[发明专利]无需装配的轮胎气压监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及轮胎气压监测系统，更具体地涉及可以在轮胎或内胎中自由移动的轮胎气压监测系统。

背景技术

因为需要关于轮胎气压的更详细的信息，所以对配备有充气轮胎的车辆需要进行更多的细查。因为与恰当充气的轮胎相比，充气不足的车辆轮胎将引起增加的燃料消耗，因此为了车辆的安全操作以及更好的燃料效率(在机动车辆的情况下)需要这样的轮胎气压信息。已经提出了用于监测轮胎气压的各种系统。通常，轮胎气压监测系统包括压力监测器以及可以将通常处于射频(RF)信号形式的轮胎气压信息发送到接收器的元件。这样的接收器可以位于监测站内(用于基于轮胎的机器，例如在集装箱运输系统中使用的橡胶轮胎的台架系统)或者汽车或卡车的车辆内部。以这种方式，当一个或多个轮胎已经达到充气不足或过充气的关键水平时，可以显示轮胎气压信息和/或可以设置告警来警告机器/车辆的操作员。

已经提出了若干配置。在一个系统中，压力监测系统的部分是轮胎阀自身，例如阀杆或阀销作为天线或天线部分来将信号从内部轮胎气压传感器发送到接收器。在美国专利No.6,101,870、7,059,178、7,328,609、7,549,329和美国专利申请2008/0121031中公开了这样的系统。然而，对于高压轮胎，例如上面讨论的台架设备，基于阀的系统可能具有漏气问题并且阀可能易于被损坏。

在另一个配置中，轮胎气压传感器可以被安装在轮胎边缘(对于无内胎的轮胎)。然而，在应用充气轮胎的大量机器中存在多种惯常的边缘设计。由此，在这样的轮胎中使用的所有类型的惯常轮胎上很难安装边缘装配的轮胎气压传感器。对于不能使用边缘装配的压力传感器的轮胎，通常使用例如特殊粘合剂将压力传感器粘贴到内胎壁。这样的装配是耗时的，并且也浪费轮胎传感器，因为轮胎传感器将在有用轮胎寿命结束时被丢弃。

已经提出了在轮胎内部使用自由移动的压力传感器，轮胎包括压电元件，用于在车辆运动过程中由震动获能量。在美国专利申请2010/0164705和美国专利No.7,936,109中公开了这样的系统。这样的传感器可以具有对于相对快速移动车辆(例如汽车)的应用，其产生大量碰撞，许多具有充气轮胎的机械系统是缓慢移动的或者不会移动很长时间。由此，产生的碰撞数量不足以对这样的传感器供电。即使当产生了足够的碰撞，也存在传感器碰撞过程中传感器突然发生故障的问题。对于私家车，传感器故障不是灾难性的，但是在大的设备系统中，传感器的替换可能意味着关断整个系统同时安装新的传感器。

由此，本领域需要位于轮胎内部的可自由移动的传感器，其是易于安装的、可重用的和可靠的。

发明内容

本发明涉及在轮胎内部可移动的无需装配的轮胎气压监测传感器。轮胎气压传感器包括具有至少一部分弯曲的外表面的外壳。外壳被配置为容纳轮胎气压监测传感器的元件。所述元件包括压力感应/发送模块，压力感应/发送模块包括：用于感应内部轮胎气压并且输出指示内部轮胎气压的信号的压力感应部分。处理器部分电连接至压力感应部分，用于处理指示内部轮胎气压的输出信号，从而生出指示当前内部轮胎气压的监测信号。发送部连接至处理器部分，用于通过天线将监测信号发送到轮胎外部。

至少一个电池电连接至压力感应/发送模块和处理器，用于提供电能。

在一个实施例中，轮胎气压监测器的元件在外壳内部组装，使得组合的外壳和元件的重心与外壳的几何中心基本上一致。在该配置中，当其中定位有轮胎气压监测器的轮胎旋转时，监测器在轮胎内部独立地旋转，通常位于对着内胎壁的单个位置。这个实施例特别适用于慢速旋转的轮胎，例如在台架系统中使用的轮胎。

在可选实施例中，轮胎气压监测器的元件在外壳内部组装，使得在组合的外壳和元件的重心被定位于偏离外壳的几何中心。以这种方式，在轮胎旋转过程中生成的向心力使得轮胎监测器与轮胎一起旋转。即，监测器不独立地旋转，而是假设对着轮胎内表面的位置并且由在轮胎旋转过程中施加到传感器的向心力保持在该位置上。本实施例特别适用于快速旋转的轮胎，例如汽车和其他机动车辆轮胎。

轮胎气压监测系统包括监测器和位于轮胎之外的用于接收监测信号的接收器。

附图说明

图1描述了轮胎气压监测器的透视图，为了便于表述其分开的部件。

图2描述了图1的组装的监测器，示出了重心线。

图3描述了图2的传感器在旋转轮胎的内部的旋转。

图4描述了根据本发明的另一实施例的具有分开的部件的轮胎气压监测器的透视图。

图5描述图4的组装的监测器，示出了重心线。