[发明专利]具有感应电源的轮胎参数监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及汽车轮胎参数监测系统，尤其涉及由感应生成的DC电源供电的轮胎参数监测系统。

背景技术

参数监测系统已是众所周知，并且常用于检测车辆的各个充气轮胎中的一个或多个感兴趣的参数，以及只要所监测到的一个或多个车辆轮胎中的参数达到落在预定安全范围之外的值，就向驾驶员或车载计算机系统提供忠告信号。参数通常是内胎压力、轮胎温度、内胎气温、横向的轮胎力或某些其它感兴趣的参数。忠告信号通常通过由连接到轮胎参数传感器的微处理器控制的参考信号生成器来生成，只要由传感器测量的轮胎参数落在预定的正常工作范围之外，这表示高或低参数状态，就生成该忠告信号。此参考信号被发送到车载接收器，该接收器使用该忠告信号在视觉(通过激活报警灯或显示器)或听觉(通过激活音响报警器)或者两者上警告驾驶员。对传感器电路的电功率通常由电池提供，在可用的电池功率下降到可用水平之下时，必须更换该电池(如果可能)。在某些公知的系统中，不能更换电池，从而在电池到达其使用寿命终点时必须更换整个传感器组件。

在于2003年1月21日提交的题为“External Mount Tire Pressure Sensor System(外部安装的胎压传感器系统)”、序列号为10/346,490的共同转让、待批的专利申请(‘490申请)中公开了一种监测内胎压力的轮胎参数传感器系统，该申请的公开通过引用结合于此。这种系统使用了在电桥电路的一支路中具有本质上为线性的可变电阻特性的机械应变传感器来测量该传感器所附的轮胎的内压。这一类传感器对于通常在汽车环境中遇到的机械振动相对不敏感。另外，该电路(即电桥电路)的配置相对简单、具有公知的性能特性、并且被发现在工作中是相当可靠的。然而，这种传感器系统的使用寿命受到用来向系统供电的电池的能量的限制。更具体地，因为在车辆电气系统被激活时，传感器电路由基本电池连续供电，所以电池的使用寿命受到电池能量和总激活时间的限制。这个缺点因需要由于安装约束而具有相对小的物理尺寸的元件而变得更复杂。因此，电池的尺寸受到严格的限制，并且电池更换对于这种公知的传感器系统的安装效率而言是主要约束。

在于2005年11月4日提交的题为“Tire Pressure Sensor System With ImprovedSensitivity And Power Saving(具有提高的灵敏度并省电的胎压传感器系统)”、序列号为11/267,775的共同转让、待批的专利申请中公开了一种结合有提供延长的使用电池寿命的省电单元的轮胎压力监测系统，该申请的公开通过引用结合于此。从相关轮胎速率这个意义来说，该省电单元限制了从电池到系统的电功率的应用，从而功率仅仅在轮胎速度在已达到阈值速度值之后的与轮胎速度有关的测量时段中施加且因而从电池中汲取。这个测量时段较佳地与给定尺寸的轮胎完成预选转数所需的时间相关。因为电池功率并不连续地施加到系统，所以电池的使用寿命超出了其中电池持续地电连接到系统元件的轮胎参数监测系统中所使用的相同类型的电池的使用寿命。

虽然上述省电单元在系统电池的使用寿命方面的确提供了实质性的改进，但是因此整个系统、所有电池都具有有限的能量并且最后将被耗尽。一旦耗尽，如果可能，就必须更换电池。如果由于系统设计而不能更换电池，则必须安装新系统。

电池供电的轮胎参数监测系统也遭受其它缺点。首先，电池成本相对于其它系统元件相对较高。例如，高质量锂电池的成本接近整个传感器组件的成本的一半。另外，电池向系统增加了可观的重量：基本上系统重量的百分之五十归因于电池。

已经对设计轮胎参数传感器系统做出了努力：省略对向要求电功率的系统元件提供该电功率的电池的需求。于2004年12月9日公开的美国专利申请No.US2004/0244474 A1中示出了一种这样的设计，该申请的公开通过引用结合于此。这种设计每一车轮中利用了专门设计的轮毂组件，该轮毂组件具有带有用于为位于车轮上或车轮中的传感器元件电磁地生成直流供电电压的永久磁铁和线圈的定子元件和转子元件。虽然在省略电池方面是有效的，但是这种设计要求每一车轮都配备有专用的轮毂组件，这使传感器系统增加了相当大的费用，并且要求相当多的专家来将其安装于车辆上。