[发明专利]具有无线数据传输的制动衬块磨损传感器

说明书

一种车辆车轮监测装置包括轮胎压力监测单元、被设置在车辆的车轮处的轮胎压力传感器单元以及被设置在车辆的车轮处的制动衬块磨损传感器单元。制动衬块磨损传感器单元包括制动衬块磨损传感器和无线传输器，无线传输器被配置为接收从制动衬块磨损传感器发出的信号并且将该信号无线地传输到轮胎压力监测单元。能量采集装置被配置为将来自外部源的能量转换成电能，并且将电能提供给制动衬块磨损传感器单元和传输器。制动衬块磨损传感器单元和轮胎压力传感器单元由轮胎压力监测单元监测。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的车轮监测装置，该车轮监测装置包括被设置在车辆的车轮处的轮胎压力传感器、被设置在车辆的车轮处的制动衬块磨损传感器、以及设置在车辆中在远离车辆的车轮的位置处的用于监测和控制传感器的轮胎压力监测单元。

背景技术

为了确保乘客安全，车辆包括监测各种车辆组件和系统的情况的很多类型的传感器系统。例如，监测制动衬块厚度很重要。虽然制动衬块磨损很慢，但适当的刹车操作对于保持最小的制动衬块厚度至关重要。在一些车辆中，使用牺牲制动衬块磨损传感器来检测制动衬块磨损，牺牲制动衬块磨损传感器安装在制动衬块附近的载体上使得其与制动衬块串行地接触制动盘并且与制动衬块并行地磨损。制动衬块传感器通过电缆连接到电子控制单元，该电子控制单元确定传感器的电阻率，该电阻率又对应于制动衬块的厚度。由于制动衬块附近的高温环境，电缆用于将制动衬块传感器连接到与制动衬块传感器相关联的电子设备，包括电子控制单元。

发明内容

在一些方面，一种车辆车轮监测装置包括：被设置在车辆中在远离车辆的车轮的位置处的轮胎压力监测单元；被设置在车辆的至少一个车轮处的轮胎压力传感器单元；以及被设置在车辆的至少一个车轮处的制动衬块磨损传感器单元。制动衬块磨损传感器单元包括：被配置为检测车轮的制动衬块的磨损情况并且发出表示磨损情况的信号的制动衬块磨损传感器、被配置为接收从制动衬块磨损传感器发出的信号并且将其无线地传输到远程设备的无线传输器、以及被配置为将来自外部源的能量转换成电能的电源，例如电池或能量采集装置。电源被配置为向制动衬块磨损传感器单元和传输器提供电力。车辆的制动衬块磨损传感器单元和轮胎压力传感器单元中的每个由轮胎压力监测单元监测和控制。

车轮监测装置可以包括以下特征中的一个或多个：能量采集装置通过使用在制动衬块的基于摩擦的制动操作期间生成的热能来产生电力。能量采集装置与支撑制动衬块的结构物理接触，并且在制动衬块的基于摩擦的制动操作期间生成的热能通过制动衬块和支撑制动衬块的结构经由热传导传递到能量采集装置。无线传输器远离制动衬块，并且制动衬块磨损传感器经由导电线束电连接到无线传输器。能量采集装置是热电能量采集器，该热电能量采集器包括具有第一向外表面和相对的第一向内表面的第一陶瓷板、具有第二向外表面和相对的第二向内表面的第二陶瓷板、以及设置在第一层与第二层之间的p型半导体元件和n型半导体元件。p型半导体元件和n型半导体元件被布置成阵列，其中p型半导体元件与n型半导体元件交替并且在阵列的p型半导体元件与n型半导体元件之间形成串联电路。第一陶瓷板和第二陶瓷板布置成叠层使得第一向内表面和第二向内表面面对p型半导体元件和n型半导体元件，以及当第一向外表面处于比第二向外表面更高的温度时，在电路内有电流生成。制动衬块磨损传感器单元包括电子单元，该电子单元被配置为提供对从制动衬块磨损传感器发出的信号的信号获取和信号处理，并且无线传输器被配置为将来自电子单元的输出传输到轮胎压力监测单元。来自电子单元的输出包括与制动衬块的磨损情况相对应的信号和唯一地标识制动衬块磨损传感器的标识符。电子单元包括能够与轮胎压力监测单元一起操作的专用集成电路。轮胎压力传感器单元包括被电子单元，该电子单元配置为提供对从轮胎压力传感器发出的信号的信号获取和信号处理，并且轮胎压力传感器单元的电子单元包括以与制动衬块磨损传感器单元的专用集成电路相同的方式操作的专用集成电路。能量采集装置是被配置为检测振动并且将检测到的振动转换成电力的装置。