[发明专利]用于机动车的无线传感器系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年7月31日提交的美国临时申请No.61/230,386的优先权，该临时申请的全部内容在此通过引用并入本申请中。

技术领域

本发明涉及无线传感器，更具体地涉及一种具有无线功率和无线通信的无线传感器系统，该无线传感器系统在机动车的各种动力系部件的控制系统中使用。

背景技术

本节的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，可能构成也可能不构成现有技术。

汽车中的变速器以及其他动力系部件是由液压系统和电子控制模块控制的复杂机构。为了提供适当的控制，当变速器运转时，必须拥有变速器的运转状况和性能的反馈。例如，变速器通常包括多个传感器，这些传感器将指示变速器的运转状态的信息传送至电子控制器。这些传感器具有多种形式并且执行各种功能。例如，经常期望确定旋转轴(转子)上的相对于静止部件(定子)的扭矩。相应地，扭矩传感器被用于测量扭矩。常见的扭矩传感器包括应变计、磁性传感器或光学传感器、以及表面声波(SAW)传感器。这些扭矩传感器各自测量不同的参数，例如局部应变、角位移或应变引发的声波变化。通常这些扭矩传感器包括一般可以被称为发射器和接收器的两个部件。接收器通常联接至转子，而发射器通常联接至定子。就磁性传感器和SAW传感器来说，电流通过发射器被感应，且施加在转子上的扭矩被以电流、无线信号或磁场的形式传送回发射器，所述电流、无线信号或磁场之后被转换成估计扭矩。

另一种应用于变速器中的常见的传感器包括温度传感器。变速器温度传感器可定位在油槽中或连接至同轴定子。通常，温度传感器具有电阻，该电阻是变速器油的温度的函数。指示电阻的电信号被传送到变速器的控制器，这个电信号与温度成反比。其他被用于变速器的传感器系统包括但不限于压力传感器、流量计传感器和同步器组件中的线性位置传感器。

上文描述的变速器传感器的一个局限是，传感器必须连接至功率源并且被传感器感测出的信息必须传送到变速器控制器。至传感器的能量通过导线提供，导线从功率源连接到传感器；或通过给传感器提供电池来实现。导线用来为传感器提供能量，然而限制了传感器可以放置的位置。例如，因为导线要通过变速器部件的实体路径并且实体地连接至传感器，不可能直接将传感器放置在变速器的旋转部件上或密封区域中。因此，每一个传感器必须被校准以适应变速器的实体特性，例如适应液压离合器的油路，以增加传感器读数的准确性。另外，导线路径增加了变速器的成本和复杂性。最后，虽然电池免除了对导线的需求和伴随导线路径的问题，但是电池的使用寿命有限且不易更换。

尽管当前的变速器传感器有利于实现它们的预期目的，但是用于动力系部件的改进的传感器系统在本领域中仍有需求空间，该改进的传感器系统具有无线通讯功能和无线功率功能，以便减少成本以及导线和导线束的路径的复杂性，从而允许传感器被直接定位在扭矩控制装置和位置控制装置上，并从传感器提供准确的实时信息以启动变速器的闭环压力控制，从而在换档事件期间提供实时反馈。

发明内容

本发明提供一种用于机动车中的变速器以及其他动力系部件的无线传感器系统。该无线传感器系统包括无线传感器，该无线传感器连接至机动车中的变速器的部件以及其他动力系部件。该无线传感器包括天线，该天线与无线功率源和无线收发器通讯。该无线功率源包括发射器，该发射器在发射器和传感器之间产生电磁共振。无线收发器与传感器保持无线通讯并与该无线传感器相互收发信号。

在本发明的一个示例中，无线传感器是下列各项中的一种：扭矩传感器、温度传感器、压力传感器、线性位移传感器以及流量计传感器。

在本发明的另一个示例中，无线传感器被连接至旋转离合器。

在本发明的再一个示例中，无线传感器被定位在变速器的密封区域内。

在本发明的再一个示例中，无线传感器被定位在分动箱中。

方案1、一种用于机动车中的变速器和其他动力系部件的无线传感器系统，机动车中的变速器和其他动力系部件具有壳体和设置在所述壳体内的部件，所述无线传感器系统包括：

接收器，其设置在所述壳体内；

功率源，其联接至所述壳体，所述功率源具有配置成发射振荡电磁辐射的发射器；以及

无线传感器，其具有电磁辐射接收器和天线并联接至所述壳体内的部件，其中所述振荡电磁辐射接收器接收发射出的振荡电磁辐射并且在所述传感器中感应出电流，从而为所述传感器供电，并且其中所述天线向所述接收器发送信号，所述信号指示由所述无线传感器感测到的状况。