CN101229762A - 遥测装置和轮胎压力监测系统 - Google Patents

Abstract

遥测装置(100)设置用于固定在气胎内，其包括用于测量轮胎内压力和温度的传感器以及用于将测量数据传输到远距离位置的车载显示器上。装置(100)包括支撑在外壳(112)中、具有设置用于与元件(114)接触的驱动器(136)以响应轮胎旋转期间作用在驱动器(136)上的外力的压电元件(114)。轮胎每旋转一转，通过元件(114)的形变产生电荷的周期脉冲。装置(100)包括当测量和传输数据时控制储存电荷的消耗并设置为根据轮胎的旋转速度改变来自装置(100)的数据传输速度的控制装置。

Description

遥测装置和轮胎压力监测系统

本申请是申请号为200380104137.1的中国发明专利申请(申请日：2003年10月01日；发明创造名称：遥测装置)的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于轮胎监测设备的遥测装置和轮胎压力监测系统。

背景技术

众所周知的是提供一种用于测量汽车轮胎内压力的轮胎监测设备。轮胎监测设备还可以测量轮胎环境内的其他参数，如轮胎的局部温度。测量的数据通过如无线电波连接传输到汽车舱，其在显示到汽车驾驶员前经过电子处理。这样可以使传输数据的接受者监测轮胎条件的变化，例如，减少损坏汽车的轮胎，或预测轮胎的失效。这在汽车高速行驶时具有特别大的优点，这是因为当轮胎内的环境处于最坏时，最有可能损坏轮胎，其最终将最大程度地伤害汽车的乘员。

大多数现有轮胎监测设备使用电池作为电源，其位于车轮上或在轮胎内。此设置具有几个不理想的限制，例如，可以容纳在轮胎内的电池寿命和尺寸或重量的限制。其还可能具有进一步在下述情况下的不理想的撞击作用，如果由于重量的原因可获得的电源有限，那么能够被中继处理的数据传输的数量和频率将受到限制。

发明内容

本发明的目的之一在于降低或充分避免指出的缺陷。

根据本发明，其提供一种用于轮胎监测设备的遥测装置，所述遥测装置包括外壳，其具有用于测量关于遥测装置的局部环境数据的传感器装置、用于将测量的数据传输到远处位置的传输装置、响应轮胎的旋转适于产生和储存电荷用于将电力提供给装置的压电发电器，以及用于控制传感器装置和传输装置的控制装置，其中控制装置设置为根据轮胎的旋转速度改变来自遥测装置的数据传输速率。压电发电器设置为轮胎每旋转一转产生至少一个电荷脉冲，而控制装置适合于监测产生的脉冲的数量和/或频率，以便确定适当的数据传输速率。

控制装置适合于在已经检测预定的脉冲数后起动局部环境的监测和测量数据传输。

在优选实施方式中，外壳适合于固定到轮胎的内壁。

外壳的外表面具有适合于连接到汽车轮胎的弧形内表面的基本弧形轮廓。

外壳的外表面可以包括用于与汽车轮胎的内部图形互补结合的外部形状。

在优选实施方式中，外壳可松开地固定到适合于通过例如夹子连接到轮胎内壁的底脚上。底脚包括在使用时用于使空气绕外壳运动的空气通道。

在优选方式中，传感器装置包括至少一个压力传感器和/或温度传感器。

便利的是，驱动器可移动地固定在外壳中并适合于在离心力下与压电元件接触。

本发明还提供一种用于车辆轮胎的轮胎压力监测系统，所述系统包括：安装在轮胎内部的压电发电器、用于监测轮胎内的环境参数的传感器电路、和用于从传感器电路传输数据的传输电路，其中压电发电器包括用于在离心力作用下偏转压电元件的致动块，并且压电发电器被设置成用于给传感器电路和/或传输电路产生电力。

本发明的优点在于提供了一种适用于从旋转气胎内的恶劣环境内测量和传输数据的遥测装置。从轮胎内测量和传输数据可以用于轮胎内的正常操作条件，例如，用于检测轮胎的潜在失效或爆胎。

附图说明

下面将参照相应的附图，通过实施例的方式对优选实施方式进行具体说明，其中：

图1是显示根据本发明优选实施方式具有发电器的胎内电力/传感器或遥测装置的分解透视图；

图2是显示图1所示装置处于装配、静止位置的局部截面视图；

图3是显示图2所示装置的透视图；

图4是显示形成图1到3所示装置的部分的压电圆盘和黄铜固定件的平面视图；

图5a是显示发电器元件之间相互关系的方框图；

图5是显示根据本发明优选实施方式的与低电力消耗协议有关的步骤，用于控制从图1到3所示的装置的测量和数据传输的流程图；

图6是显示根据本发明另一优选实施方式的遥测装置另一实施方式的透视图；

图7是显示从上面看图6所示的装置的分解透视图；

图8是显示从下面看图6和7所示的装置的分解透视图；

图9是显示图6到8中所示的装置的截面视图；

图10是显示图6到9中所示的装置在使用气胎时的端视图；以及

图11是显示图10所示装置的侧视图。

具体实施方式

参照图1到4，发电器/传感器装置总体上用10表示，用于在轮胎监测设备中使用。装置10包括由加强的喷射注模复合材料制作、用于固定并适用于承受车用气胎恶劣环境的外壳12。虽然外壳12说明为复合材料注模形成，但可以使用任何适合的材料。

外壳12具有为中空外凸形状的基座或底脚16，在图2中表示为C，用于连接到汽车轮胎的对应的弧形内表面。基座16限定了具有内基座壁20，图1中表示为18的腔体。

装置10包括具有半径R的压电圆盘14形式的压电元件11，其居中地固定在半径大于R的黄铜支撑圆盘15上。元件11固定在外壳12中用于产生电力以操作装置10内的电路。

外壳12的基座16包括两个相对凹槽22，用于支撑黄铜圆盘15的外围部分，其中之一可以从图1中清晰地看到。当支撑在基座16上时，黄铜圆盘15的中心部分间隔基座壁20一小段距离。盖26容纳在基座16上，其覆盖支撑在凹槽22上的黄铜圆盘15的外围部分，以便圆盘沿两个边部分47夹在盖26和凹槽22之间。

罩28设置在盖26上，罩包括延伸通过盖26中的中心孔27的中心成型部分30。

印刷电路板(PCB)32固定在罩28上的外壳12中。如图5a所示，PCB 32包括微处理器、射频(RF)发射机、包括压力和温度传感器的压力和温度传感器电路、以及形成轮胎监测设备的一部分的监控和控制电路。PCB 32还包括用于将来自压电陶瓷圆盘14的交流输出转换为直流输出的整流器；一系列电容形式的能量储存元件，其储存来自整流器的直流输出以备需要，以及设置用于调整电容器电压输出的DC-DC控制器。此装置10使用超低泄漏型电容器，以保证尽可能保持高比例产生电荷，以保持内部泄漏降到最低。

PCB 32通过未示出的两条电线与压电陶瓷圆盘14电连通，并通过灌注混合物34固定在罩28周围，以在安装或运输期间保护PCB 32免受旋转气胎内恶劣环境的影响。灌注混合物34可以为任意适合的形式，但在此实施方式中为两部分环氧粘合剂。

驱动器36设置在压电陶瓷圆盘14、盖26和罩28之间，驱动器由整体形成的底脚38和杆40组成。杆40延伸进罩28的中心成型部分中并包括中心孔42。从图2中可以清晰地看出，底脚38包括整体形成的延长凸出部分或凸出前端44，其与压电陶瓷元件接触。如图4所示，凸出前端44径向延伸穿过压电元件11，其显示了凸出前端44在压电元件11上的接触面积以及圆盘15在基座16上的支撑面积47。可以清晰地看出，压电元件11设置成基本为简单支撑杆，通过凹槽22支撑在基座16中的一侧，并通过驱动器36的凸出前端44在其相对侧接触。

驱动器36通过穿过罩28的螺丝钉46连接到罩28，且固定地容纳在杆40的孔42中。基座16通过穿过基座16的角并固定容纳在盖26中的四个螺丝钉48连接到盖26。

此结构设置为以便压电元件11可以在驱动器36的影响下向下形变(如图2所示)，其将在后面更具体地说明。然而，压电元件11的最大形变量通过黄铜圆盘15的下侧和内基座壁20之间的距离予以限制，在图1到4的实施方式中设定为0.4mm。因此，可以避免可能损坏元件11的结构和产生电荷容量的元件11的过度形变。外壳12内的驱动器36在相对方向、即从图2的上方看垂直远离压电陶瓷圆盘14方向的运动通过盖26的壁27进行限制。在图1到4的实施方式中，当发电器10在图2所示的静止位置时，驱动器36的底脚38的上侧和盖26的壁27之间的最大距离为0.6mm。因此，外壳12内的驱动器36的最大移动距离在图1到4的实施方式中为1mm。外壳12内的驱动器36的此最大移动距离设定为预定的低值，以保护由于在使用时驱动器36在压电圆盘14上表面上的形变和/或冲击造成的压电陶瓷圆盘14的损坏。应该理解，驱动器的最大移动和压电陶瓷元件的形变可以限制为适合于保护整体结构和压电元件产生电荷容量的任何距离。

如上所述，根据本发明的优选实施方式，与压电陶瓷圆盘14相关的与PCB 32的元件组合的压电陶瓷圆盘14的结构形成发电器的一部分，以用于为装置10的电路提供电力。

现在将通过实施例的方式说明发电器的操作，其中通过将外壳12的基座16的外表面连接到轮胎内表面的对应弧形轮廓，装置10固定在汽车轮子的气胎上，且其中装置10包括任何已知适合结构的压电陶瓷圆盘14。

可以清晰地看出，圆盘14的机械激励产生电压。结果基本为线性，即，产生的电场直接随着施加的机械应力变化，且与方向相关，以便压缩和拉伸应力产生相对极性的电压。

罩28、PCB 32、灌注混合物34以及驱动器36在使用时作为单一装置块作用在圆盘14上，即，罩、驱动器、电路以及灌注混合物起到合成驱动块的作用。当轮子旋转时，离心力作用在罩28、PCB 32以及灌注混合物34上，其迫使驱动器36在压电元件11的方向径向向外。此在驱动器36上的离心作用使得压电元件11形变，典型情况是，其从当轮子不旋转时的静止位置在中心区域的0.2到0.4mm之间形变。由于压电元件11只起到支撑杆的作用，且驱动器36的凸出前端44与圆盘14在用于黄铜圆盘15的支撑区域之间的中心位置45接触，所以，形变为黄铜圆盘15的两个支撑区域47之间的圆盘14和15的均匀弯曲的形式。

可以理解，当汽车运动时，邻接装置10的轮胎的外区域沿汽车运行的表面接触，轮子每旋转一圈接触一次。此接触使邻接装置的轮胎区域变形，最终以压电元件11变形的形式通过驱动器36将变形传输到发电器。因此，当轮子在公路表面旋转期间，压电圆盘14经过机械激励的变化，从而每个激励导致通过压电圆盘14产生势能差。此过程参照旋转轮设定在下面，从邻接装置10的轮胎区域向与公路表面接触的方向移动的位置开始。

如上所述，随着轮子的旋转，在由罩28、PCB 32以及灌注混合物34的离心作用下，驱动器36与压电圆盘14接触。因此，在通过驱动器36传输的离心力作用下，压电圆盘14经受基本恒定的挤压形变。当轮子进一步旋转时，邻接装置10的轮胎区域与公路表面接触并变形。此变形导致在与公路表面接触点区域的轮胎减速，使得经过驱动器36的离心力突然降低，造成几乎瞬时基本为零。此离心加速的变化造成在驱动器36的作用下通过压电圆盘14的形变降低，并产生连通到PCB 32的电荷的第一脉冲。

当轮子继续旋转时，在邻接装置10的轮胎区域移动远离与公路表面接触的瞬时，邻接装置10的轮胎的加速突然增加，其导致经过驱动器36的离心力的瞬时增加。因此，如上所述，在驱动器36、罩28、PCB 32以及灌注混合物34的离心作用下，压电圆盘14再次产生形变，产生与上述第一脉冲相对极性且连通到PCB 32的电荷的第二脉冲。

因此，在轮子旋转一转期间，快速连续地产生相对极性电荷的两个脉冲，构成一个交变电流输出。整流器将交流输出整流成直流输出，并储存在电容器中，作为轮胎监测设备的电力使用。轮子每转一转，就产生少量的储存电荷，典型情况是5-10毫微库仑。

除了由于与公路表面接触轮子每转一转产生储存的电荷外，装置10还将另外的激励力传输到压电元件14，例如，由于公路表面缺陷的振动造成的加速/减速，或轮子本身的不平衡力。如上所述，如果激励足够产生使压电圆盘14挤压形变，则将产生额外储存的电荷并储存在电容器中。

在某些情况下，如上所述，作用在汽车轮胎内部装置10上的力将不能充分使压电圆盘14均匀弯曲。取而代之的是，变形将在紧邻驱动器且与驱动器接触的点为圆盘14的结构局部“挤压”的形式。在操作中，圆盘结构的局部“挤压”也在穿过元件11的截面上产生势能差，以用于产生基本为上述的电荷。

装置10的特殊优点在于控制电路作为用于压电元件11的驱动块使用。在说明的实施方式中，罩28、PCB 32以及灌注混合物34的重量作为单一装置操作以起到用于压电圆盘14的驱动块/激励器的作用，而不需要任何额外的块。因此，整体上减少了发电器的重量，以最大限度地减少由于邻接固定在汽车轮胎中区域的装置11造成的局部磨损，因此，降低了出现在轮胎面中的局部秃点的可能性。

基座16的外表面C可以包括用于与汽车轮胎的内部图形互补结合的外部轮廓，以进一步限制使用时轮胎上的局部磨损作用。

为了利用发电器产生的少量电力并去除备份电池以提供给轮胎监测设备电力的需要，超低的电力消耗协议用于控制通过电容器储存的电力消耗。

现在将通过实施例的方式说明轮胎监测设备的操作，说明实现的步骤以保证实现最佳的低电力协议，参照图5，以监测设备的“睡眠”模式开始。如上所述，轮胎监测设备包括具有压电发电器的装置10、微处理器、射频(RF)发射机、压力和温度传感器电路、以及监控和控制电路。

实施例1

步骤1

微处理器在“睡眠”模式，其中除监测器电路之外，所有的内部处理为暂停，用于监测微处理器的“唤醒”要求。在此实施方式中，监测器电路监测位于电力/传感器装置中的微处理器外部的液晶振荡器形式的外部参考时钟。因此，在睡眠模式中，大多数微处理器电路为不能运行状态，且轮胎监测设备的能量消耗在最低状态，例如接近24微安培的供给电流。

步骤2

在预定时间后，在此实施方式中为60秒，监测电路“唤醒”微处理器。当“唤醒”时，微处理器从外部时钟转换到内部电阻电容振荡器形式的内部时钟。实现此转换可促进模拟到数字转换的更高速度操作，以及接下来汽车监测设备使用的计算。此转换还将电力传输到微处理器的内部电路上，其允许用于微处理器的主要程序并可以使微处理器进入测量和控制阶段。

步骤3

一旦微处理器已经“唤醒”，电力提供到温度和压力传感器电路。当微处理器测量轮胎内的局部压力和温度后，经过规定时间后，在此实施方式中为0.5毫秒，有利于传感器电路的设置。这些值储存在微处理器内，且瞬时消除传输到传感器电路的电力。

步骤4

储存的压力和温度值与传感器识别和周期的冗余校验链接在一起以形成数据包，用于传输到汽车内的接收器装置/显示装置。

步骤5

然后，微处理器从内部时钟转换回到外部时钟。此改变用于保证通过射频(RF)连接的数据传送的精确时间信号，由于外部时钟为石英晶体时间参考装置，其保证比内部时钟获得更高的绝对频率精确度。

步骤6

微处理器设定控制线到3v的逻辑高值，其允许使用RF发射机，因此使其发射射频载波。经过接近1毫秒的设定时间，有利于在从PCB 32传输数据前设定发射机元件。用于偏置射频数据限制器的模拟位组合格式与传感器识别和用于周期的冗余校验链接。传输的数据为调制到433MHz无线电波的用于传播到接收器装置的频率。

步骤7

传输数据并瞬时抑制传输到RF接收器的电力，微处理器重新进入‘睡眠模式’的点。

因此，通过利用上述实施例1-7步骤说明的低电力协议，轮胎监测设备只利用了来自发电器的最少量电力传输轮胎内局部压力和温度的读数。当使用后，参照上述步骤2，微处理器保持在睡眠模式预定的周期，参照图1到4的说明，同时储存在电容器中的能量通过压电陶瓷圆盘14的激励重新充电。因此，利用步骤1-7的连续循环，轮胎监测设备可以利用压电陶瓷圆盘14产生的少量电荷监测轮胎的局部条件，而不需要提供备用电池。连续循环在轮胎正常操作条件期间非常有利，从而可以监测表示轮胎潜在问题或失效的轮胎压力和温度的任何改变，例如，以排除爆胎。这在汽车高速行驶时特别有利。

重要的是，在用于遥测装置协议中有三方面相互关联的临界因素，在压电元件的电荷产生量、电荷储存尺寸和效率、和通过发射机“起动”时间控制的RF发射机的可靠性之间。对于规定形式的压电元件，具有用于发电器的最佳电荷容量以及用于RF发射机的最佳发射时间。压电元件必须具有足够的电荷产生以克服储存电容器的阻抗，且电容器必须具有足够的电容以保持需要进行测量/发射周期的电荷要求，RF发射机“起动”时间即当发射机为激活且发射时，必须具有足够的电荷以在储存的能量消耗尽之前传输数据的最大周期以及在RF连接的可靠性为副作用下的最小周期之间保持最佳。如果传输时间在最佳周期之外延伸，则数据传输的有效频率减少到规定的容量。

用于轮胎监测设备中相对汽车每个轮胎的每个传感器电路传输到车载接收器装置的数据在显示装置上显示给汽车驾驶员。  显示装置可以利用可视化数据和/或通过视听装置显示，例如连接到汽车中的视听系统告诉驾驶员。

汽车的每个轮胎/车轮都通过相对位于该轮胎内具体传感器的独特识别特征标识。此识别特征还表现在与来自轮胎内传感器的数据组合的显示装置上。在汽车轮子移动到汽车另一位置的情况下，其仍然可以与显示装置上的相关信息相关。适合的识别特征包括色彩编码符号和α数字符号。

每个传感器都具有唯一的电子序号，其有助于无线传输数据的安全。唯一的电子序号还可以起到用于标签特征的作用以用于安全及防止伪造的目的。

参照发电器的优选实施方式，已经说明了可储存电荷通过汽车车轮每旋转一圈由压电元件产生的情况，因此，可以清晰地看出，电荷的产生正比于汽车的运行速度。在以上电力消耗协议的实施例中，从轮胎监测设备的数据传输和用于测量和传输另外读取的微处理器“唤醒”之间的时间延迟设定为预定值。在缓慢运行的汽车中，在预定时间周期内产生和储存的电荷小于在同样的时间周期中以更快的速度运行的汽车产生和储存的电荷。因此，微处理器“唤醒”之间的时间间隔设定为预定值，选择为产生和储存足够的电荷以用于缓慢运行的车辆，例如，25kmh的轮胎的参数的测量和传输。

然而，随着汽车速度的增加，电荷产生的速度也增加。因此，要求产生足够的电荷以使轮胎监测系统测量和传输轮胎参数的时间周期减少。

为了获得此优点，需要改进上述低能量协议以便微处理器为从相对汽车的速度或储存在电容器中电荷的状态的函数的间隔的其睡眠模式“唤醒”，其可以使数据传输正比于汽车速度的变化。

下列实施例显示了操作的优选实施方式，其中从轮胎监测设备的数据传输速度正比于汽车速度，基本与上述实施例1相同，监测系统在“睡眠”模式开始。

实施例2

步骤1

如上所述，当车轮旋转时，每旋转一转，通过发电器产生储存的电力输出。在此实施例中，此发电器的特征用于监测汽车的速度和/或电容器电荷的状态。每个储存电力输出的一少部分都为调制信号以考虑在轮子旋转期间压电圆盘14经受的电力的误触发，例如，由于路面的不完整造成的振动引起的加速/挤压形变。然后，将调制的信号供给到微处理器中的中断电路，其即刻从睡眠模式唤醒微处理器并增加微处理器中的计数器。然后，微处理器马上返回到睡眠模式。

步骤2

现在已经知道轮子每旋转一转产生的平均电荷和足够测量和传输来自装置10的储存的电荷值的数据。因此，可以计算出要求用于电容器的计数器的“中断”或增加数以存储足够的用于测量和传输来自设备的数据的电荷。因此，当轮子旋转预定转数后，例如50转，微处理器可以设定为基本与实施例1的步骤2所述相同的“唤醒”，在此点，电力起动微处理器的内部电路，其允许使用微处理器的主程序并使微处理器进入测量和控制状态。

微处理器的内时钟监测完成预定转数花费的时间。因此，可以从经过的时间计算出在时间周期内的汽车平均速度值以及交叉参考与车轮直径相关的数据表计算出经过的距离。

步骤3

如实施例1所述，一旦微处理器已经“唤醒”，则电力将提供到温度和压力传感器电路。当微处理器测量轮胎内的局部压力和温度后，经过规定的时间，例如500毫秒，有利于传感器电路的设置。这些值储存在微处理器内，且瞬时地消除传输到传感器电路的电力。

步骤4

如实施例1的步骤4所述，储存的压力和温度值与传感器识别和周期冗余校验以及步骤2期间计算的速度值链接。

接下来的步骤5到7基本与以上实施例说明的步骤5到7同样进行。

由于数据传输的速度与汽车的速度成正比，因此，此操作模式主要对已知的轮胎监测设备进行了安全改进，其中根据汽车的速度进行信息传输和定期更新。此具有的特殊优点在于更容易监测出轮胎的灾难性失效，这在汽车高速行驶中可能造成更严重的后果。装置10在汽车高速行驶时比在低速行驶时更经常地定期更新，例如，通过警告司机汽车轮胎的任何消气从而改进汽车的安全性。

根据本发明另一实施方式的电力/传感器或遥测装置在图6到11中显示为100，其基本与上述装置10相对应。

如图6所示，装置100包括外壳112，其由基座部分116和固定在基座部分116上的罩128组成。外壳112可拆除地固定在由橡胶或任何适合的材料制作的弹性基座或底脚151上。一对弹性夹臂153转动地设置在底脚151上，用于与外壳112的基座部分116上的成型部分117弹压配合作用。例如，装置100可以通过从其与成型部分117的作用撤除臂153以方便地从底脚151拆除，用于使用新的底脚151以修理或安装在另一轮胎中。

如图10和11所示，底脚151适用于永久地固定到轮胎的内表面159并可以在使用后与轮胎一起处理掉。在底脚151中设置了两个空气通道155，其具有在使用时允许空气绕装置100运动以及设置充分柔性的底脚以有助于对装置100内部元件的保护和吸收冲击的双重作用，同时将旋转期间轮胎的弯曲传播到装置100的内部元件。

底脚151总体上为椭圆并具有比外壳112的基座部分116更大的表面面积。底脚151的形状和尺寸设计为在轮胎上传播装置100的载荷，以减少装置100区域中不利轮胎的磨损，另外还希望当在轮胎内设置局部块时，装置100的质量在30-50克之间的区域。

参照图7到9，将具体说明外壳112和装置100内部元件的内部结构。

主要参照图1到4的说明，装置100包括固定在黄铜支撑盘115上的压电元件114。外壳112的基座部分116限定通过基座壁120和外壁121形成的隔间。凹槽122形成于外壁121中，用于支撑一部分黄铜圆盘115的外围。当支撑在基座部分116上时，黄铜圆盘115的中心部分间隔基座壁120一段距离。在此实施方式中，设置了延伸过部分凹槽122的分隔片123，用于与黄铜圆盘115的外围作用，以保持黄铜圆盘115，从而使压电元件114保持在基座部分116上。

装置100包括限定腔体137的整体件铸造的驱动器136，其可移动地固定在外壳112中。对应于参照图1到4所述的PCB 32的印刷电路板或PCB(未示出)固定在腔体137中。PCB通过电线(未示出)与压电陶瓷圆盘114电连通，其在腔体137的地板上穿过孔139。PCB通过灌注混合物(未示出)在装置100安装和搬运期间保护PCB牢固地位于驱动器136上，并在使用时防止旋转气胎内的恶劣环境。

从图8可以看出，延长凸出部分或凸出前端144形成于驱动器136的下侧。从图9可以看出，在外壳112中的正常静止位置，凸出前端144与压电陶瓷元件114接触。在静止位置，驱动器136的下侧与基座部分116的内表面间隔接近0.3mm的一段距离。

在使用中，压电元件114在驱动块的作用下在基座壁120的方向挤压形变，因此，可以清晰地看出，最大的挤压形变限制为接近0.3mm，当驱动器136的外围与内表面141接触时。此最大挤压形变被限制以保护压电元件114免于受到过大的弯曲，并可以为任意适合的距离，例如在0.2和0.5mm之间。可以清晰地看出，PCB元件和灌注混合物形成部分用于具有驱动器136的压电元件激励的驱动块。

外壳112由塑料喷射注模形成并适合于承受汽车气胎内的恶劣环境。压电陶瓷圆盘114、驱动器136以及控制电路形式为在本发明优选实施方式中使用的发电器的一部分。

装置100的操作基本与装置10相同，因此，如上所述，装置100的操作在此不作重点说明。

总之，可以清晰地看出，装置10、100每个都作为遥测装置，其可以测量和传输位于装置附近相关轮胎条件的数据。

通过可以永久连接到轮胎的牺牲底脚151将轮胎中的遥测装置固定到轮胎的内表面的主旨概念不局限于上述具有压电发电器的装置的应用。底脚可以与任何适合的遥测装置一起使用。因此，申请人可以以独立权利要求保护此主旨概念。

Claims (12)

1.一种用于轮胎监测设备的遥测装置，所述遥测装置包括外壳，其具有用于测量有关遥测装置的局部环境的数据的传感器装置、用于将测量的数据传输到远处位置的传输装置、响应轮胎的旋转适于产生和储存电荷用于将电力提供给装置的压电发电器，以及用于控制传感器装置和传输装置的控制装置，其中控制装置设置为根据轮胎的旋转速度改变来自遥测装置的数据传输速度。

2.根据权利要求1所述的遥测装置，其特征在于：

压电发电器设置为轮胎每旋转一转产生至少一个电荷脉冲，而控制装置适合于监测产生的脉冲的数量和/或频率，以便确定适当的数据传输速率。

3.根据权利要求2所述的遥测装置，其特征在于：

控制装置适合于在已经检测预定的脉冲数后起动局部环境的监测和测量数据传输。

4.根据权利要求1到3中任何一项所述的遥测装置，其特征在于，外壳适合于固定到轮胎的内壁。

5.根据前面所述权利要求的任何一项所述的遥测装置，其特征在于：

外壳的外表面具有适合于连接到汽车轮胎的弧形内表面的基本弧形轮廓。

6.根据前面所述权利要求的任何一项所述的遥测装置，其特征在于：

外壳的外表面包括用于与汽车轮胎的内部图形互补结合的外部轮廓。

7.根据权利要求1到4中任何一项所述的遥测装置，其特征在于：

外壳可松开地固定到适合于连接到轮胎的内壁的底脚上。

8.根据权利要求7所述的遥测装置，其特征在于：

外壳通过夹子装置可松开地固定到底脚上。

9.根据权利要求7或8所述的遥测装置，其特征在于：

底脚包括在使用时用于使空气绕外壳运动的空气通道。

10.根据前面所述权利要求的任何一项所述的遥测装置，其特征在于：

传感器装置包括至少一个压力传感器和/或温度传感器。

11.根据前面所述权利要求的任何一项所述的遥测装置，其特征在于：

驱动器可移动地固定在外壳中并适合于在离心力下与压电元件接触。

12.一种用于车辆轮胎的轮胎压力监测系统，所述系统包括：安装在轮胎内部的压电发电器、用于监测轮胎内的环境参数的传感器电路、和用于从传感器电路传输数据的传输电路，其中压电发电器包括用于在离心力作用下偏转压电元件的致动块，并且压电发电器被设置成用于给传感器电路和/或传输电路产生电力。

Images