[發(fā)明專利]能量采集/輪胎壓力、溫度和輪胎數(shù)據(jù)發(fā)射器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180053630.X
• 申請日: 2011-09-07
• 公開（公告）號: CN103493357A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 海基·庫斯瑪;成田勝敏
• 申請（專利權(quán)）人: 村田電子有限公司;豐田自動車株式會社
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00;H02N2/18
• 代理公司: 北京信慧永光知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11290
• 代理人: 陳桂香;褚海英

技術(shù)領(lǐng)域

在非常概括的程度上來說，本發(fā)明涉及封閉系統(tǒng)中的能量守恒，特別是涉及在諸如輪胎結(jié)構(gòu)之類的封閉系統(tǒng)中的能量采集。更具體地，根據(jù)本發(fā)明的采集器涉及在有關(guān)采集器的獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分中已經(jīng)指出的領(lǐng)域。本發(fā)明還涉及在有關(guān)采集器矩陣的獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分中已經(jīng)指出的領(lǐng)域中的采集器矩陣。本發(fā)明還涉及在有關(guān)采集器矩陣系統(tǒng)的獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分中已經(jīng)指出的領(lǐng)域中的采集器矩陣系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及在有關(guān)采集器矩陣模塊的獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分中已經(jīng)指出的領(lǐng)域中的采集器矩陣模塊。此外，本發(fā)明也涉及在有關(guān)輪胎的獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分中已經(jīng)指出的領(lǐng)域中的輪胎。另外，本發(fā)明也涉及在有關(guān)鞋類（foot-ware）的獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分中已經(jīng)指出的領(lǐng)域中的鞋類。

背景技術(shù)

我們生活在包括多種類型能量的環(huán)境中，這些能量在使用中從一次來源（primary?source）流出并且當(dāng)所使用的能量的主要目的已經(jīng)得以實(shí)現(xiàn)時可以形成小的能量流，但是仍然有以衰減的水平或者另一種形式存在于系統(tǒng)中的剩余能量或者二次能量。

當(dāng)今，汽車輪胎中的壓力測量系統(tǒng)是普遍的。在本領(lǐng)域系統(tǒng)的典型狀態(tài)下，壓力及溫度傳感器模塊與無線電發(fā)射器結(jié)合并且被裝配在輪胎內(nèi)部的閥桿（valve?stem）上。該模塊的電能由電池供給。來自電池的可利用的能量限制了信號傳送頻率和該模塊的工作壽命。所述傳送頻率可能為每分鐘一次這樣低。而且，僅當(dāng)輪胎以足夠高的速度轉(zhuǎn)動時，動作開關(guān)（motion?switch）才處于使用狀態(tài)以使得傳送能夠進(jìn)行。

曾經(jīng)提出了能量源的一些替代方案。一個方案是通過電磁場向壓力及溫度傳感器模塊供給電能。已經(jīng)既使用了高頻無線電信號又使用了低頻磁場耦合。能夠傳送足夠的能量，以使得更新頻率（update?frequency）達(dá)到每秒一次。也不需要有動作開關(guān)。缺點(diǎn)是：在每一個輪胎附近都需要天線及相關(guān)電纜。這使得系統(tǒng)在實(shí)際實(shí)施方面過于昂貴。

本領(lǐng)域解決方案的第三個替代狀態(tài)是從可能存在于輪胎中的可利用的機(jī)械、熱、輻射或者類似能量源中產(chǎn)生電能。輪胎的轉(zhuǎn)動運(yùn)動提供了機(jī)械能的可靠來源。與所需要的10～100μW電功率相比，可以獲得大量的能量作為機(jī)械功率。

還期望在輪胎的內(nèi)襯層（inner?liner）上安裝測量模塊，因?yàn)樵谶@個位置能夠獲得代表性的溫度讀數(shù)而不會受到剎車的影響。此外，如果測量模塊與輪胎結(jié)合而不與閥門（valve）或輪輞（rim）結(jié)合，那么除了能夠傳送壓力和溫度讀數(shù)之外，還能夠傳送輪胎參數(shù)信息。

然而，在例如輪胎這樣的封閉系統(tǒng)中，如果考慮到與外部能量源的連接，那么上述各方案難以可靠地實(shí)施。必須替換和/或裝載外部能量源來恢復(fù)輪胎內(nèi)系統(tǒng)電子設(shè)備（諸如測量電子設(shè)備和/或用于收集、保存和/或?qū)y量結(jié)果進(jìn)行無線報告的發(fā)射器等）的功能。在外部能量源的應(yīng)用即便不是完全不可能但至少是十分困難的系統(tǒng)條件下，就需要內(nèi)部能量源。

然而，盡管在世界上能量是以多種形式圍繞在我們周圍，但是這樣的松散能量（loose?energy）（有時也稱作退化能量）的利用是個問題，尤其在例如轉(zhuǎn)動的輪胎內(nèi)部這樣的封閉系統(tǒng)中是個問題。這樣的能量的量對于數(shù)字電子設(shè)備的許多用途而言是足夠的，但是就根據(jù)已知的技術(shù)本身而言，除了所要獲得的非常低水平的能量收益之外，還沒有發(fā)現(xiàn)用于發(fā)掘這樣的能量的實(shí)施方式和/或?qū)⒖色@得的能量轉(zhuǎn)換成可利用形式的實(shí)施方式，因而在輪胎結(jié)構(gòu)中所涉及到的電子設(shè)備可能不是切實(shí)可行的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例解決了涉及能量采集的現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述這些問題，本發(fā)明的實(shí)施例即使不能完全地解決，至少以新的方式提供了緩解方案。

根據(jù)本發(fā)明的采集器的特征是有關(guān)采集器的獨(dú)立權(quán)利要求的特征部分所指出的特征。

根據(jù)本發(fā)明的采集器矩陣的特征是有關(guān)采集器矩陣的獨(dú)立權(quán)利要求的特征部分所指出的特征。

根據(jù)本發(fā)明的采集器矩陣系統(tǒng)的特征是有關(guān)采集器矩陣系統(tǒng)的獨(dú)立權(quán)利要求的特征部分所指出的特征。

根據(jù)本發(fā)明的采集器模塊的特征是有關(guān)采集器模塊的獨(dú)立權(quán)利要求的特征部分所指出的特征。

根據(jù)本發(fā)明的輪胎的特征是有關(guān)輪胎的獨(dú)立權(quán)利要求的特征部分所指出的特征。

根據(jù)本發(fā)明的鞋類的特征是有關(guān)鞋類的獨(dú)立權(quán)利要求的特征部分所指出的特征。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，一種把能量從機(jī)械領(lǐng)域轉(zhuǎn)換到電氣領(lǐng)域的采集器包括：

至少一個慣性體；

至少一個梁；

支撐所述至少一個梁的支撐體；和

轉(zhuǎn)換器裝置，