CN102596599A - 带有排放阀的数字轮胎压力计量器 - Google Patents

Abstract

一种数字轮胎压力计量器具有带第一和第二端部的壳体。在壳体的第一端部处的端口适于与轮胎阀杆的针阀接合并将其打开。所述计量器还包括压力传感器和与该压力传感器电子通信的处理器。排放阀设置在壳体内并且排放杆与排放阀接触接合。当端口联接到轮胎阀杆时，在第一操作模式下，排放阀关闭并获得气压测量。在第二操作模式下，按压排放杆导致排放阀打开并允许空气经由压力计量器从轮胎排出。

Description

带有排放阀的数字轮胎压力计量器

相关申请

本申请要求提交于2009年6月4日的名称为“DIGITAL TIRE PRESSURE GAUGE WITH BLEED VALVE”（带有排放阀的数字轮胎压力计量器）的美国专利申请序列号No. 12/478,455的优先权，该专利申请的主题全文以引用方式结合。

技术领域

本发明涉及压力测量和压力计量器，更具体地涉及数字轮胎压力计量器。

背景技术

压力计量器常规地用于测量气体或液体的压力，诸如气压。作为实例，轮胎压力计量器测量车辆轮胎的充气压力，这样的信息可用于保持最佳轮胎性能和避免不必要的磨损。在一些情况下，轮胎压力计量器临时联接到轮胎的阀杆以测量轮胎内的气压。在其它情况下，轮胎压力计量器安装到阀杆上。

发明内容

根据本发明的实施例，数字轮胎压力计量器包括具有第一和第二端部的壳体。端口定位在壳体的第一端部处并适于与轮胎阀杆的针阀接合和将其打开。压力传感器设置在壳体内。轮胎压力计量器还包括与压力传感器电子通信的处理器。排放阀设置在壳体内。排放杆与排放阀接触接合。当端口联接到轮胎阀杆时，在第一操作模式下，排放阀关闭并获得气压测量。在第二操作模式下，当被按压时，排放杆导致排放阀打开而允许空气经由压力计量器从轮胎排出。

本发明的另一方面包括一种用于从轮胎排出过量空气的方法。该方法包括将轮胎压力计量器的端口接合到轮胎的阀杆的步骤。轮胎压力计量器包括与轮胎中的空气可开关地流体连通的排放阀和与排放阀接触的排放杆。排放杆适于接通和切断排放阀与轮胎中的空气的流体连通。该方法接着包括按压排放杆以导致至少一些空气经由压力计量器中的排气阀从轮胎排出的步骤。

附图说明

通过结合附图考虑本发明的示例性实施例的以下详细描述，将便于理解本发明，附图中类似的数字是指类似的部件，并且在附图中：

图1是根据本发明的实施例的数字轮胎压力计量器的透视图；

图2是根据本发明的实施例的图1的计量器的俯视图；

图3是根据本发明的实施例的图1的计量器的仰视图；

图4是根据本发明的实施例的图1的计量器的侧视图；

图5是根据本发明的实施例的图1的计量器的部件的示意图；

图6是根据本发明的实施例的图1的计量器的透视剖面图；

图7A是根据本发明的实施例的图1的计量器的剖面图，其中计量器处于压力测量模式中并且排放阀机构处于关闭状态；

图7B是根据本发明的实施例的图1的计量器的剖面图，其中计量器处于排放模式中，并且排放阀机构处于打开状态以将空气从计量器和轮胎中排出；

图8是根据本发明的一个方面的使用图1的计量器检查气压并在过度充气时从轮胎中排出过量空气的过程流程；以及

图9A和图9B是准备图1的计量器以供使用的某些步骤的过程流程图。

具体实施方式

应当理解，本发明的附图和描述已经被简化以示出有利于清楚理解本发明的元件，同时为清楚起见，除去了在典型的轮胎压力计量器和数字轮胎压力计量器中存在的许多其它元件。然而，由于这些元件是本领域熟知的，并且由于它们不便于更好地理解本发明，本文中不提供对这些元件的讨论。本公开涉及本领域的那些技术人员已知的所有的这些变型和修改。

此外，应当理解，图中示出的壳体、显示器和一般构造的若干视图包括许多装饰性或装饰用的特征，在保持装置的实用性且不脱离本发明的范围和精神的情况下，这些特征的方面的细节可以改变。

参见图1-4，示出了根据本发明的实施例的数字轮胎压力计量器100。计量器100具有大致环绕的壳体或壁110。在示例性实施例中，壳体110包括顶盖115和底壁120。在其它实施例中，壳体110可具有多于或少于两个的盖。计量器100包括端口30，端口30适于与合适的轮胎阀杆上的针阀接合并将其打开。轮胎阀杆通常具有管的形式并在接近其端部的外部上带有螺纹以允许附接保护帽，并且具有不同地称为销阀、排放阀或施拉德（Schrader）阀的阀。这类阀通过气压和迫使止挡件与开口接触的弹簧的组合来保持常闭。从阀中延伸出的销可被诸如服务站空气软管的喷嘴内的活塞向内推进，以打开阀并允许将加压空气引入轮胎中。端口30可包括这样的销。

光源140提供在端口30附近并可用于照明。在示例性实施例中，光源140为发光二极管(LED)。光源140可经由开关170操作。在示例性实施例中，开关170具有按钮的形式。光源140的优点是使用者可使用其照明在无光区或光线不足区定位轮胎阀杆，并避免不得不摸索轮胎阀杆。

夹持区135设置在顶盖115上邻近端口130的端部。在示例性实施例中，夹持区135包括脊并具有与人的拇指的轮廓互补的曲率。顶盖115还包括显示器150和一组按钮155。显示器150包括可为例如液晶显示器的字母数字显示器。壳体110还包括在邻近显示器150的端部的通孔160。在示例性实施例中，孔160适于接收用于方便处理和存储计量器100的系索。排放杆145围绕在底盖120上邻近端口30的端部处的点165枢转。

计量器100包括位于壳体110内的压力传感器（未示出）。现在另外参见图5，图中示出了适用于图1-4的计量器100的布置500的框图。示例性的布置500通常包括处理器510、可选的模数(a/d)转换器540、压力传感器530、存储器550、显示器560、音频装置580和输入按钮组570。

如本文所用，“处理器”通常是指可包含在一个或多个硅片和/或集成电路(IC)板上且包含中央处理单元(CPU)的电路布置。CPU通常可包括执行算术和逻辑运算的算术逻辑单元(ALU)、以及从存储器中提取指令并解码和执行指令并且在必要时访问ALU的控制单元。

仅以非限制性示例的方式，处理器510可采取微处理器的形式，并且可以是带有嵌入的模数转换器的低功率CMOS处理器。本发明可与计算机存储产品或计算机可读介质一起操作，该计算机存储产品或计算机可读介质包括用于执行各种由计算机实现的操作的程序代码。计算机可读介质是任何一种数据存储装置，其能够存储随后可由诸如微处理器的计算机系统读取的数据。介质和程序代码可以是为本发明的目的专门设计和构造的那些，或者可以是在计算机软件领域的普通技术人员所熟知的类型。计算机可读介质的示例包括但不限于：诸如硬盘、软盘和磁带的磁介质；诸如CD-ROM盘的光学介质；磁光学介质；以及专门配置的硬件装置，诸如专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、以及ROM和RAM装置。程序代码的示例包括例如由编译器产生的机器代码或者包含可用解释器执行的更高等级代码的文件。

处理器510可包括多个输入和输出。在图5中示出的示例性配置中，处理器510具有可选地经由模数转换器(A/D)540与压力传感器530联接的输入。例如，在压力传感器530提供表示使用端口30感测到的压力的模拟输出信号的情况下，A/D转换器540可将表示从压力传感器530输出的模拟信号的数字信号通信至处理器510。在压力传感器530直接提供数字信号的情况下，可以可选地省略A/D转换器540。另外，在处理器510适于直接接收从压力传感器530输出的模拟信号的情况下，可以可选地省略A/D转换器540。A/D转换器540可基于例如壳体110的尺寸限制、压力传感器530的预期输出、用于处理器510的可接受输入和用于计量器100的可用电源520进行选择。处理器510还可联接到存储器550以允许其访问存储器550的数据内容。

压力传感器530可以是用于检测流体压力（特别是空气压力）的多种常规传感器中的任何一种，并被选择为在特定应用中预期的压力范围内提供可接受的响应。以举例的方式，压力传感器530可结合基于MEMS的压模。

在示例性实施例中，输入按钮组570包括三个按钮：标记为“设置”("SET”)的第一按钮、标记为“向上”("UP”)的第二按钮和标记为“向下”("DOWN”)的第三按钮。在其它实施例中，组570可包括多于或少于三个的不同功能的按钮。

现在参见图6，示出了计量器100的局部剖面透视图。传感器壳体630设置在壳体110内。空气通道610和空气室620被限定在传感器壳体630内。来自轮胎的空气通过空气通道610流入空气室620。在示出的实施例中，排放阀600设置在传感器壳体630内。排放阀600可经由排放杆145操作。

现在参见图7A，示出了排放阀600在第一操作模式下的剖面图。在示例性实施例中，传感器壳体630由例如ABS的塑料材料制成。在该示出的实施例中，插件730由黄铜制成并与传感器壳体630模制在一起。插件730的内表面具有限定在其上的内螺纹。杆管720具有限定在其外表面上的外螺纹并与插件730螺纹接合。在示例性实施例中，杆管720由镀镍黄铜制成。杆710插入杆管720中。杆710与排放杆145在第一端部处接触接合。杆710具有第一头部750，第一头部750远离第一端部并在杆管720外径向地突出。杆710具有第二头部770，第二头部邻近第一端部并在杆管720内径向地突出。弹簧740沿着杆710设置在杆管720内的第二头部770和台阶760之间。在图7A中，第一头部750示出为覆盖杆管720的开口760（图7B）。因此，排放阀600与轮胎中的空气可开关地流体连通。

现在参见图7B，示出了排放阀600在第二操作模式下的剖面图。在第二操作模式下，当朝计量器100按压排放杆145时，杆145围绕点165枢转并迫使杆710进一步进入杆管720内。由此导致头部750远离开口760移动，从而为空气通道610和空气室620中的空气形成经杆管720排出的通路。当将在杆145上的压力移除时，压缩在第二头部770和台阶760之间的弹簧740使杆710朝排放杆145推进。因而，头部750关闭开口760，从而关闭空气通路。因此，排放杆145适于接通和切断排放阀600与轮胎中的空气的流体连通。

现在参见图8，示出了用于检查轮胎的气压和在过度充气时从轮胎中排出过量空气的过程流程。在框810中，压力计量器100与轮胎的阀杆接合。在显示器150中检查轮胎的气压。在框830中，使用者检查测量气压是否高于阀值。如果测量气压不高于阀值，在框850中，使用者将压力计量器从阀杆脱离。然而，如果测量的气压高于阀值，在框840中，则在保持压力计量器与阀杆接合的同时，使用者按压排放杆145以使过量的空气通过压力计量器从轮胎中排出。重复框820、830和840中的步骤，直到测量气压不再高于阀值。在示例性实施例中，音频装置580（图5）发出第一声音以表示计量器100已获得气压读数，该读数显示在显示器560（图5）上。在示例性实施例中，音频装置580（图5）适于发出一系列声音，以表示测量气压是否高于或低于阀值压力。

本发明所述实施例的优点在于排放阀600便于从车辆轮胎排出空气，而不必从轮胎阀杆移除压力计量器100。当使用者对轮胎充气时，使用者有可能意外地将轮胎过度充气。常规地，使用者接着通过将轮胎压力计量器接合到阀杆来测量轮胎气压。如果测量的气压超过所需压力水平，使用者必须移除压力计量器并手动地从轮胎中排出过量的空气。然后，使用者不得不再次接合压力计量器以检查轮胎气压。必须重复这些步骤，直到达到所需轮胎压力阀值为止。带有排放阀的轮胎压力的优点在于使用者不必从阀杆移除压力计量器，相反，在保持压力计量器与阀杆接合的同时，使用者只需要按压排放杆并从轮胎排出过量的空气。使用者可通过释放排放杆间断地停止排出过量空气，并检查显示器上的气压和重复这些步骤，直到轮胎不再过度充气。

现在参见图9A和图9B，示出了根据本发明的一个方面且适于与压力计量器100（图1）一起使用的过程900的框图表示。在由框905所示的初始步骤中，在对计量器100（图1）初始加电时，计量器进入默认的初始显示模式。在默认模式中，处理器510（图5）诸如从存储器550（图5）访问存储的默认目标压力和存储的默认单元并导致目标和单元被显示，如框910所表示的。

响应于如框912所表示的“设置（SET）”信号，计量器100进入如框915所显示的显示单元选择模式。在显示单元选择模式中，单元将闪烁以提示使用者选择单元。例如，初始地，PSI可能闪烁。响应于使用者按压向上和向下键，正在闪烁的单元将改变。如框917和920所表示的，响应于另外的“设置（SET）”信号，将选择用于显示的单元并将其存储在存储器中，并且如框925所指示的，装置将进入目标设置模式。

在目标设置模式中，提示使用者输入第一目标轮胎压力，如框930所表示的。第一轮胎压力可用于例如前轮胎。这种提示可表现为引起与诸如前轮或后轮的一组车轮相对应的发光器闪烁的形式。默认的目标轮胎压力被显示并响应于使用者对向上和向下按钮的按压而增加和减少。当显示所需的第一目标轮胎压力时，使用者可按压“设置”（SET）按钮。这将生成如框935所表示的“设置（SET）”信号到处理器510（图5），处理器510将如框940所表示的在存储器550（图5）中把当时显示的值存储为第一目标轮胎压力。参见图9B，处理器可接着提示使用者输入第二目标轮胎压力，如框945所表示的。第二目标轮胎压力可用于后轮胎。这种提示可表现为引起与后车轮相对应的发光器闪烁的形式。可以显示默认的第二目标轮胎压力。显示的第二目标轮胎压力可响应于使用者对向上和向下按钮的按压而增加和减少。当显示所需第二目标轮胎压力时，使用者可按压“设置”（SET）按钮，如框947所表示的。作为响应，处理器将在存储器中存储当时显示的第二目标轮胎压力，如框950所表示的。然后该装置将进入远程显示操作模式。

虽然已经参考以上描述的实施例描述了上述发明，但在不脱离本发明的精神的情况下可进行各种修改和变化。因此，所有这些的修改和变化被视为在所附权利要求的范围内。

Claims (18)

1. 一种数字轮胎压力计量器，包括：

壳体，所述壳体具有第一和第二端部；

端口，所述端口位于所述壳体的所述第一端部处，所述端口适于与轮胎阀杆的针阀接合并将所述针阀打开；

压力传感器，所述压力传感器设置在所述壳体内；

处理器，所述处理器与所述压力传感器电子通信；

排放阀，所述排放阀设置在所述壳体内；以及

排放杆，所述排放杆与所述排放阀接触接合，

其中，当所述端口联接到所述轮胎阀杆时，在第一操作模式下，所述排放阀关闭并且获得气压测量，并且，在第二操作模式下，当被按压时，所述排放杆导致所述排放阀打开并允许空气经由所述压力计量器从所述轮胎排出。

2. 根据权利要求1所述的数字轮胎压力计量器，还包括相邻于所述端口的光源。

3. 根据权利要求2所述的数字轮胎压力计量器，还包括适于操作所述光源的开关。

4. 根据权利要求3所述的数字轮胎压力计量器，其中所述开关为按钮。

5. 根据权利要求1所述的数字轮胎压力计量器，还包括字母数字显示器，所述显示器与所述处理器电子通信。

6. 根据权利要求5所述的数字轮胎压力计量器，其中所述字母数字显示器适于显示图形。

7. 根据权利要求1所述的数字轮胎压力计量器，还包括存储器，所述存储器与所述处理器电子通信。

8. 根据权利要求1所述的数字轮胎压力计量器，其中所述壳体还包括位于所述第一端部处的夹持区。

9. 根据权利要求8所述的数字轮胎压力计量器，其中所述夹持区包括多个脊。

10. 根据权利要求1所述的数字轮胎压力计量器，其中所述壳体还包括位于所述第二端部处的通孔。

11. 根据权利要求1所述的数字轮胎压力计量器，还包括与所述处理器电子通信的多个输入按钮。

12. 根据权利要求1所述的数字轮胎压力计量器，还包括音频装置，所述音频装置与所述处理器电子通信。

13. 根据权利要求1所述的数字轮胎压力计量器，还包括电源。

14. 一种用于从轮胎排出过量空气的方法，所述方法包括以下步骤：

将轮胎压力计量器的端口接合到所述轮胎的阀杆，其中所述轮胎压力计量器包括：

排放阀，所述排放阀与所述轮胎中的所述空气可开关地流体连通；以及

排放杆，所述排放杆与所述排放阀接触接合，其中，所述排放杆适于接通和切断所述排放阀与所述轮胎中的所述空气的流体连通；

在保持所述轮胎压力计量器的所述端口与所述阀杆接合的同时，按压所述排放杆以导致至少一些空气经由所述压力计量器中的所述排放阀从所述轮胎排出。

15. 根据权利要求14所述的方法，还包括在所述按压步骤之前测量气压的步骤，其中所述按压步骤仅在所述测量气压高于阀值压力时进行。

16. 根据权利要求15所述的方法，其中所述轮胎压力还包括存储器，所述存储器适于存储所述阀值压力。

17. 根据权利要求15所述的方法，其中所述轮胎压力计量器还包括字母数字显示器，所述显示器适于显示所述测量的气压。

18. 根据权利要求15所述的方法，其中所述轮胎压力计量器还包括音频装置，所述装置适于在所述测量的气压高于所述阀值压力时发出声音。

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