Пассивный измеритель давления и температуры воздуха в шине колеса автомобиля



Пассивный измеритель давления и температуры воздуха в шине колеса автомобиля
Пассивный измеритель давления и температуры воздуха в шине колеса автомобиля
Пассивный измеритель давления и температуры воздуха в шине колеса автомобиля

 


Владельцы патента RU 2509656:

Закатов Михаил Михайлович (RU)

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Пассивный измеритель давления и температуры воздуха в шине колеса содержит дополнительную первичную катушку индуктивности для измерения температуры воздуха в шине колеса, датчик температуры, связанный с дополнительной первичной катушкой индуктивности в электрическую цепь и изменяющий электрическое сопротивление цепи при изменении температуры воздуха в шине колеса, установленные на неподвижной части автомобиля постоянный магнит, вторичную катушку индуктивности и сигнальное устройство, расположенное в салоне автомобиля. Выполняя измеритель на неподвижной части автомобиля, дополнительно размещают устройство беспроводной передачи информации, связанное с вторичной катушкой индуктивности в электрическую цепь. Измеритель с устройством беспроводной передачи информации выполняется пассивным (без использования источников электропитания), на обод колеса устанавливают один или несколько постоянных магнитов, и/или на ободе колеса создают одну или несколько областей с магнитными проницаемостями, отличными от магнитной проницаемости материала, из которого сделан обод колеса, и/или на ободе колеса создают одну или несколько выпуклостей и/или одно или несколько углублений. Обеспечивается возможность измерения температуры воздуха в шине и передача информации на сигнальное устройство. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в автомобилестроении, тракторостроении и других областях техники, где необходим контроль давления и температуры в пневматической шине колеса.

Известно устройство, контролирующее давление в шине колеса автомобиля, которое содержит датчик давления, внутренняя полость которого сообщается с внутренней полостью шины. Давление воздуха, поступающего из шины, действует на подвижный элемент, на который в противоположном направлении действует пружина. Перемещение подвижного элемента фиксируется двумя переключателями, генерирующими соответствующие сигналы. Передатчик, входящий в состав устройства, имеет обмотку и возбуждающую систему, которая в соответствии с сигналами датчика давления подает изменяющийся со временем ток в обмотку, в результате чего создается магнитное поле, которое приводит в действие приемное устройство, генерирующее сигнал, пропорциональный давлению в шине [1].

Недостатками этого устройства являются большие габариты, сложность в изготовлении, высокая стоимость, недостаточная надежность, определяемые тем, что устройство содержит переключатели, подвижный элемент, передатчик, возбуждающую систему и приемное устройство.

Известно также устройство контроля давления в пневматической шине колеса автомобиля, содержащее электрический датчик давления в шине колеса автомобиля, установленный на ободе колеса и связанный с первичной катушкой индуктивности, закрепленной на внутренней поверхности обода колеса и вторичную катушку индуктивности, установленную на неподвижной части автомобиля вблизи первичной катушки индуктивности, и связанную с сигнальным устройством, установленным у водителя [2].

Недостатками этого устройства являются большие габариты, недостаточная надежность, определяемые тем, что устройство содержит первичную катушку индуктивности, закрепленную по всей внутренней поверхности обода колеса, датчик давления, создающий электрические сигналы при возникновении ненормального давления в шине.

Наиболее близким к изобретению по конструкции является «Устройство для контроля за давлением в пневматической шине автомобиля», выполненное по первому варианту [3].

При выполнении устройства по первому варианту на ободе колеса 1 расположены, связанные в электрическую цепь, первичная катушка индуктивности 2 и электрический датчик давления 3, изменяющий сопротивление в электрической цепи в зависимости от давления воздуха в шине колеса.

На неподвижной части автомобиля расположены постоянный магнит 4 и вторичная катушка индуктивности 5.

Сигнальное устройство 6 расположено у водителя и соединено проводами с вторичной катушкой индуктивности 5 в электрическую цепь.

Одним недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает измерение температуры воздуха в шине колеса.

Другим недостатком является невозможность беспроводной передачи информации о давлении и температуре воздуха в шине колеса с вторичной катушки индуктивности 5 на сигнальное устройство 6.

Целями изобретения являются:

1. Обеспечение измерения температуры воздуха в шине колеса.

2. Осуществление беспроводной передачи информации о давлении и температуре воздуха в шине колеса с вторичной катушки индуктивности 5 на сигнальное устройство 6.

3. Осуществление пассивной (без использования источников электроэнергии: элементов питания, батареек, аккумуляторов и т.п.) беспроводной передачи информации о давлении и температуре воздуха в шине колеса с вторичной катушки индуктивности 5 на сигнальное устройство 6.

Первая цель достигается тем, что на обод колеса 1 устанавливаются, связанные в электрическую цепь, дополнительная первичная катушка индуктивности 7 и датчик температуры 8, изменяющий электрическое сопротивление цепи при изменении температуры воздуха в шине колеса.

Вторая цель достигается тем, что на неподвижной части автомобиля устанавливается, связанное с вторичной катушкой индуктивности 5 в электрическую цепь, устройство 9 беспроводной передачи информации на сигнальное устройство 6

Третья цель достигается тем, что на обод колеса 1 устанавливаются один или несколько постоянных магнитов 10, и/или на ободе колеса создаются одна или несколько областей 11 с магнитными проницаемостями, отличными от магнитной проницаемости материала, из которого сделан обод колеса, и/или на ободе колеса создаются одна или несколько выпуклостей 12, и/или одно или несколько углублений 13, а устройство 9 беспроводной передачи информации выполняется пассивным.

На фиг.1 изображена схема устройства, осуществляющего первую цель, где:

1 - Обод колеса.

2 - Первичная катушка индуктивности для измерения давления воздуха в шине колеса.

3 - Датчик давления, связанный с первичной катушкой индуктивности 1 в электрическую цепь, и изменяющий электрическое сопротивление в цепи при изменении давления воздуха в шине колеса.

4 - Постоянный магнит, установленный на неподвижной части автомобиля.

5 - Вторичная катушка индуктивности, расположенная вблизи постоянного магнита 4.

6 - Сигнальное устройство, расположенное в салоне автомобиля у водителя, и связанное проводами с вторичной катушкой индуктивности 5 в электрическую цепь.

7 - Дополнительная первичная катушка индуктивности для измерения температуры воздуха в шине колеса.

8 - Датчик температуры, связанный с дополнительной первичной катушкой индуктивности 7 в электрическую цепь, и изменяющий электрическое сопротивление цепи при изменении температуры воздуха в шине колеса.

На фиг.2 изображена схема устройства, осуществляющего вторую цель, где:

1 - Обод колеса.

2 - Первичная катушка индуктивности для измерения давления воздуха в шине колеса.

3 - Датчик давления, связанный с первичной катушкой индуктивности 1 в электрическую цепь и изменяющий электрическое сопротивление цепи при изменении давления воздуха в шине колеса.

4 - Постоянный магнит, установленный на неподвижной части автомобиля.

5 - Вторичная катушка индуктивности, расположенная вблизи постоянного магнита 4.

6 - Сигнальное устройство, расположенное в салоне автомобиля у водителя.

7 - Дополнительная первичная катушка индуктивности для измерения температуры воздуха в шине колеса.

8 - Датчик температуры, связанный с дополнительной первичной катушкой индуктивности 7 в электрическую цепь и изменяющий электрическое сопротивление цепи при изменении температуры воздуха в шине колеса.

9 Связанное с вторичной катушкой индуктивности 5 в электрическую цепь устройство беспроводной передачи информации на сигнальное устройство 6.

На фиг.3 изображена схема устройства, осуществляющего третью цель, где:

1 - Обод колеса.

2 - Первичная катушка индуктивности для измерения давления воздуха в шине колеса.

3 - Датчик давления, связанный с первичной катушкой индуктивности 1 в электрическую цепь и изменяющий электрическое сопротивление цепи при изменении давления воздуха в шине колеса.

4 - Постоянный магнит, установленный на неподвижной части автомобиля.

5 - Вторичная катушка индуктивности, расположенная вблизи постоянного магнита 4.

6 - Сигнальное устройство, расположенное в салоне автомобиля у водителя.

7 - Дополнительная первичная катушка индуктивности для измерения температуры воздуха в шине колеса.

8 - Датчик температуры, связанный с дополнительной первичной катушкой индуктивности 7 в электрическую цепь и изменяющий электрическое сопротивление цепи при изменении температуры воздуха в шине колеса.

9 Связанное с вторичной катушкой индуктивности 5 в электрическую цепь устройство пассивной беспроводной передачи информации на сигнальное устройство 6.

10 - Постоянный магнит, установленный на ободе колеса.

11 - Область с магнитной проницаемостью, отличной от магнитной проницаемости материала, из которого сделан обод колеса.

12 - Выпуклость на ободе колеса.

13 - Углубление на ободе колеса.

Устройство, схема которого представлена на фиг.1, работает следующим образом.

При вращении обода колеса 1 первичная катушка индуктивности 2 перемещается вблизи постоянного магнита 4 и в ней наводится ЭДС индукции, параметры которой определяются сопротивлением электрической цепи первичной катушки индуктивности 2, зависящим от давления воздуха в шине колеса.

Под действием ЭДС индукции в первичной катушке индуктивности 2 возникает индукционный ток, параметры которого зависят от давления воздуха в шине колеса.

Индукционный ток первичной катушки индуктивности 2 создает магнитное поле, пронизывающее вторичную катушку индуктивности 5, параметры которого зависят от давления воздуха в шине колеса.

Магнитное поле первичной катушки индуктивности 2 создает во вторичной катушке индуктивности 5 индукционное напряжение, параметры которого определяются давлением воздуха в шине колеса.

Индукционное напряжение подается на сигнальное устройство 6, связанное проводами с вторичной катушкой индуктивности 5 в электрическую цепь.

Сигнальное устройство 6 после обработки индукционного напряжения отображает размер давления воздуха в шине колеса.

При перемещении вблизи постоянного магнита 4 дополнительной первичной катушки индуктивности 7 в ней наводится ЭДС индукции, параметры которой определяются сопротивлением электрической цепи дополнительной первичной катушки индуктивности 7, зависящим от температуры воздуха в шине колеса.

Под действием ЭДС индукции в дополнительной первичной катушке индуктивности 7 возникает индукционный ток, параметры которого зависят от температуры воздуха в шине колеса.

Индукционный ток дополнительной первичной катушки индуктивности 7 создает магнитное поле, пронизывающее вторичную катушку индуктивности 5, параметры которого зависят от температуры воздуха в шине колеса.

Магнитное поле дополнительной первичной катушки индуктивности 7 создает во вторичной катушке индуктивности 5 индукционное напряжение, параметры которого определяются температурой воздуха в шине колеса.

Индукционное напряжение подается на сигнальное устройство 6, связанное проводами с вторичной катушкой индуктивности 5 в электрическую цепь.

Сигнальное устройство 6 после обработки индукционного напряжения отображает размер температуры воздуха в шине колеса.

Работа устройства, схема которого представлена на фиг.2, отличается от работы устройства, схема которого представлена на фиг.1, тем, что индукционное напряжение вторичной катушки индуктивности 5 подается на устройство 9 беспроводной передачи информации, с которого информация о давлении и температуре воздуха в шине колеса передается на сигнальное устройство 6.

Работа устройства, схема которого представлена на фиг.3, отличается от работы устройства, схема которого представлена на фиг.1, тем, что индукционное напряжение вторичной катушки индуктивности 5 подается на устройство 9 пассивной беспроводной передачи информации, с которого информация о давлении и температуре воздуха в шине колеса передается на сигнальное устройство 6.

Электропитание устройства 9 пассивной беспроводной передачи информации осуществляется следующим образом.

При перемещении вблизи вторичной катушки индуктивности 5 первичной катушки индуктивности 2 или 7, или постоянного магнита 10, или области 11 с магнитной проницаемостью, отличной от магнитной проницаемости материала, из которого сделан обод колеса, или выпуклости 12 на ободе колеса, или углубления 13 на ободе колеса во вторичной катушке индуктивности 5 изменяется магнитное поле.

Изменяющееся магнитное поле создает во вторичной катушке индуктивности 5 индукционное напряжение, которое генерирует в устройстве 9 пассивной беспроводной передачи информации электроэнергию, используемую для его электропитания.

Источники информации

1. Международная заявка РСТ №80/02837, В60С 23/04, 1986 г.

2. Патент США №3881170, В60С 23/04, 1975 г.

3. Патент РФ №2009898, В60С 23/04, 1992 г.

1. Пассивный измеритель давления и температуры воздуха в шине колеса автомобиля, содержащий установленные на ободе колеса первичную катушку индуктивности для измерения давления воздуха в шине колеса, датчик давления, связанный с первичной катушкой индуктивности в электрическую цепь и изменяющий электрическое сопротивление цепи при изменении давления воздуха в шине колеса, постоянный магнит, вторичную катушку индуктивности, установленные на неподвижной части автомобиля, и сигнальное устройство, расположенное в салоне автомобиля у водителя, отличающийся тем, что он снабжен установленными на ободе колеса дополнительной первичной катушкой индуктивности для измерения температуры воздуха в шине колеса и датчиком температуры, связанным с дополнительной первичной катушкой индуктивности в электрическую цепь и изменяющим электрическое сопротивление цепи при изменении температуры воздуха в шине колеса.

2. Пассивный измеритель давления и температуры воздуха в шине колеса автомобиля по п.1, отличающийся тем, что с целью осуществления беспроводной передачи информации о давлении и температуре воздуха в шине колеса с вторичной катушки индуктивности на сигнальное устройство, на неподвижной части автомобиля устанавливается устройство беспроводной передачи информации, связанное с вторичной катушкой индуктивности в электрическую цепь.

3. Пассивный измеритель давления и температуры воздуха в шине колеса автомобиля по п.1, отличающийся тем, что с целью осуществления пассивной беспроводной передачи информации о давлении и температуре воздуха в шине колеса с вторичной катушки индуктивности на сигнальное устройство на неподвижной части автомобиля устанавливается устройство пассивной беспроводной передачи информации, связанное с вторичной катушкой индуктивности в электрическую цепь, а на обод колеса устанавливаются один или несколько постоянных магнитов, и/или на ободе колеса создаются одна или несколько областей с магнитными проницаемостями, отличными от магнитной проницаемости материала из которого сделан обод колеса, и/или на ободе колеса создаются одна или несколько выпуклостей и/или одно или несколько углублений.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пневмоколесным транспортным средствам с двигателем внутреннего сгорания и системой регистрирования давления воздуха в шинах колес.Цель изобретения - повышение топливной экономичности и увеличение срока службы шин путем автоматического регулирования температурного режима работы шин.

Изобретение относится к устройству определения давления воздуха в шинах транспортных средств, системе мониторинга давления воздуха в шинах и способу оповещения о давлении воздуха в шинах.

Изобретение относится к системам контроля давления воздуха в пневматических шинах колес транспортного средства типа автомобиля. .

Изобретение относится к контролирующей системе для колес транспортного средства и беспроводному измерительному модулю. .

Изобретение относится к конструкциям автомобильных шин с интегрированными в них электронными устройствами. .

Изобретение относится к автомобильному транспорту. .

Изобретение относится к транспортному машиностроению и предназначено для шин, имеющих устройство со средствами поддержания работоспособности шины в случае падения давления.

Изобретение относится к области приборостроения для использования в автомобилестроении. .

Изобретение относится к измерению параметров в пневматической шине транспортного средства. Способ синхронизации измерений, полученных на данный период времени с помощью средств получения величин измерений, характеристик, связанных с напряжениями, испытываемыми пневматической шиной автомобиля, заключается в том, что средства получения величин измерений приводятся в рабочее состояние независимо друг от друга. Также создают, по меньшей мере, одно индексирование в данный момент измерения каждого из упомянутых средств по сравнению с эталонным средством, измеряющим время. Достигается более глубокое видение напряжений, испытываемых пневматической шиной. 8 з. п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к средствам контроля транспортных средств и может быть использовано, в частности, для контроля давления воздуха в шинах транспортного средства. Способ контроля давления воздуха в шинах транспортного средства включает определение параметров движения колес транспортного средства с последующим сравнением указанных параметров колес, получением данных о давлении воздуха в шинах. Определяют пути, пройденные каждым из колес на прямолинейных участках дороги в условиях движения без ускорения и пробуксовки, используя информацию штатных датчиков систем управления транспортного средства. В качестве информации штатных датчиков используют информацию датчиков системы курсовой устойчивости, информацию о вращении колес, угловом положении руля, положении педали акселератора, педали тормоза и датчиков поперечного и продольного ускорения. Достигается повышение точности контроля давления воздуха в шинах. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к колесной электронике для шинного информационного устройства. Электроника во встроенном состоянии расположена в колесе транспортного средства с первым датчиком, выполненным для приема измерительного сигнала, содержащего по меньшей мере один первый специфический параметр колеса, и устройством обработки данных, выполненным для определения по измерительному сигналу текущего положения вращения колеса на момент измерения. Технический результат - повышение точности измеряемых параметров. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к устройствам передачи давления воздуха в шине и системе наблюдения за давлением воздуха в шинах. Устройство включает механизм обнаружения ускорения колеса, механизм обнаружения компонента гравитационного ускорения, а также механизм передачи, который передает информацию о давлении воздуха в шине в беспроводном сигнале, когда компонент гравитационного ускорения достигает предварительно определенного значения. Устройство сконфигурировано так, чтобы задавать период выборки или цикл на основе центробежного ускорения колеса в центробежном направлении и обнаруживать значение компонента гравитационного ускорения центробежного ускорения в каждом заданном периоде выборки. Технический результат - уменьшение потребления энергии устройством передачи давления воздуха в шине и повышение точности передачи информации о давлении воздуха в шине. 6 н. и 12 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к автотракторостроению. Устройство содержит корпус (1), датчик давления (2), датчик типа шины. Датчик типа шины состоит из ручного переключателя (11), датчика внешнего освещения (12), светодиода красного цвета (13). Достигается контроль достоверности введения в систему управления транспортным средством информации о типе устанавливаемой при монтаже шины. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Когда разность между первым периодом Tp вращения, определенным на основе обнаружения посредством G-датчика 2b, и вторым периодом Ta вращения, определенным на основе обнаруженного значения датчика 8 скорости вращения колес, равна или меньше предписанного значения α, угловое положение каждого колеса, соответствующего беспроводному сигналу, передаваемому в предписанном угловом положении, приспосабливается при определении положения колеса. Когда разность превышает предписанное значение α, угловое положение каждого колеса, соответствующего беспроводному сигналу, передаваемому в угловом положении, отличающемся от углового положения, не используется при определении положения колеса. Технический результат - повышение точности определения положения каждого колеса. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Устройство содержит датчик (2a) давления, установленный в шине каждого из колес (1), для определения давления воздуха в шине; передатчик (2d), предоставленный на каждом из колес (1), для передачи посредством беспроводных сигналов информации давления воздуха вместе с идентификатором датчика в предварительно определенной угловой позиции; приемник (3), предоставленный на кузове транспортного средства, для приема беспроводных сигналов; датчик (8) скорости вращения колес, предоставленный на кузове транспортного средства таким образом, что он соответствует каждому из колес (1), для определения угловой позиции колеса (1); и TPMSCU (4) для получения угловой позиции колес десять или более раз, когда передается беспроводной сигнал, содержащий определенный идентификатор датчика, ее накопления в качестве данных угловой позиции для колес (1) и определения позиции колеса, соответствующего данным угловой позиции, имеющим наименьшую степень дисперсии из числа каждых из данных угловой позиции, в качестве позиции колеса для передатчика (2d), соответствующего идентификатору датчика. Технический результат - повышение точности определения позиции колеса. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к устройствам контроля давления в шине для контроля давления каждой шины транспортного средства. Устройство содержит: передатчик, установленный на каждом колесе для передачи обнаруженной информации о давлении воздуха в беспроводном сигнале; механизм обнаружения углового положения (датчик скорости вращения колеса), расположенный на стороне кузова транспортного средства, соответствующий каждому колесу, и который обнаруживает угловое положение (импульс скорости вращения колеса) каждого колеса, а также выводит информацию об угловом положении (значение счетчика импульсов скорости вращения колеса) в линию связи с предварительно определенными временными интервалами (цикл 20 мс); и механизм оценки углового положения на стороне кузова транспортного средства (блок вычисления углового положения), который оценивает угловое положение (число зубцов) во время передачи (время (t2) команды передачи) передатчиками на основе информации о приеме (времени (t4) завершения приема) для беспроводного сигнала от передатчиков и информации об угловом положении (времена ввода (t1, t5), число зубцов для колес, введенной через линию связи. Технический результат - повышение точности обнаружения углового положения передатчика каждого колеса для контроля давления в шинах транспортного средства. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к устройству контроля давления воздуха в шинах транспортных средств. Устройство содержит: блок (4a) вычисления углового положения, который обнаруживает угловое положение для каждого колеса, когда беспроводной сигнал, включающий в себя конкретный ID датчика, передан; блок (4c) определения положения колеса, который получает угловое положение каждого колеса множество раз и накапливает его в качестве данных углового положения для каждого колеса и определяет положение колеса, соответствующее данным углового положения с наименьшей степенью дисперсии среди всех данных углового положения, как положение колеса передатчика (2d), соответствующего ID датчика; и блок (4e) запрещения обнаружения углового положения, который запрещает обнаружение углового положения каждого колеса блоком (4a) вычисления углового положения, когда выполняется управление торможением, которое управляет давлением рабочего тормозного цилиндра колеса. Технический результат - повышение скорости определения положения колеса. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх