CN103171377A - 一种用于胎压监测系统的无源传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于胎压监测系统的无源传感器，可极大延长胎压监测系统的使用寿命。该无源传感器包括温度传感器、压力传感器、无线传输模块和控制单元，无源传感器通过压电装置供电，压电装置安装在轮毂上并可随车轮滚动产生压电效应。本发明通过的无源传感器，通过安装在轮毂上的压电装置随车轮滚动产生压电效应来供电，突破了以往胎压监测系统使用独立锂电池供电的使用寿命瓶颈，并且由于压电材料相比锂电池的大功率小体积，使得胎压监测系统的功能更齐全，提高安全性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域，具体涉及一种用于胎压监测系统的无源传感器。
背景技术
作为一项很重要的主动安全技术，TPMS（胎压监测系统）已在欧美很多国家作为标配，美国和欧盟也出台了很多强制性法规，并且严格要求系统必须使用6年（10万公里）以上，目前市场上TPMS传感器均采用独立的锂电池进行供电，如果要求持续监测轮胎内的压力和温度，这样的电池无法满足使用6年以上的法规要求。而TPMS（胎压监测系统）的传感器通常安装在轮胎内，难以将其取出更换电池，因此，需要开发一种可保证胎压监测系统使用寿命的无源传感器。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于胎压监测系统的无源传感器，可极大延长胎压监测系统的使用寿命。
根据本发明提供的用于胎压监测系统的无源传感器，包括温度传感器、压力传感器、无线传输模块和控制单元，所述无源传感器通过压电装置供电，所述压电装置安装在轮毂上并可随车轮滚动产生压电效应。
本发明的用于胎压监测系统的无源传感器，通过安装在轮毂上的压电装置随车轮滚动产生压电效应来供电，突破了以往胎压监测系统使用独立锂电池供电的使用寿命瓶颈，并且由于压电材料相比锂电池的大功率小体积，使得胎压监测系统的功能更齐全，提高安全性。
具体的说，所述压电装置包括悬置梁、支座和质量块，所述悬置梁的上下层为压电材料，悬置梁的中间层是作为上下层共用电极的金属层，所述质量块位于悬置梁的自由端，悬置梁的另一端固定在支座上，悬置梁的上下层与所述温度传感器、压力传感器、无线传输模块和控制单元电连接。此外还可以有其他压电材料的安装方式，只要使得车轮滚动时压电装置能产生压电效应即可。
进一步的，所述压电装置还连接有储能模块，所述储能模块与所述温度传感器、压力传感器、无线传输模块和控制单元电连接。这样就可以使传感器在停车时仍能继续工作，保证胎压监测系统长期稳定的工作，提高安全性。
具体的说，所述储能模块由储能电容组成。所述压电材料为压电陶瓷。
进一步的，所述无源传感器的无线传输模块包括高频信号模块和低频信号模块。以往的胎压监测系统如果是同时安装高低信号模块，就需要更多或更大功率的锂电池，而本发明采用压电装置供电的无源传感器则解决了该问题。
进一步的，所述无源传感器还包括备用锂电池电源。如果汽车是安全性要求很高的高档车，则可以加装备用锂电池电源，以防止压电装置失效。
附图说明
图1为本发明的压电装置的结构示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
本发明的用于胎压监测系统的无源传感器，包括温度传感器、压力传感器、无线传输模块和控制单元，无源传感器通过压电装置供电，压电装置安装在轮毂上并可随车轮滚动产生压电效应。
具体的，本发明的压电装置包括悬置梁1、支座2和质量块3，悬置梁1的上层11和下层12均为压电陶瓷，悬置梁1的中间层13是作为上下层共用电极的金属层，质量块3位于悬置梁1的自由端，悬置梁1的另一端固定在支座2上，悬置梁1的上下层与温度传感器、压力传感器、无线传输模块和控制单元电连接。汽车开动后，随着车轮的滚动，质量块3受到离心力的作用，引起悬臂梁1变形，由于压电效应，压电装置悬置梁的上下层之间将产生变化的电动势，为胎压监测系统的传感器、无线模块和控制模块等供电。
为了使传感器在停车时仍能继续工作，保证胎压监测系统长期稳定的工作，提高安全性，压电装置还连接有储能模块。该储能模块与温度传感器、压力传感器、无线传输模块和控制单元电连接。本实施例的储能模块由电容组成。
以往的胎压监测系统如果是同时安装高低信号模块，就需要更多或更大功率的锂电池。本发明由于的胎压监测系统由于采用压电装置供电，可以在同时安装高频和低频信号模块时仍能保证胎压监测系统的使用寿命。
进一步的，如果汽车是安全性要求很高的高档车，则可以加装备用锂电池电源，以防止压电装置失效。
Claims (7)
1.一种用于胎压监测系统的无源传感器，其特征在于所述无源传感器包括温度传感器、压力传感器、无线传输模块和控制单元，所述无源传感器通过压电装置供电，所述压电装置安装在轮毂上并可随车轮滚动产生压电效应。
2.根据权利要求1所述的用于胎压监测系统的无源传感器，其特征在于所述压电装置包括悬置梁、支座和质量块，所述悬置梁的上下层为压电材料，悬置梁的中间层是作为上下层共用电极的金属层，所述质量块位于悬置梁的自由端，悬置梁的另一端固定在支座上，悬置梁的上下层与所述温度传感器、压力传感器、无线传输模块和控制单元电连接。
3.根据权利要求2所述的用于胎压监测系统的无源传感器，其特征在于所述压电装置还连接有储能模块，所述储能模块与所述温度传感器、压力传感器、无线传输模块和控制单元电连接。
4.根据权利要求3所述的用于胎压监测系统的无源传感器，其特征在于所述储能模块由储能电容组成。
5.根据权利要求2所述的用于胎压监测系统的无源传感器，其特征在于所述压电材料为压电陶瓷。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的用于胎压监测系统的无源传感器，其特征在于所述无源传感器的无线传输模块包括高频信号模块和低频信号模块。
7.根据权利要求6所述的用于胎压监测系统的无源传感器，其特征在于所述无源传感器还包括备用锂电池电源。
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