CN102729741A - 胎压传感器无线补充电能的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了胎压传感器无线补充电能的系统，传感器系统分为与胎压传感器一体的无线电能接收装置和固定在车轮附近的无线发射电能装置，与胎压传感器一体的无线电能接收装置安装在轮辋的气门嘴上。本发明克服了现有技术的不足，设计布局合理，采用小型充电电池为胎压传感器提供静态电能，通过外部电能发射装置补充电能，实现系统小体积、轻量化、长寿命工作。
Description
技术领域
本发明涉及胎压传感器供电技术领域，具体属于胎压传感器无线补充电能的系统。
背景技术
现有胎压传感器其工作所需电能，多是通过将电池安装在车胎内部，一旦安装，需要专用设备和专业人员才能对其拆装和更换。因此，为了避免频繁更换，要求胎压传感器供电的电池必须具备大容量、高可靠、长寿命等性能。而大容量和长寿命的电池也必然会增大体积和加大重量以及增加成本。由于胎压传感器安装在车轮的某一边，增加了体积和重量的电池会使车轮的重心产生偏移。汽车高速行驶时，这种车胎重心微小的偏移会造成车轮的摆动，给行车安全带来隐患。
本发明内容
本发明的目的是提供胎压传感器无线补充电能的系统，克服了现有技术的不足，设计布局合理，采用小型充电电池为胎压传感器提供静态电能，通过外部电能发射装置补充电能，实现系统小体积、轻量化、长寿命工作。
本发明采用的技术方案如下：
胎压传感器无线补充电能的系统，所述的传感器系统分为与胎压传感器一体的无线电能接收装置和固定在车轮附近的无线发射电能装置，与胎压传感器一体的无线电能接收装置安装在轮辋的气门嘴上。
所述的无线发射电能装置受控于车身控制器BCM并固定在车身上，发射电路线圈靠近气门嘴。
所述的胎压传感器包括气门嘴、电路板、无线接收线圈、电能管理模块、信号采集传感器、RF输出。
所述的无线接收线圈、电能管理模块、信号采集传感器、射频发射电路安装在PCB上，PCB固定于气门嘴尾端。
所述的PCB上的无线接收线圈与发射电路线圈的轴向保持平行。
所述的电能管理模块由高频电压转换、储能、稳压、充电电池、电能检测、充电请求、电能接收电路组成。
与已有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明实现系统小体积、轻量化、长寿命工作。系统根据车辆的停车和行驶状态，以及胎压传感器消耗电能的多少，自动检测内部电池的缺失量，同时向车身控制器BCM发出补充充电请求。车身控制器则根据胎压传感器电池的工作状态、胎内温度高低、无线电能转换效率等因素，控制补充电能的时段、电磁波发射强度以及补充电能时间的长短。在“按需补充”的原则下，使系统的能量消耗最低，无线补充电能的效率最高。
附图说明
图1为本发明的电能接收装置图；
图2为本发明的电能接收装置图。
具体实施方式
参见附图，胎压传感器无线补充电能的系统，传感器系统分为与胎压传感器一体的无线电能接收装置和固定在车轮附近的无线发射电能装置，与胎压传感器一体的无线电能接收装置安装在轮辋的气门嘴上。无线发射电能装置受控于车身控制器BCM并固定在车身上，发射电路线圈靠近气门嘴。胎压传感器包括气门嘴、电路板、无线接收线圈、信号采集传感器、RF输出等电路，其中高频电压转换、储能、稳压、充电电池、电能检测、充电请求、电能接收电路为一个电能管理模块，无线接收线圈、电能管理模块、信号采集传感器、射频发射电路安装在PCB上，PCB固定于气门嘴尾端，气门嘴前端与车轮轮辋固定，并提供车胎充、放气通道。为了让车轮的无线充电胎压传感器获取最多的无线电波，PCB上的无线接收线圈与发射线圈的轴向保持平行。
通常情况下胎压传感器工作的电源来自于系统内部的充电电池。当信号采集电路侦测到电池电量不足时，向充电请求电路发出补充电量请求。ECU收到补充电量的申请之后确认电池电量，同时检测轮胎内的温度、胎压、加速度参数。当ECU比对胎内参数，满足补充电能条件后（汽车行驶状态、胎压、胎内温度在报警值以下，高频电压转换、储能电路工作正常时），通过RF电路向系统主机BCM发出充电请求信号以及缺电轮胎代码，同时还将当前轮胎内的电池电压、温度、胎压、加速度等信号报告BCM。系统主机的BCM收到电量信息和胎内动态信息后，BCM控制无线发射装置向电能接收装置发送10-30秒断续的充电测试脉冲。电能接收装置将接收到的充电脉冲转换成充电电压后施加在电池上，同时观测电池电压的微小变化，可以依据dV/dt测算出高频电压转换电路的效率以及电池内阻等参数并反馈给电能发射装置。BCM根据轮胎反馈的信息计算电池的电能维持时间、电能缺失的多少等因素自动调节发射装置的发射功率的大小和电能发送时间。当道路颠簸胎压不正常以及停车或由于温度因素充电转换效率不高时，电能发射装置将避开此段时间进行补充充电。电能接收装置的前端电路是无线接收线圈构成的LC谐振回路，LC回路的谐振频率与发射装置的无线电波频率一致。当ECU比对胎内参数满足补充电能条件，后LC谐振回路启动并准备接收无线电能信号。无线接收线圈的LC回路的元件产生谐振，谐振后的电路二端将会产生较高的高频谐振电压，将这部分高频电压进行转换为直流电压并使用超级电容进行能量储存。与此同时，电能接收装置电路对高频转换电路的工作状态和储能情况进行检测。当接收的高频电压过低或电压转换效率过低时，无线发射电能装置将停止补充电能，以确保补充电能过程的有效和防止过量补充。
Claims (6)
1.胎压传感器无线补充电能的系统，其特征在于：所述的传感器系统分为与胎压传感器一体的无线电能接收装置和固定在车轮附近的无线发射电能装置，与胎压传感器一体的无线电能接收装置安装在轮辋的气门嘴上。
2.根据权利要求1所述的胎压传感器无线补充电能的系统，其特征在于：所述的无线发射电能装置受控于车身控制器BCM并固定在车身上，发射电路线圈靠近气门嘴。
3.根据权利要求1所述的胎压传感器无线补充电能的系统，其特征在于：所述的胎压传感器包括气门嘴、电路板、无线接收线圈、电能管理模块、信号采集传感器、RF输出。
4.根据权利要求3所述的胎压传感器无线补充电能的系统，其特征在于：所述的无线接收线圈、电能管理模块、信号采集传感器、射频发射电路安装在PCB上，PCB固定于气门嘴尾端。
5.根据权利要求3或4所述的胎压传感器无线补充电能的系统，其特征在于：所述的PCB上的无线接收线圈与发射电路线圈的轴向保持平行。
6.根据权利要求3所述的胎压传感器无线补充电能的系统，其特征在于：所述的电能管理模块由高频电压转换、储能、稳压、充电电池、电能检测、充电请求、电能接收电路组成。
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