專利名稱：檢測汽車輪胎內(nèi)的空氣壓力的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測輪胎充氣壓力的裝置、一種罩胎輪和一種包括檢測輪胎充氣壓力的裝置的內(nèi)胎。
車輪是一種能夠在汽車和路面之間提供連接的部件；車輪能夠為有氣胎的汽車及其載荷提供支承，而且還能夠通過輪胎為汽車提供足夠的抓地性能。汽車的支承是由容納在車輪內(nèi)的高壓空氣體積來提供的。
輪胎包括一個內(nèi)部中空的環(huán)形結(jié)構(gòu)，該環(huán)形結(jié)構(gòu)由多個部件構(gòu)成，而且主要由織物或金屬制成的胎體線網(wǎng)層構(gòu)成，而該胎體線網(wǎng)層上又設(shè)置有兩個胎緣，每個胎緣都形成于胎體的內(nèi)周邊上并用于將輪胎固定到相應(yīng)的支承輪輞上。其還包括至少一對環(huán)形的加強線繩，這種加強線繩通常被稱為“胎緣鋼絲線”，其沿圓周方向不可伸長，而且被嵌入所述的胎緣內(nèi)(通常情況下，每個胎緣內(nèi)設(shè)置有至少一條胎緣鋼絲線)。
胎體的線網(wǎng)層包括一個由織繩或金屬線繩構(gòu)成的支承結(jié)構(gòu)，織繩或金屬線繩沿軸向從一個胎緣延伸至另一胎緣，從而形成一個環(huán)形結(jié)構(gòu)；另外，織繩或金屬線繩的端緣分別與對應(yīng)的胎緣鋼絲線相連接。
在徑向型輪胎中，上述的線繩大體位于包含有輪胎之旋轉(zhuǎn)軸線的平面內(nèi)。
在胎體的邊緣上設(shè)置有一個被稱為“帶狀結(jié)構(gòu)”的環(huán)形上部結(jié)構(gòu)(overstructure)，該結(jié)構(gòu)通常由一條或多條彼此疊置的膠布構(gòu)成，以形成“帶狀疊層”；其還設(shè)置有一個由彈性體材料制成的胎面，該胎面卷繞在帶狀疊層上并模壓有一個隆起結(jié)構(gòu)，用于使輪胎和路面滾動接觸。此外，胎體在沿軸向相對的側(cè)向位置上設(shè)置有兩個由彈性體材料制成的側(cè)壁，這兩個側(cè)壁從相應(yīng)的胎緣之外邊緣徑向向外延伸。
在無內(nèi)胎輪胎中，即在運轉(zhuǎn)過程中不需要使用內(nèi)胎的輪胎中，胎體的內(nèi)表面通常設(shè)置有一個內(nèi)襯，即一層或多層不透氣的彈性體材料層。最后，胎體還可根據(jù)特定的輪胎設(shè)計包括其它公知的部件，即飾邊、圓角和填料。
汽車上的罩胎輪包括一個外胎，該外胎限定了一個環(huán)形的空腔并安裝在相應(yīng)的輪輞上，而且輪胎的底面上還設(shè)置有一個中心孔和兩個輪輞底座，外胎的胎緣可以接合的方式支承到該輪輞底座上，輪輞底座分別沿軸向限定在一個位于軸向外部位置上的徑向端面(臺肩)和一個相對的軸向內(nèi)部環(huán)形凸起之間，其中環(huán)形凸起用于將胎緣固定到相應(yīng)的輪輞底座上。
在無內(nèi)胎輪胎中，高壓空氣容納在輪胎和支撐輪輞之間。設(shè)置于輪胎內(nèi)表面上的內(nèi)襯層能夠?qū)⒏邏嚎諝獗４嬖谳喬?nèi)。這種輪胎通常通過一個設(shè)置于所述輪輞頸部的充氣閥來充氣。
這種輪胎已在申請?zhí)枮镋P928680的專利申請中公開。
另一種用于保持輪胎支撐能力的方案是使用一個嵌裝在外胎和輪輞之間并充有高壓空氣的內(nèi)胎，而高壓空氣是通過從車輪外側(cè)伸出的充氣閥導(dǎo)入內(nèi)胎的。
嵌裝在外胎和輪輞之間的內(nèi)胎包括一個可膨脹的環(huán)形管體，該環(huán)形管體大體由彈性體材料制成并可通過一個充氣閥來充氣。
用于給內(nèi)胎充氣的閥通常包括一個用來與內(nèi)胎相連接的底座和一個被固定到底座上的圓筒形殼體(桿)，該殼體內(nèi)設(shè)置有用于充氣和放氣的觸發(fā)機構(gòu)。
未被正確充氣的輪胎降低了汽車的效率，尤其是增加了燃料的消耗量，降低了靈活性，而且還增加了輪胎的磨損，這只是其主要缺點。
因此，能夠檢測汽車輪胎的壓力動向是一件極為重要的事情。
美國專利5540092描述了一種用于監(jiān)控輪胎內(nèi)壓力的裝置，該裝置包括一個壓力檢測單元和一個用于將編碼信號發(fā)送給安裝有輪胎的汽車的發(fā)送單元。該發(fā)送單元可被安裝于輪胎的內(nèi)部或外部。這種編碼信號的發(fā)送是通過發(fā)送單元和一固定天線之間的電感耦合來完成的。一電池將電力供給該發(fā)送單元。
美國專利5900808描述了一種用于檢測輪胎內(nèi)的低壓的裝置，該裝置包括由一電池提供電力的低壓傳感器裝置和一個射頻發(fā)射器，該發(fā)射器用于將由傳感器裝置產(chǎn)生的信號發(fā)送給一個接受器。該裝置還包括一個切換裝置，該切換裝置能夠在傳感器裝置發(fā)出一個輪胎低壓信號時啟動發(fā)射器。由于發(fā)射器僅在需要向接受器發(fā)送信號時才工作，因此可以保持電池的使用壽命。
美國專利5562787描述了一種用于監(jiān)控汽車輪胎狀態(tài)(例如輪胎內(nèi)的空氣壓力和溫度)的方法。該方法使用了一個可用程序控制的自動激發(fā)裝置，該裝置安裝在輪胎的內(nèi)表面上或嵌裝在輪胎的支承輪輞的壁上。該裝置包括一個利用一切換裝置起動或停用的電源，一個能夠監(jiān)控上述信息的傳感器，一個集成電路，一個放大器和一根天線。
設(shè)置于汽車內(nèi)或設(shè)置于遠處的發(fā)射器-接收器詢問可由程序控制的自動激發(fā)裝置，該激發(fā)裝置對包含有所需信息的高頻信號作出反應(yīng)?？捎沙绦蚩刂频淖詣蛹ぐl(fā)裝置可被遙控的發(fā)射器-接受器所激活，而發(fā)射器-接受器又操作著使電源開始工作的切換裝置。
本申請人注意到在現(xiàn)有技術(shù)中，用于檢測罩胎輪的物理參數(shù)(例如壓力和溫度)的裝置和用于發(fā)送所述參數(shù)數(shù)值的裝置還在非操作條件下(例如當(dāng)汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)下)受到激勵，或者被產(chǎn)生于車輪之外的命令所激勵，而提供所述罩胎輪的狀態(tài)信息的決定又依賴于這些命令。
本申請人已經(jīng)考慮在輪胎內(nèi)部設(shè)置一個用于監(jiān)控罩胎輪操作狀態(tài)的裝置，例如輪胎內(nèi)氣體的壓力和溫度，在該監(jiān)控裝置內(nèi)，對這些狀態(tài)的監(jiān)控是在汽車行走的過程中進行的，而且無需從所述罩胎輪的外部發(fā)出一個激勵命令。
本申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過使用一個設(shè)置于罩胎輪內(nèi)部并能夠檢測罩胎輪移動情況的位移傳感器就可以只在所需的操作條件下執(zhí)行檢測操作。
具體而言，該位移傳感器能夠激勵一個傳感器，該傳感器設(shè)置在車輪內(nèi)部支承所述輪胎的輪輞上或設(shè)置于內(nèi)胎中并測定所述的操作狀態(tài)。
本發(fā)明的第一方面涉及一種檢測汽車輪胎的至少一個狀態(tài)參數(shù)的裝置，其包括至少一個罩胎輪，所述罩胎輪包括一個安裝于裝配輪輞上的外胎，一個測定與所述車輪有關(guān)的至少一個狀態(tài)參數(shù)的裝置，一個發(fā)射裝置，該裝置能夠發(fā)送表示所述檢測裝置檢測出來的數(shù)值的信號，一個接收裝置，該裝置能夠接收表示所述檢測裝置檢測出來的數(shù)值的所述信號，其特征在于其還包括一個檢測所述車輪位移的傳感器，該傳感器能夠在所述車輪移動時所述發(fā)射裝置是通電的。具體而言，所述發(fā)射裝置被插裝在套管內(nèi)，而套管又固定于所述內(nèi)胎的壁上。
所述檢測裝置最好嵌裝在所述的安裝輪輞內(nèi)。
所述檢測裝置與嵌裝在所述車輪內(nèi)的內(nèi)胎相連接。具體而言，所述發(fā)射裝置可嵌裝在所述內(nèi)胎壁的一個徑向的內(nèi)部位置上。
所述位移傳感器最好是一個加速表開關(guān)。
所述檢測裝置和位移傳感器最好安裝在同一個容器內(nèi)。
所述用于測定至少一個狀態(tài)參數(shù)的裝置最好是一個壓力傳感器。
所述用于測定至少一個輪胎狀態(tài)參數(shù)的裝置最好是一個溫度傳感器。
具體而言，所述發(fā)射裝置包括一個供電電池和一個用于檢測所述電池之電壓的裝置，所述發(fā)射裝置能夠?qū)⑼ㄟ^無線電頻率信號發(fā)射檢測到的電壓值。
該裝置還包括一個顯示裝置，該顯示裝置用于顯示表示由所述檢測裝置檢測到的數(shù)值的信號。
所述的檢測裝置最好包括一個至少有兩個隔腔的內(nèi)胎，兩個隔腔彼此分開，每一個隔腔具有所述的檢測裝置。
本發(fā)明的另一方面涉及一種汽車罩胎輪，其包括一個安裝在相應(yīng)的安裝輪輞上的外胎；一個用于測定與所述車輪相連接的外胎的至少一個狀態(tài)參數(shù)的裝置；一個能夠?qū)⒈硎舅鰴z測裝置檢測到的數(shù)值的信號發(fā)送出去的發(fā)射裝置；其特征在于其包括一個用于檢測所述車輪運動的傳感器，該傳感器能夠在所述車輪運轉(zhuǎn)時與所述的發(fā)射裝置是通電的。
所述檢測裝置最好嵌裝在所述安裝輪輞上。
所述檢測裝置與一個嵌裝在所述罩胎輪內(nèi)的內(nèi)胎相連接。
所述位移傳感器最好是一個加速表開關(guān)。
所述用于測定輪胎的至少一個狀態(tài)參數(shù)的裝置最好是一個壓力傳感器。
所述用于測定輪胎的至少一個狀態(tài)參數(shù)的裝置最好是一個溫度傳感器。
所述發(fā)射裝置、測定裝置及位移傳感器最好安裝在同一個容器內(nèi)。
本發(fā)明的又一方面涉及一種檢測汽車的罩胎輪的至少一個狀態(tài)參數(shù)的傳感器，所述罩胎輪包括一個安裝于一個裝配輪輞上的輪胎，所述傳感器包括一個用于測定所述輪胎的至少一個狀態(tài)參數(shù)的裝置；一個發(fā)射裝置，該裝置能夠?qū)⒈硎居伤鰴z測裝置檢測到的數(shù)值的信號發(fā)送出去；其特征在于其包括一個用于檢測車輪運動的傳感器，該傳感器能夠在所述車輪運轉(zhuǎn)時與所述發(fā)射裝置是通電的。
該傳感器最好嵌裝在所述安裝輪輞上。
該傳感器與一個嵌裝在所述車輪上的內(nèi)胎相連接。
該傳感器從外側(cè)嵌裝在所述安裝輪輞上。
所述發(fā)射裝置、測定裝置及位移傳感器安裝在同一個容器內(nèi)。
通過下面對本發(fā)明不同方面的非限制性最佳實施例的說明可以更加清楚其它特征和優(yōu)點。
現(xiàn)參照附圖對本發(fā)明作出說明，其中附圖僅是示意性的，而不是一種限制性的特征-

圖1為用于檢測空氣壓力的裝置中的發(fā)射裝置的方框圖；-圖2為用于檢測空氣壓力的裝置中的接收裝置的方框圖；-圖3示出了用于檢測空氣壓力的裝置中的發(fā)射裝置的一個實施例；-圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的輪胎內(nèi)胎的剖視圖；-圖5示出了一個包括有內(nèi)胎并被安裝于各個輪輞上的輪胎之局部軸向剖視圖；-圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)胎的一個實施例；-圖7示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的輪胎內(nèi)胎的剖視圖；-圖8示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的輪胎內(nèi)胎的剖視圖；-圖9示出了根據(jù)本發(fā)明再一實施例的無內(nèi)胎輪胎的剖視圖。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明用于檢測輪胎內(nèi)空氣壓力的裝置中的發(fā)射器600的方框圖。其包括一個由電池供電的電路，該電路可通過電磁波，優(yōu)選通過頻率范圍為100kHz至1000kHz的短波無線電頻率，而且最好以數(shù)字的形式發(fā)送有關(guān)輪胎操作參數(shù)的信息，具體而言，但不排除與充氣壓力有關(guān)的信息。安裝于汽車的至少一個罩胎輪內(nèi)的發(fā)射器600既包括電路，又包括供電電池。為使其尺寸盡可能的小，發(fā)射器600最好使用SMD技術(shù)(表面安裝設(shè)備)安裝部件，同時為使消耗降低到最小，最好采用CMOS型的電子元件。
該發(fā)射器600包括一個電池601，該電池表示為發(fā)射器600提供動力能源。電池最好由插裝在一個特殊容器內(nèi)并相互串聯(lián)的各種鋰元件構(gòu)成；電池601能夠提供4.0V的電壓，其容量為150mAh。
電池601與一個穩(wěn)壓器603相連接，該穩(wěn)壓器能夠?qū)τ呻姵?01供給的電壓進行調(diào)整并將電壓穩(wěn)定在3V。穩(wěn)壓器603最好是一個輸入電流低、輸入/輸出的電壓差小的集成電路，例如由Motorola生產(chǎn)的MC78LC30型集成電路。
穩(wěn)壓器603的輸出端與一個微型控制器604(例如由Microchip制造的PIC16LC711型)相連接。
微型控制器604具有根據(jù)存儲于其中的邏輯程序控制發(fā)射器600的功能，如下所述。該微型控制器接收來自至少一個壓力傳感器605、一個電壓測量裝置606和一個加速度表開關(guān)602的信息。該微型控制器604對接收到的信息進行處理并將其發(fā)送給發(fā)射器電路607，而發(fā)射器電路607依次通過天線608將信息發(fā)送出去。
檢測輪胎充氣壓力的壓力傳感器605可以是由Exar生產(chǎn)的SM5310-060AH型傳感器。這種傳感器由一個溫度補償?shù)膲毫鞲衅鳂?gòu)成。為減少供電電流的損失，壓力傳感器605僅在微型控制器604需要讀取時才被驅(qū)動。
每當(dāng)電池601需要充電時，微型控制器604將讀取與電池601直接連接的電壓測量裝置606。
加速表開關(guān)602，例如由Aerodyne制造的6200-9型加速表開關(guān)可根據(jù)位移傳感器的不同而設(shè)置多個接點，當(dāng)達到預(yù)定的加速值時，這些接點能夠自動關(guān)閉。當(dāng)車輪開始移動，而且加速表開關(guān)602達到預(yù)定的加速值例如1.5g時，其將關(guān)閉接點，從而通知微型控制器604汽車正在移動。也可以使用其它類型的位移傳感器模式替代加速表開關(guān)602，例如壓電式傳感器。
發(fā)射器電路607是一個通過SAW(表面聲波)諧振器將頻率穩(wěn)定在433.92MHz的電路。該電路可直接與電池601相連接，以獲得最大的電壓。還可以用一個ASK(振幅偏移鍵控)型調(diào)制傳送約為4mW的功率。
天線608由一小段金屬線制成，其長度決定于發(fā)射頻率；如果發(fā)射頻率為433.92MHz，那么其長度約為5cm。
圖2示出了用于檢測輪胎內(nèi)空氣壓力的裝置中的接收部分700的方框圖。該接收部分包括一個用汽車電平驅(qū)動的電路。信號可由連接到接收器702(例如由Auriel生產(chǎn)的RXNB-CE/433型)上的天線701接收到。經(jīng)過適當(dāng)轉(zhuǎn)換的接收信號被傳送到微型控制器703(例如由Microchip生產(chǎn)的PIC16LC711型微控制器)。微型控制器703根據(jù)所記錄的程序驅(qū)動顯示裝置704，以顯示接收到的信息。該顯示裝置704可被制造成兩種基于電流的消耗能夠自動由微型控制器703檢測到的型式。顯示裝置704的第一實施例包括一對分別設(shè)置于各個車輪上的發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管可通過顏色的變化分別表示出輪胎壓力低于預(yù)定值和驅(qū)動發(fā)射器600的電池正在放電的情況。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例包括一個以數(shù)字方式表示各個輪胎壓力值和電池電壓值的顯示裝置。
微型控制器703自動地選擇相應(yīng)的驅(qū)動方式使其適于所用的顯示裝置704。
根據(jù)存儲在微型控制器604和703內(nèi)的程序檢測空氣壓力的裝置可以下述方式工作。
當(dāng)汽車開始移動，而且離心力達到與約8km/h相對應(yīng)的1.5g時，發(fā)射器600被啟動，微型控制器604讀取壓力傳感器605的數(shù)值和/或電池601的電壓值并連續(xù)發(fā)送信息14次。在這一點上，為節(jié)約電池的電力，微型控制器604在第一預(yù)定的時間段(例如2.3秒)內(nèi)處于完全待機狀態(tài)；在此期間，只有存儲器和定時振蕩器(設(shè)置于微型控制器604內(nèi))保持在操作狀態(tài)。當(dāng)此第一時間段結(jié)束時，它將檢查是否已經(jīng)過了第二預(yù)定時間段(限定傳感器連續(xù)讀取操作之間的時間間隔)例如3分鐘；如果沒有經(jīng)過第二時間段，那么其就會再次在一個等于前述時間的時間段內(nèi)處于待機狀態(tài)；如果已經(jīng)經(jīng)過了第二時間段，那么它就會再次讀取壓力傳感器。當(dāng)距上一次發(fā)射已經(jīng)過第三個預(yù)定的時間段(兩次連續(xù)發(fā)射之間的時間間隔)例如21分鐘時，或者當(dāng)最后進行的測量結(jié)果之間的壓力差被檢測到，而且這些測量結(jié)果大于預(yù)定的極限值時，它就會對相關(guān)的信息進行新的發(fā)射(最好連續(xù)14次)。
為防止各個發(fā)射器600的發(fā)射相互重疊，可臨時性地將它們交錯。具體而言，多個安裝于汽車內(nèi)的發(fā)射器600具有一個識別號。每個識別號都與一個預(yù)定的延遲時間有關(guān)，而預(yù)定的延遲時間又與各個識別號成比例。信號的發(fā)射是在預(yù)定發(fā)射時間(21分鐘或當(dāng)出現(xiàn)故障時)加上上述預(yù)定的延遲時間內(nèi)進行的。這樣，就使發(fā)射操作臨時性地相互交錯并且不會重疊，從而避免了可能的信息損失。
當(dāng)汽車停止移動，而且加速表開關(guān)602打開其接點時，微型控制器604保證發(fā)射器600的電路是通電的并在另一預(yù)定的時間段內(nèi)例如介于30分鐘和2小時的時間段內(nèi)保持運轉(zhuǎn)狀態(tài)，接著，發(fā)射器電路就會被切換到完全待機狀態(tài)下，直到汽車重新開始移動。這樣，就可以將必須使整個裝置保持運轉(zhuǎn)的汽車臨時停車(例如在紅綠燈處停車或在順序行車過程中的停車)和可以關(guān)閉整個裝置的長時間停車(例如在停車場)區(qū)別開來。
由無線電信號的反射而產(chǎn)生的信號失真或由車輪的轉(zhuǎn)動及天線位置的連續(xù)變化(兩個發(fā)射和接收天線的不同偏振)而產(chǎn)生的載波跌落或由電磁源而產(chǎn)生的干擾都會使到達接收器702的信號失真或者不完整。因此，為使接收到的信號的不正確譯碼降低到最小，就應(yīng)該采取一些措施。
信息通過發(fā)射器600發(fā)射，如采用ASK方式調(diào)制，以連續(xù)的位序列發(fā)射，一個序列的總位數(shù)等于26位，信息包括一個起始位，其持續(xù)時間等于位(比特)周期的120％。
由每個發(fā)射器600執(zhí)行的每次發(fā)射可連續(xù)重復(fù)預(yù)定的次數(shù)，例如連續(xù)14次。
微型控制器703通過記錄在存儲器中的邏輯例如通過檢驗單獨一位的周期及其半周期的持續(xù)時間表分析接收到的第一個位序列，僅當(dāng)形成位的所有的位都落入預(yù)定的容許誤差范圍內(nèi)時，整個發(fā)射才可以被接收。如果一位或多位落在容許誤差范圍外，那么該位序列就不能被完全接收，但僅當(dāng)這些位的數(shù)值和位置被正確地接收，那么才可以接受和存儲。當(dāng)連續(xù)14次接收到相同的信號時，整個裝置將能夠?qū)θ宽樞蜻M行重建，并將在整個14次發(fā)送過程中開始丟失但后來又接收到的位追加到存儲器內(nèi)。當(dāng)輪胎及用于檢測空氣壓力的相關(guān)裝置(發(fā)射器600和接收器700)第一次安裝到汽車上時，將自動對其進行初始化。一旦輪胎開始移動，其就會以上述的方式發(fā)射信息。微型控制器703存儲著發(fā)射器的識別碼，因此也就存儲著安裝于汽車上的車輪的識別碼。為微型控制器703編制程序，以將該識別碼與連續(xù)發(fā)射的識別碼相對比，而且只接受連續(xù)多次接收過的編碼，刪除不正確的識別碼(不同于在初始化期間存儲的那些編碼)，例如由其它設(shè)置有相同的壓力控制裝置而且就在附件的汽車所發(fā)出的編碼。這種功能總是處于工作狀態(tài)，從而防止非本車發(fā)射器發(fā)送進入到汽車本身的控制裝置中。此外，在更換一個或多個輪胎和/或發(fā)射器時，無需對空氣壓力檢測裝置進行人工初始化。
包括有多個電池的發(fā)射器600最好設(shè)置并安裝在一個圓筒形的容器801內(nèi)，如圖3所示。其設(shè)置有一個能夠固定到螺紋套管21上的螺紋部分802(例如螺距為0.75的M16螺紋)和一個與套管21相接合的凸緣803。該容器801不帶凸緣803時的尺寸為外徑14.75mm，長度30mm，整體重量約為10克。
螺紋部分802能夠在維修過程中快速更換發(fā)射器600。此外，發(fā)射器600的安裝也可在將內(nèi)胎裝配到輪胎內(nèi)時同時進行，從而避免在內(nèi)胎的活動過程中可能存在的損壞。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實施例的輪胎內(nèi)胎900的剖視圖。圖中示出了安裝在螺紋套管21上的發(fā)射器600和一個傳統(tǒng)類型的充氣閥450。充氣閥450包括一個底座451，充氣閥內(nèi)部設(shè)有用于充氣和放氣操作的觸發(fā)機構(gòu)和一個固定在底座451上的圓柱形殼體452(桿)。
閥桿452通常安裝在一個特殊的孔內(nèi)并用一個封帽封閉相應(yīng)的端部，其中的孔設(shè)置于輪輞的底面上，更確切地說，是設(shè)置在孔壁上，閥桿452可從該孔延伸到處于大氣壓力下的外部環(huán)境中。
用于檢測汽車輪胎內(nèi)空氣壓力的發(fā)射器600安裝在傳統(tǒng)的內(nèi)胎上，最好相對充氣閥450(以180°)安裝在徑向位置上，從而使重量均衡分布，這樣就不會使輪胎在運轉(zhuǎn)過程中失衡。
發(fā)射器600最好設(shè)置于內(nèi)胎400的徑向內(nèi)壁部分(位于內(nèi)弧面)上，以便面朝輪輞的中心孔，內(nèi)胎和外胎將安裝在輪輞上。這樣，就有足夠的空間容納發(fā)射器600的突出部分和套管21；此外，發(fā)射器600和套管21還不會與輪胎的徑向內(nèi)表面相接觸，從而避免對輪胎(磨損部分)和發(fā)射器600可能造成的損壞。
在圖5中，附圖標(biāo)記1表示在局部剖視圖中的汽車的車輪，該車輪包括一個外胎2，一輪輞3和內(nèi)胎4，內(nèi)胎4嵌裝在形成于外胎和輪輞之間的空腔內(nèi)。
外胎2包括一個環(huán)形的胎體5、終止于一對胎緣7的側(cè)壁6和一個胎面8，胎面8在其徑向的外表面上設(shè)置有合適的胎面花紋，胎面花紋包括凹槽100和凸起(sipe)105，如果需要，還可以在外胎的周邊上介于胎體和胎面之間設(shè)置一個帶狀結(jié)構(gòu)50，該結(jié)構(gòu)通常包括多條橡膠布帶，這些橡膠布帶沿徑向重疊在一起而且還在每個條帶上設(shè)置有相互平行的織繩或金屬線繩來加強，這些織線或金屬線繩與相鄰的條帶相交并最好平行位于徑向最外側(cè)的條帶的赤道面。
輪輞3包括一個設(shè)置有一中心孔10和兩個胎緣底座11的底面9，其中胎緣底座11位于中心孔的側(cè)向上而且外胎的胎緣抵靠在胎緣底座上；每個底座都沿軸向形成于一個位于軸向外部位置上的徑向端面(凸肩)12和一個環(huán)形的軸向內(nèi)部凸起13之間。
一個孔44最好形成于孔10的壁上，而且該孔44內(nèi)安裝有用于無內(nèi)胎輪胎上的通用充氣閥90。
內(nèi)胎4最好模壓并硫化成一個能夠記憶形狀的環(huán)形換言之，當(dāng)受到使內(nèi)胎變形的機械應(yīng)力時，該內(nèi)胎能夠產(chǎn)生彈性的反作用力，以確保其重新恢復(fù)到未變形的初始形狀。具體而言，內(nèi)胎最好模壓和硫化成一個環(huán)形，該環(huán)形的內(nèi)容積不小于最終使用容積的三分之一。
對于“小截面”的輪胎而言，更為有利的情況是使用一種最好被分隔成兩個環(huán)形隔腔A和B的內(nèi)胎(圖6)，而隔腔A和B是被一個剛性大于側(cè)壁115的中央擱板110分隔開的，例如本發(fā)明的申請人的歐洲專利申請EP919405所述的那種結(jié)構(gòu)。
這種內(nèi)胎被一個形成所述壁的縱向隔板分隔成至少兩個獨立的環(huán)形部分，而且包圍該隔板的區(qū)域其剛性最好大于軸向外部即內(nèi)胎側(cè)壁的剛性，從而在向輪胎的內(nèi)胎充氣時，內(nèi)胎沿軸向的膨脹大于沿徑向方向的膨脹，以使其中央部分與胎面區(qū)域同時接觸，從而使內(nèi)胎的側(cè)面完全容納于輪胎的側(cè)壁內(nèi)，這樣就避免在內(nèi)胎側(cè)壁上產(chǎn)生異常的張力。
這種內(nèi)胎最好通過下述方式制成首先獨立于中央部分單獨制造內(nèi)胎的側(cè)面，然后在內(nèi)胎的硫化過程中，通過相關(guān)彈性材料的化學(xué)粘接法將這些獨立的部分連接到一起。
很明顯，內(nèi)胎可以任何其它方便的方式制造成形，而且內(nèi)胎既可以是單體積型，也可以由兩個以上的隔腔構(gòu)成。
為能夠?qū)?nèi)胎的隔腔進行充氣和放氣，內(nèi)胎被分成多個隔腔，每個隔腔都應(yīng)該設(shè)置有一個相應(yīng)的裝置14(圖5)，裝置14上不存在穿過輪輞與外界環(huán)境相連接的部分。
該裝置14在汽車快速加速的過程中十分有利，因為在快速加速過程中，輪胎可能相對輪輞打滑，而這種打滑又很可能在閥的底座處撕裂內(nèi)胎或剪斷閥桿，這樣就會使輪胎立即放氣并使汽車失去穩(wěn)定性，從而嚴(yán)重危及司機的生命和乘客的安全。
用于充氣、放氣和校準(zhǔn)內(nèi)胎的裝置14包括一個最好由塑料或輕合金制成的剛性體15。最好為圓筒形的剛性體15安裝在一個特殊的螺紋套管21(圖6)上，該套管21在由彈性體材料制成的內(nèi)胎的徑向內(nèi)表面(內(nèi)弧面)上限定了一個圓形的通孔。
上述的剛性體15(外徑14.75mm，長度30mm)最好在其帶螺紋的外表面(例如螺距0.75的M16的螺紋)上包括一個能夠擰到套管21上的圓形部分和一個能夠使其相對套管的位置固定不動的底座凸緣20。該剛性體15的總重量約為10克。
從圖5和6中可清楚地看到上述剛性體15根本沒有任何部件與車輪的外部環(huán)境相聯(lián)通。此外，設(shè)置有該裝置的內(nèi)胎也可以自由移動到由外胎和輪輞壁限定的空腔內(nèi)的任何位置上。
具體而言，內(nèi)胎的充氣是通過將高壓空氣導(dǎo)入外胎和輪輞之間的空間內(nèi)完成的，以使內(nèi)胎相對其初始形狀變形，從而在內(nèi)胎的內(nèi)部容積和外部空間之間形成一個壓力差，直到恢復(fù)上述環(huán)境內(nèi)的壓力平衡，這種壓力平衡對應(yīng)著內(nèi)胎恢復(fù)到其初始未變形的狀態(tài)下。接著，存在于內(nèi)胎外部的空氣流入周圍的大氣中，允許內(nèi)胎膨脹，直到外胎和輪輞之間的空間完全充滿為止。
接下來，可通過一個能夠?qū)λ鲋底鞒龊线m校準(zhǔn)的裝置相對所需的數(shù)值釋放產(chǎn)生過壓的空氣而使腔室內(nèi)的空氣壓力達到正確的預(yù)定值。
不存在與外部環(huán)境相聯(lián)接的部件的閥還可包括一個或多個獨立的(入口、校準(zhǔn)和排放)部件，這些部件是彼此分離的，其也可以不設(shè)置所述部件中的某些部件。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的輪胎之內(nèi)胎900的剖視圖，從該圖中可看到一個安裝在第一螺紋套管21上的發(fā)射器600和一個用于對內(nèi)胎進行充氣、放氣和校準(zhǔn)并安裝在一第二螺紋套管21上的裝置14，其中第二套管21沿直徑的方向設(shè)置于第一螺紋套管21的對側(cè)位置上(間隔約為180°)，以使重量平衡分布。
裝置14和發(fā)射器600最好面朝內(nèi)胎900的內(nèi)部定位，從而當(dāng)安裝到各個輪輞上時，裝置14和發(fā)射器600能夠面對輪輞的中心孔。這樣，就有足夠的空間安裝這些裝置。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例被分隔成兩個環(huán)形隔腔A和B的內(nèi)胎1000之剖視圖。一發(fā)射器600安裝在隔腔A的第一螺紋套管21上，而充氣裝置14相對發(fā)射器600的位置間隔180°安裝在隔腔A第二螺紋套管21上，目的是為了平衡重量。
對于被分隔成兩個環(huán)形隔腔A和B的內(nèi)胎1000而言，需要兩個充氣裝置14，即每個隔腔都安裝一個充氣裝置14。此外，一個發(fā)射器600就足以對內(nèi)胎的兩個隔腔內(nèi)的壓力變化給出預(yù)報。
當(dāng)僅使用一個發(fā)射器600時，最好使用一個平衡裝置1001來平衡內(nèi)胎1000的重量。在這種情況下，充氣裝置14安裝于隔腔B的第一螺紋套管21上，而平衡裝置1001相對充氣裝置14間隔180°安裝于隔腔B的第二螺紋套管21上，以平衡重量。
平衡裝置1001最好由一個與容器801相同的容器構(gòu)成，而且最好與安裝于內(nèi)胎上的其它元件具有相同的重量，以利于平衡并均勻分布內(nèi)胎及輪胎的重量。
可通過設(shè)置兩個發(fā)射器600，即在每個隔腔內(nèi)都設(shè)置一個發(fā)射器600來提高靈敏度。
圖9以實例示出了一種車輪，該車輪包括一個被稱為“無內(nèi)胎輪胎”的傳統(tǒng)外胎2和一個支撐輪輞3。外胎2可通過充氣閥90充氣，而充氣閥90可以常規(guī)的方式大體設(shè)置于所述輪輞的頸部10上。
輪輞3包括一個設(shè)置有一中心孔10和兩個胎緣底座11的底面9，胎緣底座11設(shè)置于中心孔的兩側(cè)，外胎的胎緣以接合的方式支承在底座11上；每個底座都沿徑向形成于一個限制在徑向外部位置上的徑向端面(凸肩)12和一個徑向的內(nèi)部環(huán)形凸起13之間。
外胎2包括一個內(nèi)部中空的環(huán)形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由多個部件構(gòu)成，而且基本上由織物或金屬的胎體線網(wǎng)層5構(gòu)成，線網(wǎng)層5包括兩個沿胎體的內(nèi)周緣形成的胎緣7和7′，以用于將外胎固定到相應(yīng)的支承輪輞3上。其還包括至少一對沿圓周不可伸長并嵌裝在所述胎緣(通常情況下每個胎緣內(nèi)設(shè)置有至少一根胎緣鋼絲線)內(nèi)的環(huán)形加強芯71和71′，該加強芯通常被稱為“輪胎胎緣鋼絲線”。
胎體線網(wǎng)層包括一個支承結(jié)構(gòu)，該支承結(jié)構(gòu)包括從一個胎緣沿軸向延伸至另一胎緣的織繩或金屬線繩，以形成一個環(huán)形結(jié)構(gòu)，該支承結(jié)構(gòu)還包括兩個端緣，這兩個端緣分別與一個相應(yīng)的胎緣鋼絲線相連接。
在所謂的徑向型輪胎中，上述的芯大體位于包含有輪胎轉(zhuǎn)動軸線的平面內(nèi)。
在該胎體周邊上設(shè)置有一個環(huán)形的上部結(jié)構(gòu)，該上部結(jié)構(gòu)被稱為“帶狀結(jié)構(gòu)”50，而且通常由一條或多條的橡膠布帶構(gòu)成，所述橡膠布帶相互疊置，從而形成一個“帶狀疊層”，由彈性材料制成的胎面8裹在帶狀疊層上并模壓有一個用來使輪胎與路面滾動接觸的隆起結(jié)構(gòu)。此外，胎體還在徑向相對的側(cè)向位置上設(shè)置有兩個由彈性材料制成的側(cè)壁6和6′，這兩個側(cè)壁分別沿徑向從相應(yīng)的胎緣的外邊緣向外延伸。
在被稱為“無內(nèi)胎輪胎”的輪胎，即在運轉(zhuǎn)過程中不需要內(nèi)胎的輪胎內(nèi)，胎體的內(nèi)表面通常設(shè)置有一個襯墊111，即一層或多層不透氣的彈性材料。最后，胎體還可根據(jù)具體的輪胎結(jié)構(gòu)包括其它公知的元件，例如邊緣修飾、圓角和填料。
安裝在一個螺紋套管上的上述類型的發(fā)射器600嵌裝在支承輪輞3上。該螺紋套管最好沿輪胎的赤道面設(shè)置于輪輞3的所述底面9上。
在這些無內(nèi)胎輪胎內(nèi)，通過將發(fā)射器本身擰到所述螺紋套管上而從輪輞的外側(cè)嵌裝發(fā)射器/傳感器。這樣，當(dāng)需要維修或更換部件時，就能夠快速、容易地實現(xiàn)發(fā)射器的安裝和拆卸。此外，嵌裝在支承輪輞上的發(fā)射器能夠?qū)z測空氣壓力的裝置不作任何結(jié)構(gòu)修改地應(yīng)用到傳統(tǒng)的輪胎上。
此外，壓力傳感器還可用另一種能夠檢測所述罩胎輪的至少一個狀態(tài)參數(shù)的傳感器來補充和/或替代。罩胎輪的狀態(tài)參數(shù)是指與車輪的物理狀態(tài)有關(guān)的參數(shù)，例如空氣壓力或所述高壓空氣在車輪內(nèi)的溫度。
權(quán)利要求
1.一種檢測汽車輪胎的至少一個狀態(tài)參數(shù)的裝置，其包括至少一個罩胎輪，所述罩胎輪包括一個安裝于裝配輪輞上的外胎，一個測定與所述車輪有關(guān)的至少一個狀態(tài)參數(shù)的裝置，一個發(fā)射裝置，該裝置能夠發(fā)送表示所述檢測裝置檢測出來的數(shù)值的信號，一個接收裝置，該裝置能夠接收表示所述檢測裝置檢測出來的數(shù)值的所述信號，其特征在于其還包括一個檢測所述車輪位移的傳感器，該傳感器能夠在所述車輪移動時所述發(fā)射裝置是通電的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述檢測裝置與嵌裝在所述車輪內(nèi)的內(nèi)胎相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述檢測裝置嵌裝在所述裝配輪輞上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述位移傳感器是一個加速表開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于所述發(fā)射裝置嵌裝在所述內(nèi)胎壁上的一個徑向的內(nèi)部位置上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于所述發(fā)射裝置嵌裝在一個固定于所述內(nèi)胎壁上的套管上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述所述發(fā)射裝置、檢測裝置和位移傳感器安裝在同一個容器內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述用于測定至少一個狀態(tài)參數(shù)的裝置是一個壓力傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述用于測定至少一個輪胎狀態(tài)參數(shù)的裝置是一個溫度傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述發(fā)射裝置包括一個供電電池和一個用于檢測所述電池之電壓的裝置，所述發(fā)射裝置能夠?qū)⑼ㄟ^無線電頻率信號發(fā)射檢測到的電壓值。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于其還包括一個顯示裝置，該顯示裝置用于顯示表示由所述檢測裝置檢測到的數(shù)值的信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于其包括一個至少有兩個隔腔的內(nèi)胎，兩個隔腔彼此分開，每一個隔腔具有所述的檢測裝置。
13.一種汽車罩胎輪，其包括一個安裝在相應(yīng)的安裝輪輞上的外胎；一個用于測定與所述車輪相連接的外胎的至少一個狀態(tài)參數(shù)的裝置；一個能夠?qū)⒈硎舅鰴z測裝置檢測到的數(shù)值的信號發(fā)送出去的發(fā)射裝置；其特征在于其包括一個用于檢測所述車輪運動的傳感器，該傳感器能夠在所述車輪運轉(zhuǎn)時與所述的發(fā)射裝置是通電的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的罩胎輪，其特征在于所述檢測裝置與一個嵌裝在所述罩胎輪內(nèi)的內(nèi)胎相連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的罩胎輪，其特征在于所述檢測裝置嵌裝在所述安裝輪輞上。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的罩胎輪，其特征在于所述位移傳感器是一個加速表開關(guān)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的罩胎輪，其特征在于所述用于測定輪胎的至少一個狀態(tài)參數(shù)的裝置是一個壓力傳感器。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的罩胎輪，其特征在于所述用于測定輪胎的至少一個狀態(tài)參數(shù)的裝置是一個溫度傳感器。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的罩胎輪，其特征在于所述發(fā)射裝置、測定裝置及位移傳感器安裝在同一個容器內(nèi)。
20.一種檢測汽車罩胎輪的至少一個狀態(tài)參數(shù)的傳感器，所述罩胎輪包括一個安裝于一個裝配輪輞上的輪胎，所述傳感器包括一個用于測定所述輪胎的至少一個狀態(tài)參數(shù)的裝置；一個發(fā)射裝置，該裝置能夠?qū)⒈硎居伤鰴z測裝置檢測到的數(shù)值的信號發(fā)送出去；其特征在于其包括一個用于檢測車輪運動的傳感器，該傳感器能夠在所述車輪運轉(zhuǎn)時與所述發(fā)射裝置是通電的。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的傳感器，其特征在于該傳感器與一個嵌裝在所述車輪上的內(nèi)胎相連接。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的傳感器，其特征在于該傳感器嵌裝在所述安裝輪輞上。
23.根據(jù)權(quán)利要求20的傳感器，其特征在于該傳感器從外側(cè)嵌裝在所述安裝輪輞上。
24.根據(jù)權(quán)利要求20的傳感器，其特征在于所述發(fā)射裝置、測定裝置及位移傳感器安裝在同一個容器內(nèi)。
全文摘要
一種檢測汽車輪胎的至少一個狀態(tài)參數(shù)的裝置,其包括:一個安裝于相應(yīng)的裝配輪輞(3)上并形成一個環(huán)形空腔的輪胎(2),一個用于測量所述至少一個狀態(tài)參數(shù)的裝置,一個能夠以無線電頻率發(fā)射表示所述狀態(tài)參數(shù)的信號的發(fā)射裝置(600),一個能夠接收所述表示信號的裝置和一個用于顯示表示所述狀態(tài)參數(shù)之信號的裝置。
文檔編號B60C23/04GK1353651SQ00808336
公開日2002年6月12日 申請日期2000年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月2日
發(fā)明者雷納托·卡雷塔, 馬爾科·坎圖 申請人:倍耐力輪胎公司