[發(fā)明專利]輪胎模塊以及帶有輪胎模塊的充氣輪胎

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580046226.4
• 申請日: 2005-12-13
• 公開（公告）號: CN101098792A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發(fā)明（設計）人: H·貝倫茲;C·賴曼;T·科施尼茨基
• 申請（專利權）人: 大陸-特韋斯貿(mào)易合伙股份公司及兩合公司
• 主分類號: B60C23/04
• 分類號: B60C23/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發(fā)明涉及一種用來測量輪胎狀態(tài)量的輪胎模塊，并涉及一種帶有這種輪胎模塊的充氣輪胎，該輪胎模塊具有一端壓縮的彈簧件和一轉換單元，在該轉換單元中動能轉換成電能。

本發(fā)明特別適合于確定狀態(tài)量和具有能量自治系統(tǒng)的公路路面性能。

背景技術

由DE?4402136?A1已知一種用來確定車輛輪胎運行參數(shù)的系統(tǒng)，其中在一支承件上設置傳感器單元、電子處理裝置和向系統(tǒng)的其它元件供應能量的壓電元件。該壓電元件具有多層結構。

此外，由DE?10103952?A1已知一種用于向傳感器供應能量的裝置，該裝置具有一有源的壓電轉換器，該壓電轉換器可通過機械蓄能器變形并提供相應的電壓以使傳感器運行。壓電轉換器可通過蓄能器輸出的變形功彎曲。這種具有桿簧和設置在桿簧自由端的壓簧的結構很復雜。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述現(xiàn)有技術，本發(fā)明的目的是提供一種改進的輪胎模塊，該輪胎模塊使得即使在輪胎轉速很小時也能方便且可靠地供給能量。

按照本發(fā)明，該目的這樣實現(xiàn)，即，將彈簧件設計成桿簧、扭簧或板簧，在彈簧件的未夾緊的一端設置振動質量件(振動塊)，輪胎振動由于輪胎的滾動而受到脈沖負荷。通過將振動質量件支承在彈簧件上形成彈簧-質量件振蕩器，該振蕩器與常規(guī)壓電轉換器相比具有更高的效率。由于輪胎模塊在滾動期間在每次通過輪胎接地印痕時在直線軌跡上運動，而在通過輪胎接地印痕后在圓形軌跡上運動，因此產(chǎn)生振蕩(振動)。在圓形軌跡期間，在振動質量件上作用離心力，在輪胎接地印痕內(nèi)在理想情況下它不受力。彈簧-質量件振蕩器通過離心力偏移，并在輪胎接地印痕內(nèi)趨向返回到其起始位置。出現(xiàn)過度振蕩和后振蕩，從而即使在力不變的階段內(nèi)，即在過渡期間，該振動質量件也運動。這對于電能轉換特別有利。

本發(fā)明的一種改進結構設想將彈簧件夾緊在殼體內(nèi)，并且至少一個壓電元件沿運動方向與彈簧件連接。壓電元件將彈簧-質量件振蕩器的動能轉換為電能，該電能繼而被傳遞給用戶。有利地，壓電元件在彈簧件的每個運動方向與它連接，從而可在振蕩時在相應平面內(nèi)在兩個偏移方向從兩個壓電元件得到電能。

為實現(xiàn)緊湊的結構，將壓電元件直接附裝在彈簧件上，使得彈簧件的偏移造成壓電層的伸長或壓縮，從而可在相應接觸面上分接出電壓。

或者，設想使轉換單元電感式工作。此時，分別通過彈簧件和振動質量件的運動調(diào)制磁回路的磁通。感應式轉換單元的一個實施例將彈簧件設計成板型，尤其是同心或圓形。振動質量件設置在板式彈簧件中心，優(yōu)選在其重心上，并且為使板簧具有振動能力而設置卷邊(凸邊)，尤其是同心卷邊。在經(jīng)過輪胎接地印痕時，磁體和振動質量件之間的氣隙發(fā)生變化，由此改變鐵磁回路中的磁通。磁通變化可利用適當設置的線圈轉換成電壓。

為得到電氣和電子元件的運行所需的直流電，在本發(fā)明一種改進結構中，輪胎模塊設有連接到轉換單元的整流器。該整流器優(yōu)選為橋式整流器。

為了即使在輪胎靜止期間也能實現(xiàn)輪胎狀態(tài)量的運算或輪胎模塊的其它功能，為整流器配設電能蓄能器，特別是電容器。由此可儲存產(chǎn)生在輪胎工作期間的不需要的多余能量，并在適當時使用。

為得到用來檢測輪胎狀態(tài)量的完整的模塊單元，轉換單元上還連接有用于處理(計算，評估)轉換單元的輸出電信號或其它傳感器數(shù)據(jù)的處理單元。從而可以例如基于兩個加速脈沖之間的時間間隔確定輪胎接地印痕的長度，即輪胎支承面的大小。同樣也可確定車輪轉速或車輪載荷。可在處理單元上連接其它傳感器，例如用于檢測空氣壓力或輪胎溫度的傳感器。

為使在處理單元內(nèi)檢測和計算的數(shù)據(jù)能用于車輛內(nèi)的其它系統(tǒng)，有利地為輪胎模塊配設發(fā)射器，該發(fā)射器允許將輪胎狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸給控制系統(tǒng)或輸出到顯示裝置。這種輪胎模塊允許借助于轉換單元的兩個脈沖間的較短距離確定輪胎接地印痕的長度。轉換單元輸出信號的時間曲線和波幅可以直接用來確定輪胎狀態(tài)量。

由于在速度非常高時形成非常高的加速力，所以存在彈簧由于懸伸夾緊而斷裂的危險。因此，設想在殼體內(nèi)設置沿彈簧件運動方向的止擋，所述止擋限制彈簧的運動。有利地，將止擋設計成與彈簧件的彈動線(彈性線，彎曲線)相對應或具有比彈簧件的彈動線小的曲率。由此可以使彈簧件在止擋上滾動，從而減小彈簧件的機械載荷。