專利名稱:饋電于車(chē)輪上用于輪胎監(jiān)測(cè)裝置的電路的制作方法
本發(fā)明涉及監(jiān)測(cè)車(chē)輪工況的監(jiān)測(cè)裝置。更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明涉及的系統(tǒng)用于將電能饋送到使用車(chē)輪上的電能的若干裝置的不同單元上。
汽車(chē)輪胎的工作情況是復(fù)雜，其監(jiān)測(cè)事項(xiàng)不能減少到僅檢測(cè)其中一個(gè)或多個(gè)臨界值。因此需要把轉(zhuǎn)動(dòng)輪胎上監(jiān)測(cè)的一個(gè)或多個(gè)變量的檢測(cè)傳送到汽車(chē)架上，這一點(diǎn)非常重要;而這最好是測(cè)出輪胎的任何角位置。采用有源元件進(jìn)行測(cè)量時(shí)，必須在汽車(chē)輪上裝設(shè)電源。電源可以是電池或用任何適當(dāng)裝置進(jìn)行充電、具有足夠電容量的電容器。2，529，513號(hào)法國(guó)專利申請(qǐng)中提出的輪胎監(jiān)測(cè)裝置就是采用電池作電源的一個(gè)例子。歐洲45，401號(hào)專利則是采用電容器充電作為電源的一個(gè)例子;其中，電能從車(chē)架傳送到車(chē)輪是用兩個(gè)線圈以電感耦合的方式進(jìn)行的一個(gè)線圈裝在車(chē)架上，另一個(gè)線圈裝在車(chē)輪上。
輪胎監(jiān)測(cè)裝置采用有源元件時(shí)，在汽車(chē)輪上可能設(shè)有電能儲(chǔ)存單元(電池或電容器連同其充電裝置)、變換器單元和信號(hào)輸送單元。變換器單元用以將測(cè)出的變量值變換成電信號(hào)。信號(hào)輸送單元相對(duì)于變換器單元來(lái)說(shuō)，是一個(gè)耗能單元，也就是說(shuō)，是一個(gè)消耗大量電能把信號(hào)從車(chē)輪傳輸?shù)杰?chē)架的單元;信號(hào)傳輸通常是用電感耦合的方式進(jìn)行的。
無(wú)論采用哪一種方式儲(chǔ)存電能，重要的是，必須盡量減少在車(chē)輪上的耗電量。用電池作電源時(shí)，這一點(diǎn)很重要，這樣可以避免過(guò)早地?fù)Q新電池。用電容器作電源時(shí)，這一點(diǎn)更是關(guān)鍵問(wèn)題。迄今通用的節(jié)能措施是采用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管等低耗能元件。
本發(fā)明的目的是保證盡量合理地使用汽車(chē)輪胎上所需用的電能。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是以電容器作為儲(chǔ)能裝置，用電感耦合的方式從汽車(chē)車(chē)架供電給車(chē)輪進(jìn)行充電時(shí)，盡快地完成最佳的充電過(guò)程。
根據(jù)本發(fā)明，一種系統(tǒng)用于將電能饋送給緊固在車(chē)輪上一裝置的各電路中，以監(jiān)測(cè)汽車(chē)輪胎的工況，電能從汽車(chē)車(chē)架傳輸至車(chē)輪，是用兩個(gè)線圈以電感耦合的方式進(jìn)行的一個(gè)線圈接到車(chē)架上，另一個(gè)線圈接到車(chē)輪上。電能的儲(chǔ)存采用至少一個(gè)電容器。電容器由裝在車(chē)輪上的線圈通過(guò)整流器充電，并給有關(guān)電路供電。其特征是該系統(tǒng)包括能響應(yīng)電能從車(chē)架傳輸至車(chē)輪的裝置，以切斷該電路與該電容器的聯(lián)系。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是不管采用什么電能儲(chǔ)存方式，即使所傳輸?shù)男盘?hào)為脈沖形式始終以最小的能耗傳輸該信號(hào)。這里“脈沖信號(hào)”是指一種矩形波，其含有被觀測(cè)變量測(cè)量值的“參數(shù)”為此信號(hào)處于高電平時(shí)的周期寬度和此信號(hào)處于低電平時(shí)的周期寬度，或者為此二周期寬度之一及該信號(hào)的周期比。
根據(jù)本發(fā)明，一種系統(tǒng)用于將電能饋送給緊固在車(chē)輪上一裝置的線圈上以監(jiān)測(cè)汽車(chē)輪胎的工況。所需的電能用儲(chǔ)能裝置積蓄。該監(jiān)測(cè)裝置具有轉(zhuǎn)換器單元和脈沖信號(hào)輸送單元。轉(zhuǎn)換器單元的作用是用于檢測(cè)并以脈沖信號(hào)的形式對(duì)至少一個(gè)被測(cè)變量的值進(jìn)行編碼。脈沖信號(hào)輸送單元用兩線圈以電感耦合的方式傳輸該脈沖信號(hào)一個(gè)線圈裝在汽車(chē)車(chē)輪上，另一個(gè)線圈裝在車(chē)架上。其特征是該信號(hào)輸送單元包括具有下列作用的裝置當(dāng)該脈沖信號(hào)具有上升沿和下降沿時(shí)將儲(chǔ)能裝置與和車(chē)輪相接的線圈連接，在其它情況下則切斷儲(chǔ)能裝置。
通過(guò)附圖可以更清楚地了解本發(fā)明的內(nèi)容和理解本發(fā)明的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。
圖1是輪胎監(jiān)測(cè)裝置的配置示意圖。
圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的示意圖。
圖2a至圖2d是說(shuō)明圖2電路工作情況各主要信號(hào)的時(shí)間關(guān)系曲線。
圖3是圖2電路的另一種實(shí)施方案。
圖4是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的示意圖。
圖4a至圖4e是說(shuō)明圖4電路工作情況各主要信號(hào)的時(shí)間關(guān)系曲線。
圖5是圖4電路的另一種實(shí)施方案。
圖5a至圖sd是說(shuō)明圖5電路工作情況的各主要信號(hào)的時(shí)間關(guān)系曲線。
圖1表示輪胎監(jiān)測(cè)裝置各部分的配置圖，但并非唯一的配置方式。線圈2設(shè)在車(chē)輪1上，與車(chē)輪1同心。輪胎殼3中有一個(gè)附件，它至少由一個(gè)電容器、一個(gè)變換器單元和一個(gè)信號(hào)輸送單元組成。電容器用以積蓄以電感耦合方式從汽車(chē)車(chē)架傳輸?shù)碾娔?。變換器單元和信號(hào)輸送單元?jiǎng)t接到同一個(gè)線圈上。在非轉(zhuǎn)動(dòng)部件上配置有單個(gè)線圈或兩個(gè)線圈。單個(gè)線圈既可以向車(chē)輪傳輸電能又可以從車(chē)輪接收編碼信號(hào)。兩個(gè)線圈則以線圈41傳輸電能，線圈42用以接收信號(hào)。線圈的配置位置容許有較大的偏差。但有一點(diǎn)必須嚴(yán)格遵守，即線圈2必須與車(chē)輪同心，這樣，線圈的耦合情況才不受車(chē)輪1的角位置的影響。
從圖2中可以看到接在A、B兩點(diǎn)之間的線圈2，D1、D2、D3和D4組成的第一整流器電橋，齊納二極管Dz和大電容量(例如100微法)電容器C1，這些元件的作用是儲(chǔ)存電能。整流器電橋D1、D2、D5和D6供電給時(shí)間常數(shù)比電容器C1的充電時(shí)間常數(shù)低得多的RC支路。RC支路中的電容器C即通過(guò)有電阻器
的支路放電。比較器61用以檢測(cè)電容器C的充放電情況。比較器61使場(chǎng)效應(yīng)晶體管62一類的開(kāi)關(guān)裝置動(dòng)作，從而接通或斷開(kāi)車(chē)輪1上的電路。在本實(shí)例中，該電路包括用以產(chǎn)生脈沖信號(hào)并以轉(zhuǎn)換器單元的形式存在的編碼電路，就象85/10515號(hào)法國(guó)專利申請(qǐng)書(shū)(對(duì)應(yīng)有美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枺桥c本申請(qǐng)共同提交，代理人的檔案編號(hào)為26762 338/4721)所介紹的那一種。脈沖信號(hào)傳輸單元大致如圖4中的示意圖所示。
圖2a是線圈2端子上的信號(hào)VAB。這可以是，例如，來(lái)自汽車(chē)車(chē)架感應(yīng)在線圈2上的20千赫正弦波信號(hào)。圖2b是電容器C1的端子上經(jīng)齊納二極管Dz整流和削波之后的電壓波Vc1。圖2c是從比較器61上監(jiān)測(cè)的電壓波Vc。該RC回路的特點(diǎn)是時(shí)間常數(shù)小，波形的波動(dòng)程度大。當(dāng)電壓Vc超過(guò)比較器61中給定的參考限定值時(shí)，比較器促使場(chǎng)效應(yīng)晶體管62在電容器C1充電期間不導(dǎo)通。比較器61可用雙極晶體管代替。有了這種供電裝置就可以避免車(chē)輪電路在輸能階段消耗電能。實(shí)際上，在不輸送電能時(shí)所接收的脈沖信號(hào)更易于處理，因?yàn)檫@種情況避免了電信號(hào)的疊加。若在電能傳輸過(guò)程中不對(duì)含測(cè)量值的脈沖進(jìn)行處理，編碼電路和信號(hào)傳輸單元所消耗的電能就白白損失掉，從而不必要地延長(zhǎng)電容器C1達(dá)到最大充電量所需要的時(shí)間。
圖3是上述電路的另一個(gè)實(shí)施方案，其中，電能儲(chǔ)存在兩個(gè)電容器中電容器C11(電容較大，例如為幾十微法)用以供電給裝于車(chē)輪1上電路的模擬元件;另一個(gè)電容器C12(電容值為毫微法級(jí)因而充電快)用以供電給有效控制電氣線路的一個(gè)或多個(gè)邏輯電路。有了二極管D1和齊納二極管Dz1，對(duì)電容器C11的充電就可以單個(gè)交替整流器的方式進(jìn)行。同樣，二極管DE和齊納二極管DZ2保證了電容器C12充電過(guò)程的進(jìn)行。給其它電容器充電的整流器中的齊納二極管管DZ1和DZ2分別保證了電容C11和C12上電壓的削波。電能傳輸階段的檢測(cè)過(guò)程與上面談到的差不多，在此不再贅述。
圖4所示信號(hào)傳輸單元的供電系統(tǒng)是應(yīng)用“抑制不必要電能消耗”原則的又一實(shí)例。變換器單元不僅接到倒相器71上而且也與R2C2支路相連，倒相器71又與R3C3支路相連?！芭c非”門(mén)72接收C點(diǎn)(圖46)和D點(diǎn)(圖4c)上的信號(hào)。這些信號(hào)分別變換器傳送的脈沖信號(hào)V0的微分信號(hào)(見(jiàn)圖4)和反極性脈沖信號(hào)的微分信號(hào)，兩者都沿供電電壓值的縱坐標(biāo)軸偏移。波峰具有超越供電電壓的傾向，但被齊納二極管削掉(見(jiàn)圖2)。圖4b和4c中的虛線表示“與非”門(mén)72的檢波電平?！芭c非”門(mén)72傳送的信號(hào)用以驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置以連接和斷開(kāi)線圈2與電能儲(chǔ)存裝置(即電池或本例中的電容器)之間的聯(lián)系。開(kāi)關(guān)裝置可由場(chǎng)效應(yīng)晶體管組成，其中一個(gè)晶體管81由“與非”門(mén)72的輸出信號(hào)控制(見(jiàn)圖4d)，另一個(gè)晶體管82由經(jīng)反相器73倒相的同一個(gè)信號(hào)控制(見(jiàn)圖4e)。晶體管81和82也可用雙極晶體管代替。在圖2實(shí)施的線路中，整流二極管D1、D2、D3、D4也和電容器C1、齊納二極管Dz一起(見(jiàn)圖2)形成消除線圈2電流中斷時(shí)出現(xiàn)的過(guò)電壓。
脈沖信號(hào)V0含有輪胎中測(cè)出的以編碼形式出現(xiàn)的一個(gè)或多個(gè)變量值。根據(jù)上述85/10515號(hào)法國(guó)專利申請(qǐng)書(shū)，若變換器單元是一個(gè)編碼電路，則溫度用脈沖寬度表示(T＝K1To)，壓力用周期比表示(P=K2(TO)/(TP) )為此需要測(cè)定各時(shí)間間隔。所以從車(chē)輪至車(chē)架只要傳輸下降波前沿位置和上升波前沿位置即可。只要采取適當(dāng)措施，保證周期Tp始終大于周期To，則即使各波前沿位置是以同樣方式傳輸也可使汽車(chē)上的解碼器同步。因此，本發(fā)明的饋電系統(tǒng)將電容器接到線圈僅需的時(shí)間為傳送信號(hào)V0各波前沿的位置。此信號(hào)傳輸單元應(yīng)能促使在線圈2的端子上出現(xiàn)大功率的電波，從而使編碼信號(hào)可以在一定電平下在與汽車(chē)車(chē)架相連的線圈42上感應(yīng)出來(lái)，同時(shí)以最低的能耗實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，而且不是在整個(gè)周期To過(guò)程中，而僅僅是在每次出現(xiàn)波前沿時(shí)才消耗電能。鑒于所傳輸?shù)拿}沖都是同極性的，它們?cè)谄?chē)上解碼器的檢測(cè)是由電子元件本身進(jìn)行的。這樣可以避免制造時(shí)分散布置元件所產(chǎn)生的干擾影響，這也是本發(fā)明系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
作為本發(fā)明的一個(gè)方案，轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)V0的波前沿(上升和下降)可按圖5、5a、5b、5c和5d所示的方式進(jìn)行傳輸。信號(hào)V0(圖5a)加到R5C5支路上。比較器710在倒相輸入端接收參考電壓Vref，在非倒相輸入端接收電壓V+，其時(shí)間關(guān)系曲線如圖5b所示。比較器710產(chǎn)生的信號(hào)W0，如圖5c所示，與V0呈同一波形，但有相移。信號(hào)W0相對(duì)信號(hào)V0的滯后是選擇元件R5和C5函數(shù)。其選擇必須使此滯后遠(yuǎn)小于V0一個(gè)脈沖的寬度To?！爱悺遍T(mén)720一方面接收V0′，另一方面接收W0，而且僅當(dāng)信號(hào)V0或W0(不是兩者在同一時(shí)間)處于高電平時(shí)產(chǎn)生高電平的信號(hào)X′。此信號(hào)X′適于控制晶體管81和82(圖4)之類的開(kāi)關(guān)裝置。
上述具體實(shí)例僅為說(shuō)明本發(fā)明而提出的，而本發(fā)明是可以包括根據(jù)下述權(quán)利要求
范圍提出的一切形式和細(xì)節(jié)上的修改。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)用于把電能饋送給緊固于車(chē)輪上用于監(jiān)測(cè)輪胎工況的裝置的各電路中，其電能從汽車(chē)車(chē)架傳輸至車(chē)輪是采用兩線圈以電感耦合的方式進(jìn)行，一個(gè)線圈接于車(chē)架上，另一個(gè)線圈裝在車(chē)輪上；電能的儲(chǔ)存采用至少一個(gè)電容器，它是由接于車(chē)輪上的線圈通過(guò)整流器供電的，該電容器給有關(guān)電路供電，其特征在于該系統(tǒng)包括能響應(yīng)從車(chē)架至車(chē)輪電能傳輸?shù)难b置以切斷電路與所述電容器的聯(lián)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1提出的饋電系統(tǒng)，其特征在于該裝置包括時(shí)間常數(shù)極小的RC支路，該支路由接至車(chē)輪上的線圈經(jīng)整流器供電，RC支路的電容器經(jīng)電阻支路放電，一比較器用于檢測(cè)該RC支路的充電電平;所述比較器響應(yīng)RC支路電容器的充電電平，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置從而接通或斷開(kāi)所述電容器與所述電路的聯(lián)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2提出的饋電系統(tǒng)，其特征在于電能的儲(chǔ)存采用兩個(gè)電容器，一個(gè)電容器供電給電路中的邏輯單元，另一個(gè)電容器供電給所述電路的模擬元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3提出的饋電系統(tǒng)，其特征在于設(shè)有齊納二極管裝置用以對(duì)所說(shuō)兩電容器的電壓進(jìn)行削波，所說(shuō)齊納二極管裝置也作為整流器元件給所說(shuō)兩電容器中的至少一個(gè)供電。
5.一種系統(tǒng)用于把電能饋送緊固的車(chē)輪上用于監(jiān)測(cè)輪胎工況的裝置的各電路中，其所需電能用儲(chǔ)存裝置積蓄，監(jiān)測(cè)裝置有一個(gè)轉(zhuǎn)換器單元和一個(gè)脈沖信號(hào)傳輸單元，轉(zhuǎn)換器單元用于檢測(cè)并以脈沖信號(hào)的形式對(duì)至少一個(gè)被測(cè)變量的值進(jìn)行編碼;脈沖信號(hào)輸送單元用兩線圈電感偶合的方式傳輸脈沖信號(hào)，其一個(gè)線圈固定在車(chē)輪上，另一個(gè)線圈固定在汽車(chē)車(chē)架上，其特征在于信號(hào)輸送單元包括的開(kāi)關(guān)裝置可響應(yīng)所述脈沖信號(hào)當(dāng)脈沖信號(hào)具有波前上升沿或下降沿時(shí)用以將儲(chǔ)能裝置與接于車(chē)輪上的線圈相連，在其它情況下則切斷儲(chǔ)能裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5提出的饋電系統(tǒng)，其特征在于連接裝置包括“與非”門(mén)，該“與非”門(mén)對(duì)脈沖信號(hào)的微分和反極性脈沖信號(hào)的微分均能響應(yīng)，并配置在其輸出端提供控制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置從而接通或斷開(kāi)儲(chǔ)能裝置和線圈的聯(lián)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5提出的饋電系統(tǒng)，其特征在于連接裝置包括延遲電路和“異”門(mén)裝置，延遲電路產(chǎn)生所述脈沖信號(hào)但異相的信號(hào);“異”門(mén)裝置對(duì)該脈沖信號(hào)和體現(xiàn)所述脈沖信號(hào)但異相的信號(hào)均能響應(yīng)，并作為輸出提供了用于控制開(kāi)關(guān)裝置以接通和斷開(kāi)儲(chǔ)能裝置的信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
5至7中的任一提出的饋電系統(tǒng)，其特征在于開(kāi)關(guān)裝置包括若干場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
9.根據(jù)權(quán)利要求
5至7中任一提出的饋電系統(tǒng)，其特征在于其開(kāi)關(guān)裝置有若干雙極晶體管。
10.根據(jù)權(quán)利要求
5至7中任一提出的饋電系統(tǒng)，其特征在于其儲(chǔ)能裝置包括一個(gè)電池。
11.根據(jù)權(quán)利要求
5至7中任一提出的饋電系統(tǒng)，其特征在于其儲(chǔ)能裝置包括一個(gè)容器。
專利摘要
一輪胎監(jiān)測(cè)裝置包括在車(chē)輛車(chē)輪上的用以把代表輪胎壓力和/或溫度測(cè)定值的電信號(hào)變換成脈沖信號(hào)的變換器單元和以電感耦合方式往車(chē)輛傳送信號(hào)的信號(hào)傳送單元。為減少電能消耗，在車(chē)輪上采用了若干電路元件，一種固態(tài)開(kāi)關(guān)可響應(yīng)從車(chē)輪至車(chē)輪的電能傳輸而切斷電源與車(chē)輪上電路元件的聯(lián)系。為進(jìn)一步減少電能消耗，僅將代表各種檢測(cè)的電信號(hào)脈沖的上升和下降沿的位置予以傳輸至車(chē)輛，且僅在脈沖信號(hào)具有上升和下降沿時(shí)才將傳輸線圈與電源相接。
文檔編號(hào)B60L1/00GK86104427SQ86104427
公開(kāi)日1986年12月31日 申請(qǐng)日期1986年7月3日
發(fā)明者安德烈·多斯朱伯, 戴維·米亞特 申請(qǐng)人:米什林公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan