CN103434346A - 轮胎气嘴帽及轮胎状态监测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了轮胎气嘴帽及轮胎状态监测装置及系统。轮胎气嘴帽包括设置在气嘴帽中内的电池仓，电池仓中设有电极触点。一种轮胎状态监测装置包括轮胎气嘴帽、设置在轮胎外部的电池、金属导体和设置在轮胎内部的状态检测主控电路，状态检测主控电路依次通过轮胎气嘴中的金属导体和轮胎气嘴帽中的电极触点与电池电性连接。轮胎状态监测系统包括了轮胎状态检测装置。本发明同时克服了传统轮胎状态监控系统的安装困难、可维护性差、可靠性差和更换电池困难等问题，而且其结构简单，成本低廉，可带来良好的经济、社会效益。本发明可广泛应用于汽车轮胎状态监测领域。

Description

轮胎气嘴帽及轮胎状态监测装置及系统

技术领域

本发明涉及适用于车装的测量装置，尤其涉及轮胎气嘴帽及轮胎状态监测装置及系统。

背景技术

在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。据统计，在中国高速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起的，美国汽车工程师协会的调查统计也表明，美国每年有26万起交通事故是由于轮胎故障引起的，而75%的轮胎故障是由轮胎气压不足或渗漏造成的。爆胎造成的经济损失巨大。据国家橡胶轮胎质量监督中心的专家分析，保持标准的车胎气压行驶和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。而TPMS——汽车胎压监视系统毫无疑问将是解决这一问题最理想的工具。有鉴于此，在2000年美国国会通过了TREAD法案。TREAD法案的要求之一是到2007年，所有在美国销售的汽车都必须安装轮胎压力监视系统。

胎压监测系统不仅能在轮胎出现高压，低压，高温时报警提醒车主注意行车安全，而且也能帮助车主节油省钱，成为汽车低碳环保一族。胎压监测系统TPMS相关统计数据显示：汽车缺气行驶将多消耗3.3%的燃油。很多车主可能都不知道轮胎有缓慢自然漏气的现象，轮胎气压不足都浑然不知。

通过胎压监测系统时刻了解轮胎状况，预防爆胎，节油环保。TPMS的需求使一个新兴产业正在兴起。

但是现在的轮胎状态监测系统还是存在着不少需要完善改进的地方。目前市场广泛使用的直接式胎压监测系统中，均采用了完全内置在轮胎内部的监测装置安装结构的内置直接式系统和完全外置在轮胎外部的监测装置安装结构的外置直接式系统。这两种安装方式都具有明显的缺点，内置结构存在安装维护性差和更换电池困难的问题，外置结构则存在安装固定不易、抗震动能力差和极易被盗等问题。另外，现有技术中虽也有采用无线供电的方式为内置轮胎压力监测装置供电的间接式系统，但这种方式供电电量少、电压不稳定，限制了轮胎状态监测装置的正常工作和功能拓展。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种方便电池安装更换的轮胎气嘴帽。

为了解决上述技术问题，本发明的另一个目的是提供一种可维护性好、性能高效稳定、结构简单及防盗性能好的轮胎状态监测装置。

为了解决上述技术问题，本发明的另一个目的是提供一种可维护性好、性能高效稳定、结构简单及防盗性能好的轮胎状态监测系统。

本发明所采用的技术方案是：

轮胎气嘴帽，其包括设置在气嘴帽中内的电池仓，电池仓中设有电极触点。

优选的，其内壁有用于使轮胎气嘴帽与轮胎气嘴固定连接的内圈导电螺纹，所述内圈导电螺纹与所述电极触点电性连接；所述轮胎气嘴帽中安装有电池，所述电池的正极或负极与电极触点电性连接。

一种轮胎状态监测装置，其包括：轮胎气嘴帽, 其内设有电池仓，电池仓中设有电极触点；电池，所述电池设置在电池仓中；金属导体，所述金属导体设置在轮胎气嘴中；状态检测主控电路，所述状态检测主控电路设置在轮胎内部；所述状态检测主控电路依次通过轮胎气嘴中的金属导体和轮胎气嘴帽中的电极触点与电池电性连接。

优选的，所述金属导体为轮胎气嘴座和设置在轮胎气嘴座中的气嘴顶针；所述电池的第一电极与轮胎气嘴座电性连接，所述电池的第二电极与气嘴顶针电性连接。

优选的，所述轮胎气嘴座和气嘴顶针之间还填充有用于隔离轮胎气嘴座和气嘴顶针的绝缘体。

优选的，所述气嘴帽内壁有用于使轮胎气嘴帽与轮胎气嘴固定连接的内圈导电螺纹，所述内圈导电螺纹与所述电极触点电性连接；所述轮胎气嘴座外圈具有与内圈导电螺纹匹配的外圈导电螺纹，所述外圈导电螺纹与电池的第一电极电性连接。

优选的，所述状态检测主控电路包括状态监测单元和信号传输单元，所述电池通过金属导体分别为状态监测单元和信号传输单元供电。

优选的，所述的状态监测单元包括压力传感器、温度传感器、加速度传感器和电池监控模块，所述信号传输单元为无线通信模块，所述电池分别为压力传感器、温度传感器、加速度传感器、电池监控模块供电和无线通信模块供电。

一种轮胎状态监测系统，所述轮胎状态监测系统包括：用于对轮胎状态进行监测并将状态信息通过无线通信方式发送出去；无线收发模块，用于与所述的无线通信模块进行无线通信；控制单元，所述控制单元安装于车内，其通过无线收发模块与轮胎状态检测装置无线连接；报警装置，所述报警装置安装于车内，其输入端与控制单元的输出端连接，用于根据轮胎状态监测装置发出的状态信息发出相应警报。

优选的，所述报警装置包括光电显示装置和/或声音报警装置，所述光电显示装置和声音报警装置均接收来自控制单元的控制信号。

本发明的有益效果是：

本发明轮胎气嘴帽内置可容纳电池的电池仓，可方便电池的安装和更换。

本发明轮胎状态监测装置，通过一种巧妙的分离式结构，将电池和监测电路组件分别安装于轮胎外部和轮胎内部，并通过独特的气嘴结构完成电池与电路组件的连接，从而一举解决上述监测系统存在的种种问题，既克服内置安装的安装困难、可维护性差和更换电池困难等问题，又克服了外置安装的防盗性差、寿命短和可靠性差等问题，而且系统从此不再受限于电池的容量限制，从而可以实现更为复杂和先进的功能，包括高压、低压、高温、低温、加速度等，甚至可实现自动补胎及防爆胎等功能。而且其结构简单，成本低廉，可带来良好的经济、社会效益。

本发明轮胎状态监测系统，包括了轮胎状态监控装置，车内的控制单元通过无线方式与轮胎状态监测装置连接，实现了对轮胎状态的监测，并可根据轮胎状态信息做出响应，例如发出报警或减慢车速等等。

本发明可广泛应用于汽车轮胎状态监测领域。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明轮胎气嘴帽一种实施例的结构示意图；

图2是本发明轮胎状态监测装置一种实施例的电路结构示意图；

图3是本发明轮胎状态监测装置局部安装结构示意图；

图4是本发明轮胎状态监测系统一种实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，轮胎气嘴帽10，其包括设置在气嘴帽中内的电池仓11，电池仓11中设有电极触点12。电池仓11用于容纳为轮胎内部电路供电的电池。 

优选的，其内壁有用于使轮胎气嘴帽10与轮胎气嘴固定连接的内圈导电螺纹13，所述内圈导电螺纹13与所述电极触点12电性连接；所述轮胎气嘴帽10中安装有电池，所述电池的正极或负极与电极触点12电性连接。

本发明巧妙地把电池设置在气嘴帽中，安装或更换电池的时候用户只需拧下气嘴帽即可方便的实现，克服了内置电池安装或更换困难，甚至还要专业人士采用专业工具才能完成的缺点；另外，由于气嘴帽中只安装了电池而并无主控电路模块，克服了外置电路安装时候容易被盗导致损失较大和电路受震动稳定性不够的缺点。

如图2、图3所示，一种轮胎状态监测装置，其包括：轮胎气嘴帽10, 其内设有电池仓11，电池仓11中设有电极触点12；电池，所述电池设置在电池仓11中；金属导体，所述金属导体设置在轮胎气嘴中；状态检测主控电路30，所述状态检测主控电路30设置在轮胎内部；所述状态检测主控电路30依次通过轮胎气嘴中的金属导体和轮胎气嘴帽10中的电极触点12与电池电性连接。轮胎状态监测装置，通过一种巧妙的分离式结构，将电池和监测电路组件分别安装于轮胎外部和轮胎内部，并通过独特的气嘴结构完成电池与电路组件的连接，从而一举解决上述监测系统存在的种种问题，既克服内置安装的安装困难、可维护性差和更换电池困难等问题，又克服了外置安装的防盗性差、寿命短和可靠性差等问题，而且系统从此不再受限于电池的容量限制，从而可以实现更为复杂和先进的功能，包括高压、低压、高温、低温、加速度等，甚至可实现自动补胎及防爆胎等功能。金属导体可以是车胎气嘴座23和气嘴顶针21，也可以是穿过轮胎气嘴的导线等。

优选的，所述金属导体为轮胎气嘴座23和设置在轮胎气嘴座23中的气嘴顶针21；所述电池的第一电极与轮胎气嘴座23电性连接，所述电池的第二电极与气嘴顶针21电性连接。

如图3所示，轮胎气嘴座穿过轮胎轮毂40连接轮胎内部和轮胎外部，轮胎状态监测装置轮胎状态检测装置巧妙地利用该特性，用于传送电信号。由于轮胎气嘴座23和气嘴顶针21均具有导电介质，故可利用轮胎气嘴座23和气嘴顶针21传输电池的两极电信号。例如可利用轮胎气嘴座23连接电池正极，利用气嘴顶针21连接电池负极；或利用气嘴顶针21连接电池负极，利用轮胎气嘴座23连接电池负极。

优选的，所述轮胎气嘴座23和气嘴顶针21之间还填充有用于隔离轮胎气嘴座23和气嘴顶针21的绝缘体22。所述的绝缘体22在起到密封轮胎和固定顶针21作用的同时，还起到了绝缘作用。

优选的，所述气嘴帽内壁有用于使轮胎气嘴帽10与轮胎气嘴固定连接的内圈导电螺纹13，所述内圈导电螺纹13与所述电极触点12电性连接；所述轮胎气嘴座23外圈具有与内圈导电螺纹13匹配的外圈导电螺纹24，所述外圈导电螺纹24与电池的第一电极电性连接。轮胎气嘴帽10和气嘴座23之间采用螺纹连接，使得轮胎气嘴帽10的安装更加方便而且稳固；显然的，也可采用其它安装连接方式，如扣合式连接结构。

优选的，所述状态检测主控电路30包括状态监测单元和信号传输单元，所述电池通过金属导体分别为状态监测单元和信号传输单元供电。状态监测单元可以包括压力传感器、温度传感器、加速度传感器和电池监控模块等的一种或几种组合，具体可根据用户需要定制。

本实施例中，状态检测主控电路30包括信息处理单元，所述信息处理单元分别与状态检测单元和信号传输单元连接。状态检测电源采集车胎的状态信息，如压力、温度、加速度和电池电量等，发送到信息处理单元，信息处理单元对车胎信息进行处理之后形成状态信息数据通过信号传输单元将信息发送出去。

优选的，所述的状态监测单元包括压力传感器、温度传感器、加速度传感器和电池监控模块，所述信号传输单元为无线通信模块，所述电池分别为压力传感器、温度传感器、加速度传感器、电池监控模块供电和无线通信模块供电。

本实施例中，无线通信模块可实现无线发送和无线接收两个功能，除了发送车胎状态信息数据之外，还可以接收来自车内控制单元的控制信号。

相对于现有技术，轮胎状态检测装置的区别和优势如下表所示：

	间接式系统	外置直接式系统	内置直接式系统	本发明
					安装方式	轮胎内部	气嘴外端	气嘴内端	气嘴两端
准确性	差	一般	好	好
					快速性	一般	快	极快	极快
可维护性	差	好	极差	好
					成本	较低	高	一般	一般
防盗性	极好	极差	极好	好
					功能扩展性	极差	极差	一般	极好
省电要求	无	低	极高	极低

如图4所示，一种轮胎状态监测系统，所述轮胎状态监测系统包括：用于对轮胎状态进行监测并将状态信息通过无线通信方式发送出去；无线收发模块，用于与所述的无线通信模块进行无线通信；控制单元，所述控制单元安装于车内，其通过无线收发模块与轮胎状态检测装置无线连接；报警装置，所述报警装置安装于车内，其输入端与控制单元的输出端连接，用于根据轮胎状态监测装置发出的状态信息发出相应警报。轮胎状态监测系统实现了对轮胎状态的监测，并可根据轮胎状态信息做出响应，例如发出报警或减慢车速等等。

本实施例中，轮胎状态检测系统可以通过控制单元被动地接收车胎监测装置发送过来的车胎状态信息数据，也可以通过控制单元主动地向车胎状态检测装置发送数据采集命令，采集车胎状态信息。

优选的，所述报警装置包括光电显示装置和/或声音报警装置，所述光电显示装置和声音报警装置均接收来自控制单元的控制信号。

本实施例中，控制单元的输出端还连接有输出驱动单元，可以根据车胎状态信息判断并驱动刹车或其它安全保护装置。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.轮胎气嘴帽，其特征在于，其包括设置在气嘴帽中内的电池仓，电池仓中设有电极触点。

2.根据权利要求1所述的轮胎气嘴帽，其特征在于，其内壁有用于使轮胎气嘴帽与轮胎气嘴固定连接的内圈导电螺纹，所述内圈导电螺纹与所述电极触点电性连接；所述轮胎气嘴帽中安装有电池，所述电池的正极或负极与电极触点电性连接。

3.一种轮胎状态监测装置，其特征在于，其包括：

轮胎气嘴帽, 其内设有电池仓，电池仓中设有电极触点；

电池，所述电池设置在电池仓中；

金属导体，所述金属导体设置在轮胎气嘴中；

状态检测主控电路，所述状态检测主控电路设置在轮胎内部；所述状态检测主控电路依次通过轮胎气嘴中的金属导体和轮胎气嘴帽中的电极触点与电池电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种轮胎状态监测装置，其特征在于，所述金属导体为轮胎气嘴座和设置在轮胎气嘴座中的气嘴顶针；所述电池的第一电极与轮胎气嘴座电性连接，所述电池的第二电极与气嘴顶针电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种轮胎状态监测装置，其特征在于，所述轮胎气嘴座和气嘴顶针之间还填充有用于隔离轮胎气嘴座和气嘴顶针的绝缘体。

6.根据权利要求5所述的一种轮胎状态监测装置，其特征在于，所述气嘴帽内壁有用于使轮胎气嘴帽与轮胎气嘴固定连接的内圈导电螺纹，所述内圈导电螺纹与所述电极触点电性连接；所述轮胎气嘴座外圈具有与内圈导电螺纹匹配的外圈导电螺纹，所述外圈导电螺纹与电池的第一电极电性连接。

7.根据权利要求3～6任意一项所述的一种轮胎状态监测装置，其特征在于，所述状态检测主控电路包括状态监测单元和信号传输单元，所述电池通过金属导体分别为状态监测单元和信号传输单元供电。

8.根据权利要求7所述的一种轮胎状态监测装置，其特征在于，所述的状态监测单元包括压力传感器、温度传感器、加速度传感器和电池监控模块，所述信号传输单元为无线通信模块，所述电池分别为压力传感器、温度传感器、加速度传感器、电池监控模块供电和无线通信模块供电。

9.一种轮胎状态监测系统，其特征在于，所述轮胎状态监测系统包括：

权利要求3～8任意一项所述的轮胎状态监测装置，用于对轮胎状态进行监测并将状态信息通过无线通信方式发送出去；

无线收发模块，用于与所述的无线通信模块进行无线通信；

控制单元，所述控制单元安装于车内，其通过无线收发模块与轮胎状态检测装置无线连接；

报警装置，所述报警装置安装于车内，其输入端与控制单元的输出端连接，用于根据轮胎状态监测装置发出的状态信息发出相应警报。

10.根据权利要求9所述的一种轮胎状态监测系统，其特征在于，所述报警装置包括光电显示装置和/或声音报警装置，所述光电显示装置和声音报警装置均接收来自控制单元的控制信号。

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