sensor. Some of this energy can be rectified to generate a DC current to power tire embedded components. If necessary, electrical storage devices are used to accumulate electrical energy derived from radio frequency signals.

바람직하게는, 상기 전기적 저장 장치가 상기 전기적 에너지를 저장하기 위한 수단으로서 콘덴서를 사용한다. 상기 시스템의 전력에 대한 요구는 매우 작으며, 이차 전지가 아닌 콘덴서를 사용하므로써 상기 시스템이 매우 장시간의 수명을 가질 수 있으며 상기 시스템이 동작하여야 하는 열악한 환경에 의해 바람직하지 안은 영향을 받지 않게 된다.Preferably, the electrical storage device uses a condenser as a means for storing the electrical energy. The power requirements of the system are very small, and by using a condenser rather than a secondary battery, the system can have a very long life and is undesirably unaffected by the harsh environment in which the system must operate.

바람직하게는, 상기 센서가 SAW 장치 사용의 센서이다. 그러나 상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 SAW 장치 사용 시스템으로 제한되지 않으며 모든 수동 모니터 시스템에 적용될 수 있는 것이다. 특히 본 발명은 수동 임피던스/주파수 변환 장치를 사용하는 시스템을 포함한다.Preferably the sensor is a sensor of SAW device use. However, as described above, the present invention is not limited to the SAW device using system and can be applied to all manual monitor systems. In particular, the present invention includes a system using a passive impedance / frequency conversion device.

상기 장치가 동작할 수 있기 위해 상기 수신된 신호는 상기 저장 장치에 저장된 식별 코드에 해당하는 엘리먼트를 포함하여야 한다. 필요에 따라서, 상기 질문 장치는 함께 사용되어질 모든 타이어(가령 사륜차의 네 바퀴 모드)에 대한 식별 코드를 갖도록 사전에 프로그램될 수 있다. 선택에 따라서는 상기 질문 장치가 순서적으로 당해 타이어 종류에 대하여 모든 가능한 ID 코드에 해당되는 질문 신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 8비트 이진 식별 코드가 사용되면 개별 타이어와 관련될 수 있는 256개의 상이한 코드가 있을 수 있다. 상기 질문 장치는 순서에 따라 모든 가능한 256개 식별 코드를 발생시킬 수 있으며, 각 코드의 발생 이후에, 응답을 듣게된다. 네 개의 각기 다른 개별 식별 코드(사륜차의 경우)에 해당되는 응답이 수신될 것이다. 다음에 상기 질문 장치가 사기 네 개의 타이어와 관련된 질문 코드들을 기억하며 다음에는 그와 같은 코드들만을 발생시키거나 아니면 질문 과정에서 계속해서 모든 가능한 식별 코드들을 발생시킬 수 있다.In order for the device to operate, the received signal must include an element corresponding to an identification code stored in the storage device. If desired, the interrogator device can be pre-programmed to have an identification code for every tire (eg four wheel mode of a four wheeled vehicle) to be used together. Depending on the selection, the interrogator may sequentially generate interrogation signals corresponding to all possible ID codes for the tire type. For example, if an 8-bit binary identification code is used, there may be 256 different codes that may be associated with individual tires. The interrogator can generate all possible 256 identification codes in order, and after each code, the response is heard. You will receive a response corresponding to four different individual identification codes (for four-wheeled vehicles). The interrogator may then remember the question codes associated with the four tires to buy and then generate only those codes, or continue to generate all possible identification codes in the questioning process.

상기 질문 장치에 의해 순서가 정해질 수 있는 수보다 많은 수의 식별 코드를 갖는 것이 바람직한 것으로 생각되면 개별타이어의 식별 코드가 타이어가 자동차에 장착되는때 개별 타이어의 식별 코드가 결정되어 상기 질문 장치가 그와 같은 식별 코드로 프로그램될 수 있도록 하는 수단을 제공함이 필요할 것이다. 이는 가령 어느 타이어가 자신의 식별 코드를 나타내는 신호를 발생시키게 할 코드화된 신호를 설정하므로써 실시될 수 있을 것이다. 그와 같은 장치에서는 식별 코드가 다른 타이어들로부터 충분히 떨어진 거리에서 결정되어 자신의 식별 코드를 보내기 위해 식별 신호가 둘이상의 타이어를 트리거하지 않도록 타이어와 상기 질문 장치를 위치시킴이 필요할 것이다. 이는, 상기 타이어가 자동차로부터 분리되는때, 또는 자동차의 각 축의 각 단부에 하나의 타이어만이 있는 때에만 가능한 것이다. 이같은 경우에 각 타이어에 관련된 질문 장치는 충분히 짧은 범위를 갖게되어 다른 타이어로부터의 응답을 발생시키지 못하게 될 것이다.If it is deemed desirable to have a greater number of identification codes than can be ordered by the interrogator, the identification code of the individual tires is determined when the tire is mounted on the vehicle so that the interrogator can be determined. It would be necessary to provide a means to be programmed with such an identification code. This may be done, for example, by setting a coded signal that will cause a tire to generate a signal representing its identification code. In such a device, an identification code will be determined at a sufficient distance from other tires and it will be necessary to position the tire and the interrogator so that the identification signal does not trigger more than one tire to send its identification code. This is only possible when the tire is separated from the motor vehicle or when there is only one tire at each end of each axis of the motor vehicle. In such a case, the interrogator associated with each tire would have a sufficiently short range and would not generate a response from another tire.

본 발명의 또다른 특징에 따라, 타이어 상태 모니터 장치는 타이어의 상태를 감지하기 위한 하나 또는 둘이상의 센서, 상기 센서와 관련된 식별 코드를 저장하기 위한 저장 수단, 원격 질문 장치로부터 신호를 수신하기 위한 수신 수단, 상기 센서가 감지하게 되는 상태를 나타내는 질문 장치 신호로의 송신 수단, 상기 식별코드를 나타내는 신호를 상기 질문 장치로 보내기 위한 수단, 그리고 전력을 상기 장치로 공급하기 위한 전원을 포함한다.According to another feature of the invention, the tire condition monitoring device comprises one or more sensors for detecting the condition of the tire, storage means for storing an identification code associated with the sensor, reception for receiving a signal from a remote interrogation device. Means, means for transmitting to a querying device signal indicative of a state that the sensor is to sense, means for sending a signal representing the identification code to the querying device, and a power source for supplying power to the device.

상기 전원 장치는 타이어가 사용되는때 타이어내에 전기적 에너지를 발생시키기 위한 수단을 포함한다. 추가로 혹은 선택적으로 상기 타이어의 외부로부터 수신된 무선 주파수 에너지를 붙잡아두기 위한 수단을 포함할 수 있으며, 상기 전기적 에너지를 저장하기 위한 수단을 포함할 수도 있다.The power supply includes means for generating electrical energy in the tire when the tire is used. Additionally or alternatively, it may comprise means for holding radio frequency energy received from the outside of the tire, and may comprise means for storing the electrical energy.

상기 본 발명의 첫 번째와 두 번째 특징은 특정 타이어에 해당되는 질문 신호에 응답하여 감지기에 의해 감지된 타이어 상태 표시를 각 타이어가 제공할 뿐이며, 그러나 상기 질문 순서의 일부로서 자신의 식별 코드를 또한 발생시킬 결과와 결합될 수 있기도 하다. 일반적으로, 본 발명 장치는 장치의 식별 코드에 해당되는 일부분을 포함하는 한 신호를 보내므로써 작동하게 된다. 이같은 장치는 다음에 감지된 상태를 나타내는 필요한 신호를 전송할 것이며, 다음에 타이어 식별 코드를 나타내는 신호를 전송할 것이다. 상기 저장된 식별 코드에 해당되는 일부분을 포함하는 한 수신된 신호에 응답하여 감지기 정보를 전송하며, 상기 저장된 식별 코드를 센서 정보 전송 순서 끝에 전송시키는 조합에 의해, 상기 센서 정보가 상기 올바른 식별 코드와 관련을 맺게 되는 질문 장치에 높은 신뢰도를 부여하게 된다.The first and second features of the present invention merely provide each tire with an indication of the tire status detected by the detector in response to a question signal corresponding to a particular tire, but as a part of the question order also includes its own identification code. It can also be combined with the results to be generated. In general, the device operates by sending a signal that includes a portion corresponding to the identification code of the device. Such a device will then send the necessary signal indicating the detected condition and then a signal indicating the tire identification code. The sensor information is associated with the correct identification code by a combination of transmitting sensor information in response to the received signal as long as it includes a portion corresponding to the stored identification code, and transmitting the stored identification code to the end of the sensor information transmission sequence. High reliability is given to the interrogation device.

하기에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 제 1 실시예(100)는 도 4의 회로도에 도시된다. 제 1 실시예(100)는 서로 병렬로 연결되는 두개의 SAW 소자(102, 104)를 포함한다. 당 분야에 잘 알려진 바와 같이, 각각의 SAW 소자(102, 104)에는 압전 기판에 증착되는 한쌍의 삽입식 전극(interleaved electrodes)이 제공된다. 각각의 SAW 소자(102, 104)의 한 전극은 접지부에 연결되고, 각 소자(102, 104)의 나머지 전극은 FET(108)의 채널을 통해 공통 안테나(106)에 연결된다. 이 배열은 SAW 소자(102, 104)와 안테나(106)간의 전류 흐름이 FET(108)의 게이트에 전압을 공급함으로서 FET(108)의 채널에서 제어된다. 따라서, FET(108)는 가변 고주파 결합 소자라는 일반적 명칭으로 불릴 수 있다. 본 발명의 대안의 실시예(도시되지 않음)에서, 가변 고주파 결합 소자가 FET가 아니라 핀 다이오드 형태로 제공될 수 있다. 또한 대안의 실시예에서, 두개의 SAW 소자(그 이상 또는 그 이하)가 가변 고주파 결합 소자를 이용하여 공통 안테나에 연결될 수 있다.A first embodiment 100 of the invention is shown in the circuit diagram of FIG. The first embodiment 100 includes two SAW elements 102 and 104 connected in parallel with each other. As is well known in the art, each SAW element 102, 104 is provided with a pair of interleaved electrodes deposited on a piezoelectric substrate. One electrode of each SAW element 102, 104 is connected to ground, and the other electrode of each element 102, 104 is connected to the common antenna 106 via a channel of the FET 108. This arrangement is controlled in the channel of the FET 108 by the current flow between the SAW elements 102 and 104 and the antenna 106 supplying a voltage to the gate of the FET 108. Thus, FET 108 may be referred to by its generic name, variable high frequency coupling element. In an alternative embodiment of the invention (not shown), the variable high frequency coupling element may be provided in the form of a pin diode rather than a FET. Also in alternative embodiments, two SAW elements (more or less) may be connected to the common antenna using variable high frequency coupling elements.

FET(108)의 게이트에서의 전압은 고주파 입력 신호에 따라 가상 배터리(110)에 의해 공급된다. 가상 배터리가 과거에는 패시브 센서와 연결되어 사용되지 않았으나, 그 동작은 수년간 알려져 왔으며 당 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 이해할 것이다. 가상 배터리(110)에 대한 고주파 입력 신호는 필터(112)에 의해 결정된다. 도 4에 도시되는 제 1 실시예(100)에서, 필터(112)는 100MHz 주파수를 중심으로 1MHz 대역폭 내의 주파수를 가지는 신호를 통과시키도록 설정된다. 따라서, 99.5~100.5MHz의 주파수를 가지는, 필터(112)에 공급되는 신호들만이 가상 배터리(110)에 드나들 수 있을 것이다. 필터(112)에 공급되는 신호 주파수 측면에서, 필터(112)는 SAW 소자를 이용하여 제작될 수 있다.The voltage at the gate of the FET 108 is supplied by the virtual battery 110 in accordance with the high frequency input signal. Virtual batteries have not been used in the past in connection with passive sensors, but their operation has been known for many years and will be readily understood by those of ordinary skill in the art. The high frequency input signal for the virtual battery 110 is determined by the filter 112. In the first embodiment 100 shown in FIG. 4, the filter 112 is set to pass a signal having a frequency within a 1 MHz bandwidth about a 100 MHz frequency. Thus, only signals supplied to the filter 112, having a frequency of 99.5-100.5 MHz, may enter and exit the virtual battery 110. In view of the signal frequency supplied to the filter 112, the filter 112 may be fabricated using SAW elements.

도 4와 관련하여 기술되는 배열은 SAW 소자(102, 104)가 사용자에 의해 요구되는 대로 효과적으로 온/오프 스위칭될 수 있다. SAW 소자(102, 104)와 그 관련안테나(106) 간에 FET(108)를 제공함으로서, 적절한 주파수를 가진 신호가 필터(112)에 공급되지 않을 경우 안테나(106)를 통한 SAW 소자(102, 104)와의 통신이 제한된다. 도 1의 제 1 실시예(100)에서, 99.5~100.5 MHz의 주파수를 가지는 신호가 필터(112)에 공급될 때 관련 안테나(106)를 통한 SAW 소자(102, 104)와의 통신이 이루어질 수 있다. 이러한 신호는 필터(112)를 통과하여 가상 배터리(110)에 공급되고 전압을 발생시킨다. 가상 배터리(110)로부터의 전압은 FET(108)의 게이트에 공급되어, SAW 소자(102, 104)와 SAW 소자(102, 104)와의 통신을 위한 안테나(106)간의 요구되는 전류 흐름이 이루어질 수 있다. 그후 SAW 소자(102, 104)는 "온"으로 스위칭되는 것으로 여겨지고, 기존 방식으로 질의받을 수 있다. SAW 소자(102, 104)는 868MHz 대역에서 주파수 Fs에서 동작하도록 설정될 수 있다.The arrangement described in connection with FIG. 4 allows the SAW elements 102 and 104 to be switched on and off effectively as required by the user. By providing the FET 108 between the SAW elements 102 and 104 and their associated antennas 106, the SAW elements 102 and 104 through the antenna 106 are not supplied to the filter 112 with the appropriate frequency. Communication with) is restricted. In the first embodiment 100 of FIG. 1, when a signal having a frequency of 99.5-100.5 MHz is supplied to the filter 112, communication with the SAW elements 102, 104 may be made via the associated antenna 106. . This signal is passed through filter 112 to the virtual battery 110 and generates a voltage. The voltage from the virtual battery 110 is supplied to the gate of the FET 108 so that the required current flow between the SAW elements 102 and 104 and the antenna 106 for communication with the SAW elements 102 and 104 can be achieved. have. The SAW elements 102 and 104 are then considered to be switched "on" and can be queried in a conventional manner. SAW elements 102 and 104 may be configured to operate at frequency Fs in the 868 MHz band.

다수의 개별 패시브 센서나 패시브 센서 그룹이 각자 별도로 질의받는 경우에, 상기 센서나 센서 그룹이 질의받을 때 상기 센서나 센서 그룹을 오프 조건에서 온 조건으로 별도로 스위칭하기 위한 수단을 제공하도록, 도 1을 들어 앞서 설명한 배열이 채택될 수 있다. 본 발명에 따라 배열되는 센서 네트워크에서, 각 개별 센서나 각 센서 그룹과 관련된 필터는 공통 신호 믹서에 연결된다. 신호 믹서는 2.45 GHz 대역의 전자기파를 수신하기 위해 안테나에 연결된다. 따라서, 한 센서나 센서 그룹에 연계된 필터에 공급하기 위한 신호가, 믹서 안테나에 의해 수신을 위한 2.45 GHz 대역 내 서로 다른 주파수의 두 신호를 전송함으로서 발생할 수 있다.In the case where a plurality of individual passive sensors or passive sensor groups are each queried separately, FIG. 1 provides a means for separately switching the sensors or sensor groups from off conditions to on conditions when the sensors or sensor groups are queried. For example, the arrangement described above can be adopted. In the sensor network arranged in accordance with the invention, each individual sensor or filter associated with each sensor group is connected to a common signal mixer. The signal mixer is connected to the antenna to receive electromagnetic waves in the 2.45 GHz band. Thus, a signal for supplying a sensor associated with a sensor or a group of sensors may occur by transmitting two signals of different frequencies in the 2.45 GHz band for reception by the mixer antenna.

예를 들어, 도 1에 도시되는 SAW 소자(102, 104)의 그룹은 믹서 안테나에 2.5GHz의 제 1 주파수 F1이 2.4GHz의 제 2 주파수 F2를 전송함으로서 오프 조건으로부터 온 조건으로 스위칭될 수 있다. 믹서 안테나에 의해 수신하면, 두 주파수 F1과 F2가 신호 믹서에서 믹싱된다. 두 주파수의 믹싱이 합(F1+F2)과 차(F1-F2) 신호를 발생시킨다는 것이 잘 알려져 있다. 따라서, 0.1GHz(즉, F1-F2)와 4.9GHz(즉, F1+F2)의 주파수를 가지는 신호들이 믹서에 의해 발생되고 SAW 소자(102, 104)와 관련된 필터(112)에 공급된다. 필터(112)는 0.1GHz 신호를 가상 배터리(110)에 공급하게 하지만, 4.9GHz 신호는 차단한다. 앞서 설명한 바와 같이, 고주파 입력 신호를 수신하면, 가상 배터리(110)는 SAW 소자(102, 104)와 그 관련 안테나(106) 사이에 신호 전달을 가능하게 하도록 FET(108)의 게이트에 전압을 공급한다. 따라서 SAW 소자(102, 104)는 "온" 조건으로 효과적으로 스위칭되며 믹서 안테나가 두 명령 신호 F1, F2를 수신할 때 상기 조건을 유지한다. 가상 배터리는 입력 신호의 전력을 이용하여 전압을 발생시킨다. 신호 믹서와 필터에서 에너지 손실이 발생하지만, 2.45GHz 대역에서 허용되는 500mW 전력 수준은 가상 배터리를 만족스런 정도로 동작시키기에 충분하다.For example, the group of SAW elements 102 and 104 shown in FIG. 1 can be switched from the off condition to the on condition by transmitting a first frequency F1 of 2.5 GHz to a second frequency F2 of 2.4 GHz to the mixer antenna. . When received by the mixer antenna, the two frequencies F1 and F2 are mixed in the signal mixer. It is well known that mixing of two frequencies produces a sum (F1 + F2) and a difference (F1-F2) signals. Thus, signals having frequencies of 0.1 GHz (ie F1-F2) and 4.9 GHz (ie F1 + F2) are generated by the mixer and supplied to the filter 112 associated with the SAW elements 102 and 104. The filter 112 causes the 0.1 GHz signal to be supplied to the virtual battery 110 but blocks the 4.9 GHz signal. As described above, upon receiving a high frequency input signal, the virtual battery 110 supplies a voltage to the gate of the FET 108 to enable signal transfer between the SAW elements 102 and 104 and their associated antennas 106. do. The SAW elements 102 and 104 are thus effectively switched to an "on" condition and maintain this condition when the mixer antenna receives two command signals F1 and F2. The virtual battery uses the power of the input signal to generate a voltage. Energy loss occurs in the signal mixer and filter, but the 500mW power level allowed in the 2.45GHz band is sufficient to operate the virtual battery satisfactorily.

센서 네트워크에서, 믹서가 앞서(도 1)와는 다른 개별 센서나 센서 그룹에 연계된 필터에 연결되더라도, 각각의 필터는 서로 다른 주파수에 대해 설정된다. 앞서 언급한 바와 같이, 필터 주파수는 1MHz 대역폭을 가질 수 있고, 30~100MHz 범위의 주파수를 중심으로 할 수 있다. 따라서, 2.4GHz와 2.5GHz의 주파수를 가지는 명령 신호를 전송함으로서, 100MHz 필터(112)와 연계된 SAW 소자(102, 104)는 선택적으로 "온"으로 스위칭된다. 0.1GHz와 4.0GHz의 합과 차 신호는 센서 네트워크 내 다른 센서와 연계된 필터에 의해 차단된다. 다른 센서나 센서 그룹이 질의받는 경우에, 적절한 차 신호(F1-F2)를 발생시키도록 서로 다른 명령 신호 F1,F2가 전송된다. 예를 들어, 50MHz 필터와 연계된 센서가 질의받는 경우에, 상기 센서를 "온" 조건으로 스위칭시키는 데 필요한 차 신호는 2.45GHz와 2.5GHz 주파수를 가지는 명령 신호를 전송함으로서 발생될 수 있다. 100MHz 필터(112)와 연계된 SAW 소자(102, 104)를 포함하여, 센서 네트워크에서의 다른 센서들은 그대로 "온" 상태를 유지하거나 "오프" 조건으로 스위칭된다. 따라서 잘못된 매개변수 측정이 방지될 것이다.In a sensor network, each filter is set for a different frequency, even if the mixer is connected to a filter associated with a different sensor or group of sensors than previously (FIG. 1). As mentioned above, the filter frequency may have a 1 MHz bandwidth and may be centered on a frequency in the range of 30 to 100 MHz. Thus, by transmitting command signals having frequencies of 2.4 GHz and 2.5 GHz, the SAW elements 102 and 104 associated with the 100 MHz filter 112 are selectively switched on. The sum and difference signals of 0.1 GHz and 4.0 GHz are blocked by filters associated with other sensors in the sensor network. When different sensors or sensor groups are queried, different command signals F1, F2 are sent to generate the appropriate difference signals F1-F2. For example, when a sensor associated with a 50 MHz filter is queried, the difference signal required to switch the sensor to an "on" condition may be generated by sending a command signal having a frequency of 2.45 GHz and 2.5 GHz. Other sensors in the sensor network, including the SAW elements 102 and 104 associated with the 100 MHz filter 112, remain "on" or switch to an "off" condition. Thus wrong parameter measurements will be prevented.

질의받을 센서들은 "온" 및 "오프" 조건 사이에서 신속하게 스위칭될 수 있고, 센서에 의해 발생되는 출력 신호는 동기식 감지 기술을 이용함으로서 선택적으로 처리될 수 있다.The sensors to be queried can be quickly switched between "on" and "off" conditions, and the output signal generated by the sensor can be selectively processed by using synchronous sensing techniques.

발명의 두 번째 실시예(200)가 도 2의 회로도에 도시된다. 제 2 실시예(200)는 FET(208)의 채널을 통해 안테나(206)에 연결되는 단일 SAW 소자(202)를 통합한다. 가상 배터리(210)가 FET(208)의 게이트에 연결되고, 필터(212)가 가상 배터리(210)에 직렬로 연결된다. 제 2 실시예(200)의 앞서 언급한 구성성분들의 배열은 제 1 실시예(100)의 대응하는 구성성분들의 배열과 동일하다. 단, 필터(212)를 통해 가상 배터리(210)에 공급될 스위칭 신호가 2.45GHz 대역의 주파수 fc를 가지는 진폭 변조 반송파 명령 신호를 이용하여 발생된다는 점에서 제 2 실시예(200)가 제 1 실시예(100)에서 변형되었다. 제 1 실시예(100)의 신호 믹서는 반송파 신호의 진폭 변조 주파수 Fm에 바탕한 주파수를 가지는 신호를 발생시키기 위한 수단(214)에 의해 제 2 실시예(200)에서 대체된다. 상기 신호 발생 수단(214)은 감지기 다이오드(216)와 커패시터(218)를 통합한 것으로 도 2에 도시된다. 상기 신호 발생 수단(214)의 형태와 동작은 당 분야에서 명백한 것이다. 명령 신호를 수신하기 위한 안테나가 상기 신호 발생 수단(214)에 연결된다.A second embodiment 200 of the invention is shown in the circuit diagram of FIG. The second embodiment 200 incorporates a single SAW element 202 connected to the antenna 206 through the channel of the FET 208. The virtual battery 210 is connected to the gate of the FET 208, and the filter 212 is connected in series to the virtual battery 210. The arrangement of the aforementioned components of the second embodiment 200 is identical to the arrangement of the corresponding components of the first embodiment 100. However, the second embodiment 200 is the first embodiment in that a switching signal to be supplied to the virtual battery 210 through the filter 212 is generated using an amplitude modulated carrier command signal having a frequency fc of 2.45 GHz band. In the example 100 it was modified. The signal mixer of the first embodiment 100 is replaced in the second embodiment 200 by means 214 for generating a signal having a frequency based on the amplitude modulation frequency Fm of the carrier signal. The signal generating means 214 is shown in FIG. 2 as integrating a sensor diode 216 and a capacitor 218. The form and operation of the signal generating means 214 is apparent in the art. An antenna for receiving a command signal is connected to the signal generating means 214.

센서 네트워크는 관련 가상 배터리 및 필터를 통해 상기 신호 발생 수단(214)에 연결되는 다수의 개별 패시브 센서나 센서 그룹과 함께 배열될 수 있다. 도 1의 제 1 실시예(100)와 관련하여 설명하면, 각각의 개별 센서나 센서 그룹은 서로 다른 주파수에 대해 각각의 필터가 동작한다고 할 때 별도로 질의받을 수 있다. 도 2의 제 2 실시예(200)에서, 개별 SAW 소자(202)와 연계된 필터(212)는 1MHz 주파수를 가지는 신호에 대해 동작한다. 따라서, 상기 신호 발생 수단(214)의 안테나에 의해 수신될 때, 1MHz 진폭 변조를 가지는 명령 신호가, 가상 배터리(210)에 의한 전압의 발생과 상기 수단(214)에 의해 발생되는 1MHz 신호를 부여한다. 그 결과, SAW 소자(202)가 앞서 논의한 바와 같이 "온" 조건으로 효과적으로 스위칭된다. 그후 SAW 소자(202)는 기존 방식으로 질의받을 수 있다. 센서 네트워크 내 다른 센서들은 그래도 유지되거나 오프 상태로 스위칭될 것이다. 잘못된 매개변수 측정을 이에 따라 방지할 수 있다.The sensor network can be arranged with a plurality of individual passive sensors or sensor groups which are connected to the signal generating means 214 via associated virtual batteries and filters. Referring to the first embodiment 100 of FIG. 1, each individual sensor or sensor group may be queried separately when each filter operates for a different frequency. In the second embodiment 200 of FIG. 2, the filter 212 associated with the individual SAW elements 202 operates on signals having a 1 MHz frequency. Therefore, when received by the antenna of the signal generating means 214, a command signal having 1 MHz amplitude modulation gives generation of a voltage by the virtual battery 210 and a 1 MHz signal generated by the means 214. do. As a result, the SAW element 202 is effectively switched to an "on" condition as discussed above. The SAW element 202 can then be queried in a conventional manner. Other sensors in the sensor network will still be held or switched off. Incorrect parameter measurements can thus be avoided.

필터 주파수는 100kHz~10MHz 범위의 주파수를 중심으로 하고 0.5MHz의 대역폭을 가질 수 있다. 센서나 센서 그룹은 관련 필터의 동작 주파수에서 적절하게 변조된 명령 신호를 전송함으로서 "온" 조건으로 스위칭될 수 있다. 앞서 언급한 필터 주파수에 관하여, 제 2 실시예와 연계하여 사용된 필터는 SAW 소자보다는 별도의 인덕터 및 커패시터 구성성분을 통합하는 것이 선호된다.The filter frequency is centered on a frequency ranging from 100kHz to 10MHz and can have a bandwidth of 0.5MHz. A sensor or group of sensors can be switched to an "on" condition by sending a command signal that is modulated appropriately at the operating frequency of the associated filter. With regard to the aforementioned filter frequency, the filter used in connection with the second embodiment preferably integrates separate inductor and capacitor components rather than SAW elements.

반송파 신호의 기존 변조에 덧붙여서, 변조는 반송파 신호를 온과 오프로 반복하여 스위칭함으로서 달성될 수 있다.In addition to the existing modulation of the carrier signal, modulation can be achieved by repeatedly switching the carrier signal on and off.

앞서 언급한 제 1, 2 실시예(100, 200)는 개별 SAW 소자(202)나 SAW 소자 그룹(102, 104)를 통합한다. 그러나, SAW 소자와는 다른 패시브 센서가 본 발명에 사용될 수도 있다. 예를 들어, 음향 센서나 음향 센서 그룹이 본 발명을 이용하여 선택적으로 질의받을 수 있다. 압전 음향 센서(즉, 마이크로폰)가 예를 들어 표면에 장착될 수 있고, 상기 표면의 크랙 전파를 감시하는 데 사용될 수 있다. 압전 음향 센서를 통합한 본 발명의 한 실시예는 앞서 기술한 것과 유사하다. 그러나, 음향 센서와 관련된 가상 배터리에 의해 발생되는 전압은 상기 음향 센서로부터의 출력을 증폭하기 위한 증폭기에 공급될 수 있다. 증폭기로부터의 출력은 가변 커패시터(즉, VARICAP)를 통해 접지되거나 커패시터를 통해 안테나로 향한다. 증폭기와 관련된 안테나는 명령 신호 수신을 위해 이용되는 안테나일 수 있다. 이 배열은, 가상 배터리로부터 증폭기까지 전압을 공급할 때, 압전 음향 센서가 "온" 조건으로 효과적으로 스위칭되도록 설정될 수 있다. 음향 센서가 잡음을 감지하면, 상기 센서로부터의 출력이 상기 증폭기에 의해 증폭된다. 따라서, VARICAP(가변 커패시터)에서의 전압이 증가한다. VARICAP의 커패시턴스는 기언급한 전압이 증가할 때 감소한다. 이는 음향 센서와 연계된 안테나의 효율을 저하시킨다. 따라서, 음향 센서에 의해 잡음이 감지되면, 센서 안테나에 의한 수신을 위해 전송되는 신호의 일부가 반사된다. 반사 정도는 감지되는 잡음의 정도에 따라 좌우된다. 따라서, 반사 신호는 음향 센서에서 잡음을 결정하도록 자체적으로 감지될 수 있다. 이 방식으로, 크랙(한 예임)의 전파가 감시될 수 있다.The aforementioned first and second embodiments 100 and 200 incorporate individual SAW elements 202 or SAW element groups 102 and 104. However, passive sensors other than SAW elements may be used in the present invention. For example, an acoustic sensor or a group of acoustic sensors may be selectively queried using the present invention. Piezoelectric acoustic sensors (ie microphones) may be mounted to the surface, for example, and used to monitor crack propagation on the surface. One embodiment of the invention incorporating a piezoelectric acoustic sensor is similar to that described above. However, the voltage generated by the virtual battery associated with the acoustic sensor can be supplied to an amplifier for amplifying the output from the acoustic sensor. The output from the amplifier is grounded through a variable capacitor (ie VARICAP) or directed through the capacitor to the antenna. The antenna associated with the amplifier may be an antenna used for receiving the command signal. This arrangement can be set such that when supplying voltage from the virtual battery to the amplifier, the piezoelectric acoustic sensor is effectively switched to an "on" condition. When the acoustic sensor senses noise, the output from the sensor is amplified by the amplifier. Thus, the voltage at VARICAP (variable capacitor) increases. VARICAP's capacitance decreases as the stated voltage increases. This lowers the efficiency of the antenna associated with the acoustic sensor. Thus, when noise is detected by the acoustic sensor, a portion of the signal transmitted for reception by the sensor antenna is reflected. The degree of reflection depends on the amount of noise detected. Thus, the reflected signal can be sensed by itself to determine noise in the acoustic sensor. In this way, propagation of cracks (one example) can be monitored.

본 발명의 제 3 실시예(300)가 도 3의 회로도에 도시된다. 제 3 실시예(300)는 가상 배터리(210)가 압전 음향 센서(304)의 증폭기(302)에 공급할 전압을 발생시키고 SAW 소자(202)의 FET(208)에 공급할 전압까지도 발생시키는, 제 2 실시예(200)의 변형이다. 앞서 언급한 바와 같이, 증폭기(302)의 출력은 VARICAP(306)를 통해 접지부에 공급되고 커패시터(308)를 통해 안테나에 공급된다. 제 3 실시예(300)에서, 압전 음향 센서와 연계된 안테나는 명령 신호를 수신하기 우ㅏㅣ해 사용되는 안테나이다. 제 3 실시예(300)를 이용할 때, 1MHz 진폭 변조를 가진 명령 신호를 수신하면, SAW 소자(202)와 압전 음향 센서(304)가 모두 "온" 조건으로 스위칭된다. 따라서, 크랙 전파가 응력변형 측정과 동시에 감시될 수 있도록 배열이 설정된다. 음향 센서가 잡음을 감지하는 경우에, 변조 명령 신호를 수신하는 안테나의 효율이 악영향을 받아 저하되며, 상기 명령 신호의 일부가 반사된다. 그럼에도 불구하고 수신한 명령 신호는, 증폭기(302)와 FET(208)에 공급할 적절한 전압을 가상 배터리(210)가 충분히 발생시킬만큼 강력하다. 반사 신호로 인해 크랙 전파를 감시할 수 있다. 또한, 기존 방식으로 868MHz 대역을 이용하여 SAW 소자(202)의 질의를 통해 응력변형을 측정할 수 있다.A third embodiment 300 of the present invention is shown in the circuit diagram of FIG. The third embodiment 300 is a second embodiment in which the virtual battery 210 generates a voltage to supply to the amplifier 302 of the piezoelectric acoustic sensor 304 and even a voltage to supply to the FET 208 of the SAW element 202. Embodiment 200 is a variation. As mentioned above, the output of amplifier 302 is supplied to ground via VARICAP 306 and to the antenna through capacitor 308. In a third embodiment 300, the antenna associated with the piezoelectric acoustic sensor is an antenna used to receive a command signal. When using the third embodiment 300, upon receiving a command signal with 1 MHz amplitude modulation, both the SAW element 202 and the piezoelectric acoustic sensor 304 are switched to an "on" condition. Thus, the arrangement is set so that the crack propagation can be monitored simultaneously with the strain measurement. When the acoustic sensor senses noise, the efficiency of the antenna receiving the modulation command signal is adversely affected and degraded, and part of the command signal is reflected. Nevertheless, the received command signal is strong enough for the virtual battery 210 to generate an adequate voltage to supply the amplifier 302 and the FET 208. The reflected signal can monitor crack propagation. In addition, the strain can be measured through the query of the SAW device 202 using the 868MHz band in the conventional manner.

도 4에서 타이어 조건 감시 소자(401)가 도시된다. 사용시에, 이 소자는 타이어나 타이어면에 장착될 것이다. 본 발명을 다양한 종류의 타이어에 적용할 수 있으나, 토목 설비 기계류나 대형 도로 진행 차량에 사용되는 종류의 대형 타이어에 특히 유용하다.In FIG. 4 a tire condition monitoring element 401 is shown. In use, the device will be mounted on a tire or tire surface. Although the present invention can be applied to various kinds of tires, it is particularly useful for large tires of the type used in civil installation machinery and large road vehicles.

이 소자는 한개 이상의 센서(402)를 포함한다. 센서들은 SAW 소자를 바탕으로 하지만 다른 패시브 형태일 수도 있다. 예를 들어, 주파수 변환 소자에 나노위상 와이어나 스트립, 또는 그 외 다른 패시브 임피던스일 수 있으며, 타이어압, 타이어 온도, 그리고 타이어의 응력변형을 표시할 수 있다. 그러나, 발명은 이러한 센서에 제한되지 않으며, 압력, 온도, 응력변형과는 다른 신호를 생성할 수 있는 센서로 동작할 수 있다.This device includes one or more sensors 402. The sensors are based on SAW devices but may be in other passive forms. For example, the frequency conversion element may be a nanophase wire or strip, or other passive impedance, and may indicate tire pressure, tire temperature, and stress strain of the tire. However, the invention is not limited to these sensors and can operate as a sensor capable of generating signals different from pressure, temperature, and strain.

당 분야에 잘 알려진바와 같이, SAW 소자 센서는 원격 고주파 소스로부터 전달받은 질의 신호에 따라 센서의 특성을 표시할 수 있다. 질의 신호는 도 4의 소자 일부를 형성하는 안테나(403)에 의해 수신되며, 스위치(404)가 닫힐 때, 센서가 감지하는 조건을 원격으로 표시하기 위해 안테나(403)와 센서(402)가 기존 방식으로 동작한다.As is well known in the art, SAW device sensors can display the characteristics of the sensor in response to interrogation signals received from remote high frequency sources. The interrogation signal is received by an antenna 403 forming part of the element of FIG. 4, and when the switch 404 is closed, the antenna 403 and the sensor 402 can be used to remotely indicate the condition that the sensor senses. It works in a way.

본 발명의 소자는 질의받는 소자, 게다가 확장하면, 소자를 고정시킬 타이어까지를 식별하는 식별 코드를 저장할 수 있는 저장 및 비교기 소자(405)를 포함한다. 식ㅂㄹ 코드는 어떤 기존의 형태를 취할 수 있고, 예를 들어 총 256가지 서로 다른 코드 조합을 제공하는 408 비트 디지털 코드 형태를 취할 수도 있다.The device of the present invention includes a storage and comparator element 405 capable of storing an identification code that identifies the device being queried, and furthermore, the tire to which the device is to be fixed. The formula code can take any conventional form, for example a 408 bit digital code form providing a total of 256 different code combinations.

비교기/저장 소자(405)는 에너지 저장 소자(407)와 전기 에너지 소스(408)를 포함하는 전력 공급 장치(406)로부터 전력을 공급받는다. 발명의 도시되는 실시예에서, 전기 에너지 소스(408)는 타이어 벽에 구현된 PVDF 물질의 압전 소자이다. 이러한 소자는 타이어 월의 왜곡에 따라 전기 펄스를 발생시키며, 이에 따라 타이어가 회전하면 타이어 회전마다 한 펄스의 전기 에너지가 발생한다. 전기 에너지의펄스들은 연결부(409)를 통해 전기 에너지 저장 소자(407)로 전달된다. 전기 에너지 저장 소자(407)는 어떤 적절한 형태도 취할 수 있으나 선호되는 실시예에서는 커패시터를 포함하는 형태이다. 또한, 저장 소자의 에너지는 원격 전송되는 고주파 에너지에 의해 전력을 공급받을 수도 있다.Comparator / storage element 405 is powered from a power supply 406 that includes an energy storage element 407 and an electrical energy source 408. In the illustrated embodiment of the invention, the electrical energy source 408 is a piezoelectric element of PVDF material embodied in the tire wall. Such a device generates an electric pulse according to the distortion of the tire wall, so that when the tire rotates, one pulse of electric energy is generated per tire rotation. Pulses of electrical energy are transmitted to the electrical energy storage element 407 via the connection 409. The electrical energy storage element 407 may take any suitable form, but in a preferred embodiment is a form comprising a capacitor. In addition, the energy of the storage element may be powered by high frequency energy transmitted remotely.

본 발명의 소자는 압전 소자(408)에 의해 생성되는 전기 에너지의 각 펄스에 따라 한 카운트만큼 증가하거나 감소하는 카운터(410)를 또한 포함하는 것이 선호된다. 따라서, 카운터(410)에 의해 유지되는 카운트는 카운트가 재설정된 이후 타이어가 회전한 숫자를 표시할 수 있다.The device of the present invention preferably also includes a counter 410 that increments or decrements by one count with each pulse of electrical energy generated by the piezoelectric element 408. Thus, the count maintained by the counter 410 may indicate the number of turns of the tire after the count is reset.

사용중에, 원격 질의 소자는 질의 신호를 감시 소자(401)에 전송한다. 질의 신호는 안테나(402)에 의해 수신된다. 질의 신호는 식별 코드를 운반하는 부분을 포함한다. 예를 들어, 질의 신호는 식별 코드를 운반하는 부분을 가지는 변조 고주파 신호일 수 있다. 변조 신호에 의해 운반되는 식별 코드는 적절한 복조기 소자를 이용하여 구축될 수 있다. 스위치(104)는 일반적으로 열린 상태를 취하며, 질의 신호의 식별 코드 부분이 저장 장치(405)에 저장된 식별 코드에 대응하지 않는 경우, 스위치(404)는 열린 상태를 유지할 것이고 센서는 질의받지 않을 것이다. 복조기 및 비교기용 전력은 에너지 저장 장치(407)로부터 공급된다.In use, the remote interrogation element sends a query signal to the monitoring element 401. The interrogation signal is received by the antenna 402. The interrogation signal includes a portion that carries an identification code. For example, the query signal may be a modulated high frequency signal having a portion that carries an identification code. The identification code carried by the modulated signal can be constructed using a suitable demodulator element. The switch 104 generally takes the open state, and if the identification code portion of the query signal does not correspond to the identification code stored in the storage device 405, the switch 404 will remain open and the sensor will not be queried. will be. Power for the demodulator and comparator is supplied from the energy storage device 407.

질이 신호의 식별 코드 부분이 저장 장치(405)에 저장된 질의 코드와 대응할 경우, 스위치(404)는 닫히고 그후 안테나(403)가 기존 방식으로 기능하는 센서(402)에 연결된다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 가령 10밀리초 듀레이션의 질의 신호(411)의 버스트는 특성 복귀 신호(412)를 생성할 것이다. 일련의 질의신호(411)가 필요한 듀티 사이클을 제공하고자 흩어진다. 정해진 수의 질의 신호/복귀 신호 사이클 이후에, 스위치(404)는 저장 소자(405)에 저장된 식별 코드에 상응하는 디지털 신호를 제공하고자 복귀 신호의 흐름을 차단한다. 이러한 배열의 도식적 부분이 도 6에 도시된다. 제 1 질의 신호(411A)는 특성 복귀 신호(412A)를 생성하여 디지털 출력 "1"을 표시한다. 스위치(404)는 그후 열리고 이에 따라 다음 질의 신호(311B)는 특성 복귀 신호를 생성하지 않는다. 이는 디지털 "0" 응답을 제공한다. 스위치(104)는 다시 닫히고, 다음 질의 신호(411C)는 다시 디지털 "1"을 표시하는 특성 응답(412C)을 생성한다.If the quality corresponds to a query code stored in the storage device 405 where the identification code portion of the signal corresponds, the switch 404 is closed and then the antenna 403 is connected to the sensor 402 in a conventional manner. As shown in FIG. 2, a burst of a query signal 411 of, for example, a 10 millisecond duration will generate a feature return signal 412. A series of interrogation signals 411 are scattered to provide the required duty cycle. After a predetermined number of query / return signal cycles, the switch 404 blocks the flow of the return signal to provide a digital signal corresponding to the identification code stored in the storage element 405. A schematic portion of this arrangement is shown in FIG. 6. First inquiry signal 411A generates characteristic return signal 412A to indicate digital output " 1. " The switch 404 is then opened so that the next query signal 311B does not generate a feature return signal. This provides a digital "0" response. The switch 104 closes again, and the next query signal 411C again generates a characteristic response 412C indicating digital " 1. "

디지털 신호 전송 배열은 가능한 오류를 제거하고자 여러번 식별 코드를 반복한다(선호됨).The digital signal transmission arrangement repeats the identification code several times (preferred) to eliminate possible errors.

카운터(410)에 의해 유지되는 카운트를 표시하는 신호는 각 질의 순서의 일부로 전송될 수도 있고, 또는 질의 신호의 특정 디지털 코딩에 의해 식별되는 특정 요청에 따라서만 전송될 수도 있다. 또한, 질의 신호의 버스트와 조합하여 스위치(404)의 적절한 동작이, 카운터(410)에 의해 유지되는 카운트를 디지털 방식으로 암호화하는 데 사용될 수 있다.The signal indicative of the count maintained by the counter 410 may be sent as part of each query order, or only in accordance with a particular request identified by a particular digital coding of the query signal. In addition, proper operation of the switch 404 in combination with a burst of query signals may be used to digitally encrypt the count maintained by the counter 410.

스위치(404), 저장 및 비교기 소자(405), 카운터(410), 그리고 그 관련 제어 회로가 단일 실리콘 소자로 편리하게 형성될 수 있다. 전기 저장 소자(407)는 실리콘 소자의 일부인 가상 배터리로 구성될 수 있다.The switch 404, the storage and comparator elements 405, the counter 410, and their associated control circuits can be conveniently formed of a single silicon element. The electrical storage element 407 may be comprised of a virtual battery that is part of a silicon element.

다축 응력변형 센서와 마찬가지로, 실리콘은 아래와 같은 프로그래밍된 숫자를 가진다. 즉, 본 발명의 배열을 이용하여 보다 쉽게 전송될 수 있는 단일 출력을생성하기 위해 상기 프로그래밍된 숫자와 비교하는 센서로부터의 순수 데이터와, 각 축 내 수용가능한 수준의 응력변형에 상응하는 프로그래밍된 숫자를 실리콘이 가질 수 있다.Like multiaxial strain sensors, silicon has a programmed number: That is, pure data from the sensor comparing the programmed number to produce a single output that can be more easily transmitted using the inventive arrangements, and a programmed number corresponding to an acceptable level of strain in each axis. Can have silicon.

원격 질의 소자는 서로 다른 식별 코드 부분을 운반하는 일련의 질의 신호를 발급한다. 이러한 배열로 질의 소자는, 발급된 질의 신호가 질의 시스템의 범위 내 소자들 중 하나에 의해 운반되는 식별 코드에 상응할 때만 응답을 수신한다. 대안으로, 질의 시스템은 범위 내 소자들의 식별 코드들로 미리 프로그래밍될 수 있고, 특정 소자들에 대응하는 질의신호만을 발급할 수 있다.The remote interrogation element issues a series of interrogation signals carrying different parts of the identification code. In this arrangement, the query element only receives a response when the issued query signal corresponds to an identification code carried by one of the elements in range of the query system. Alternatively, the interrogation system may be preprogrammed with identification codes of elements in range, and may issue only interrogation signals corresponding to specific elements.

원한다면, 소자는 마스터 코드뿐만 아니라 고유 식별 코드에도 응답할 수 있다. 이러한 배열로, 다른 타이어의 고주파 범위로부터 특정 타이어 및 질의 소자를 이동시킴으로서, 마스터 코드가 전송될 수 있고 그후 특정 타이어와 관련된 식별 코드의 전송을 유도할 수 있다. 이를 이용하여, 저장된 타이어는 차량에 타이어를 결합하기 바로 전에 확인된 식별 코드를 가질 수 있고, 이 식별 코드는 차량에 남아있는 동안 상기 특정 타이어를 질의받게 하도록 차량 질의 소자로 프로그래밍될 수 있다.If desired, the device can respond to the unique identification code as well as the master code. In this arrangement, by moving a particular tire and query element from the high frequency range of another tire, a master code can be transmitted and then induce transmission of an identification code associated with that particular tire. Using this, the stored tire can have an identification code identified just before engaging the tire to the vehicle, which can be programmed into the vehicle query element to query the particular tire while remaining in the vehicle.

여러 감지 요소를 분리시키기 위해 오프셋 주파수를 이용하는 대안의 실시예가 도 8에 도시된다. 도면에서, 각각의 PIFC 소자는 그 원래 공명 주파수로부터 오프셋을 제공하는 고정 임피던스 요소를 가진다. 이는 감지 요소에 의해 변조되는 SAW와 기준 SAW간 고유 비트 주파수(unique beat frequency)를 각각의 PIFC에 효과적으로 제공한다. 이 방식으로, 고주파 질의 신호는 동시에 모든 소자를 여기시킬것이고 수많은 주파수 쌍이 돌아올 것이다. 각 쌍의 주파수들은 기준 SAW 공진 주파수 f1과 변조된 SAW 주파수 f2로 구성될 것이다. 주파수 f2는 f1+(오프셋 임피던스+변조 임피던스)*(임피던스-주파수 비)이다.An alternative embodiment of using an offset frequency to separate the various sensing elements is shown in FIG. 8. In the figure, each PIFC element has a fixed impedance element that provides an offset from its original resonance frequency. This effectively provides each PIFC with a unique beat frequency between the SAW modulated by the sensing element and the reference SAW. In this way, the high frequency interrogation signal will excite all devices simultaneously and numerous frequency pairs will be returned. Each pair of frequencies will consist of a reference SAW resonant frequency f1 and a modulated SAW frequency f2. Frequency f2 is f1 + (offset impedance + modulated impedance) * (impedance-frequency ratio).

Claims (18)

패시브 센서, 상기 패시브 센서에 연계된 안테나, 패시브 센서와 안테나간 연결을 제어하기 위한 스위칭 수단, 그리고 스위칭 수단의 상태를 제어하기 위한 원격 동작 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하고,A passive sensor, an antenna associated with the passive sensor, switching means for controlling the connection between the passive sensor and the antenna, and remote operation control means for controlling the state of the switching means, 이때 상기 스위칭 수단의 제 1 상태에서는 패시브 센서에 의해 발생된 신호를 안테나가 전송할 수 없고 상기 스위칭 수단의 제 2 상태에서는 패시브 센서에 의해 발생된 신호를 상기 안테나가 전송할 수 있는,In this case, the antenna cannot transmit the signal generated by the passive sensor in the first state of the switching means, and the antenna may transmit the signal generated by the passive sensor in the second state of the switching means. 것을 특징으로 하는 장치.Device characterized in that. 제 1 항에 있어서, 스위칭 수단이 코딩된 고주파 제어 신호에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 장치.2. An apparatus according to claim 1, wherein the switching means is controlled by a coded high frequency control signal. 제 2 항에 있어서, 상기 장치는 두개의 고주파 신호를 믹싱하기 위한 믹서와, 믹서의 출력에 연결되는 대역 통과 필터를 포함하며, 상기 대역 통과 필터는 믹서로부터의 출력이 필터의 통과 주파수에 대응할 경우 제 2 상태로 스위칭 수단을 변경하는 것을 특징으로 하는 장치.3. The apparatus of claim 2, wherein the apparatus comprises a mixer for mixing two high frequency signals and a band pass filter connected to the output of the mixer, wherein the band pass filter corresponds to an output from the mixer corresponding to the pass frequency of the filter. Changing the switching means to the second state. 제 3 항에 있어서, 고주파 신호가 2.45GHz 대역에 있는 것을 특징으로 하는 장치.4. The apparatus of claim 3, wherein the high frequency signal is in the 2.45 GHz band. 제 2 항에 있어서, 상기 장치는 주파수 변조나 진폭 변조된 고주파 신호의 변조 주파수를 감지하기 위한 감지기 회로와, 감지기의 출력에 연결되는 대역 통과 필터를 포함하며, 상기 대역 통과 필터는 감지기로부터의 출력이 필터의 통과 주파수에 대응할 경우 스위칭 수단을 제 2 상태로 변경시키는 것을 특징으로 하는 장치.3. The apparatus of claim 2, wherein the apparatus comprises a detector circuit for sensing a modulation frequency of a frequency modulated or amplitude modulated high frequency signal, and a band pass filter connected to the output of the detector, wherein the band pass filter is output from the detector. The switching means is changed to a second state when it corresponds to the pass frequency of the filter. 제 2 항에 있어서, 고주파 신호에 의해 운반되는 디지털 코드가 디지털 필터의 디지털 코드에 대응할 경우 스위칭 수단을 제 2 상태로 변경하기 위한 디지털 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.3. An apparatus according to claim 2, comprising a digital filter for changing the switching means to a second state when the digital code carried by the high frequency signal corresponds to the digital code of the digital filter. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 스위칭 신호 수신에 따라 전압을 발생시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.An apparatus according to any of the preceding claims, comprising means for generating a voltage upon receipt of a switching signal. 제 7 항에 있어서, 상기 스위칭 신호 자체에 의해 전압 발생 수단이 전력을 공급받는 것을 특징으로 하는 장치.8. An apparatus according to claim 7, wherein the voltage generating means is powered by the switching signal itself. 제 7 항에 있어서, 상기 전압 발생 수단이 타이어 움직임에 따라 전기 에너지를 발생시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.8. An apparatus according to claim 7, wherein said voltage generating means comprises means for generating electrical energy in response to tire movement. 제 8 항 또는 9 항에 있어서, 가상 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.10. The device of claim 8 or 9, comprising a virtual battery. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 스위칭 수단이 FET나 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the switching means comprises a FET or an amplifier. 패시브 센서를 패시브 센서와 연계된 안테나를 통해 질의하는 방법으로서, 상기 방법은, 1) 지정 스위칭 신호를 발생시키고, 2) 상기 스위칭 신호를 스위칭 수단에 공급하여 패시브 센서와 안테나간 연결을 제어하는, 이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.A method of querying a passive sensor through an antenna associated with a passive sensor, the method comprising: 1) generating a designated switching signal, and 2) supplying the switching signal to a switching means to control the connection between the passive sensor and the antenna; Method comprising the above steps. 타이어 조건 감시 소자로서,As a tire condition monitoring element, - 타이어의 조건을 감지하기 위한 한개 이상의 센서,One or more sensors for detecting tire conditions, - 센서와 연계된 식별 코드를 저장하기 위한 저장 수단,Storage means for storing an identification code associated with the sensor, - 식별 코드를 표시하는 부분을 포함한 신호를 원격 질의 소자로부터 수신하기 위한 수신 수단,Receiving means for receiving from the remote query element a signal comprising a portion indicating an identification code, - 수신 수단에 의해 수신한 식별 코드를 저장 수단에 저장된 식별 코드와 비교하기 위한 비교 수단,Comparison means for comparing the identification code received by the reception means with the identification code stored in the storage means, - 수신 신호의 식별 코드가 저장 수단에 저장된 식별 코드에 대응할 경우 비교기로부터 식별값에 따라 수신 수단에 센서를 연결하기 위한 스위치, 그리고A switch for connecting the sensor to the receiving means according to the identification value from the comparator if the identification code of the received signal corresponds to the identification code stored in the storage means, and - 전압을 소자에 공급하기 위한 전력 공급 장치A power supply for supplying voltage to the device 를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 조건 감시 소자.Tire condition monitoring device comprising a. 제 13 항에 있어서, 상기 전력 공급 장치는 타이어가 사용됨에 따라 타이어 내에 전기 에너지를 발생시키는 수단과, 발생된 전기 에너지를 저장하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 조건 감시 소자.14. The tire condition monitoring device according to claim 13, wherein the power supply includes means for generating electrical energy in the tire as the tire is used, and means for storing the generated electrical energy. 제 13 항에 있어서, 상기 전력 공급 장치 수단은 타이어 외부로부터 수신한 고주파 에너지를 캡쳐하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 조건 감시 소자.14. The tire condition monitoring device according to claim 13, wherein said power supply means comprises means for capturing high frequency energy received from outside of the tire. 제 13 항에서 15 항까지 중 어느 한 항에 있어서, 전기 에너지를 발생시키기 위한 상기 수단이 지정 숫자의 전기 에너지 펄스, 가령, 타이어 1회전당 1개의 전기 에너지 펄스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 타이어 조건 감시 소자.Tire condition according to any of claims 13 to 15, characterized in that said means for generating electrical energy generates a specified number of electrical energy pulses, for example one electrical energy pulse per revolution of the tire. Supervisor element. 전기 에너지 펄스를 생성하기 위한 소자가 예를 들자면 타이어 구조 내에 구현된 가령 PVDF 소자같은 압전 소자인 것을 특징으로 하는 타이어 조건 감시 소자.A tire condition monitoring device, characterized in that the device for generating an electrical energy pulse is a piezoelectric device such as, for example, a PVDF device implemented in a tire structure. 타이어 조건 감시 소자로서,As a tire condition monitoring element, - 타이어의 조건을 감지하기 위한 한개 이상의 센서,One or more sensors for detecting tire conditions, - 센서와 연계된 식별 코드를 저장하기 위한 저장 수단,Storage means for storing an identification code associated with the sensor, - 원격 질의 소자로부터 신호를 수신하기 위한 수신 수단,Receiving means for receiving a signal from a remote query element, - 센서가 감지한 조건을 표시하는 신호를 질의 소자에 전송하기 위한 수단,Means for transmitting a signal to the querying device indicating a condition detected by the sensor, - 식별 코드를 표시하는 신호를 질의 소자에 전송하기 위한 수단, 그리고Means for transmitting a signal indicative of the identification code to the querying element, and - 전압을 소자에 공급하기 위한 전력 공급 장치A power supply for supplying voltage to the device 를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 조건 감시 소자.Tire condition monitoring device comprising a.
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KR100623751B1 (en) * 2004-09-13 2006-09-19 기아자동차주식회사 Apparatus for protecting tire pressure monitoring system from cross talk

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