CN1082494A - 汽车轮胎动态气压监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种动态轮胎气压监测装置，车轮上
经加装在一附加气门嘴上的一可变形的胶管与轮胎
气压密闭连通，轮胎气压不同引起胶管移动，胶管移
动端上的磁体，可使装于轴架上的磁敏传感器感应到
对应轮胎气压不同的磁信号，并有相应的输出信号。
该装置在轮胎气压过低、过高时都有告警，并在装置
失效时自动告知，可靠性高、安装简便、无需日常维
护。
Description
本发明涉及一种能在汽车行驶中对轮胎气压进行监测的装置，用它可避免由于轮胎气压异常带来的损失及事故。
目前有关能对行驶中轮胎泄漏发出报警的发明装置较多，这些装置基本都能完成这一功能，但归纳起来不论是机械还是电子类型的，都存在着两点主要的不足：一是可靠性较差，即误报警程度较高或装置本身失效的可能性较大，而且在失效后不能自动给出失效信号，特别是电子类型的，基本都需向车轮上提供电源，或是自带电池或是经摩擦接触供电，这就至少需要经常对电源部分的部件检查或更换，否则装置的可靠性即成问题，增加了需日常维护的麻烦;另一点就是只能对轮胎泄漏报警，对轮胎气压过高则无能为力。目前这类发明装置可靠性不高的主要原因是由于行驶时车轮在转动，同时车轮周围的工作条件十分恶劣，不仅有雨雪风沙、复杂路面及随时可能的异物干扰，同时还有严重的灰尘、震动、燥声及来自汽油发动机高压点火系统甚强的无线电干扰，所以一般的方法难以胜任，包括各种使用声、光、无线电的方法。
本发明的目的是提供一种不仅能对行驶中轮胎的气压过低给出报警，还能在轮胎气压过高时给出告警，并能克服上述的多种干扰，误报警率很低，且在装置失效时给出失效信号的高可靠、免维护型的轮胎气压监测装置。
本发明的目的是这样实现的，在车轮轮辋内侧突缘上，通过一夹持在轮辋突缘上的金属夹板，将一与轮胎内气压密闭连通的胶管固定在轮上，或胶管装在一无阀杆的专用附加气门嘴上后直接装在轮上，该胶管的盲堵一端可在轮胎气压不同时而移动，同时该移动端上装有一可随其一同移动的磁体;在轴架上用螺栓固定一安装架，其上装有磁敏传感器-霍尔IC，该磁体的某一磁极与霍尔IC处于相应所需的位置，行驶中轮上的磁体周期地处于这种位置，由安装架上的霍尔IC给出此时磁体由于轮胎气压不同而位置不同所对应的输出信号，该信号经传送、处理、显示后，完成该装置的功能。
霍尔IC是一种近年来渐多被使用的集成电路器件，它是将半导体磁敏传感器与信号处理及输出电路集成在一起的IC，工作时，其接收面感应到某种一定程度的磁极信号，其输出端则有相应的输出信号，其中有在某种磁信号超过一定阀值即可被触发的开关型，也有随某种磁信号在一定大小范围内对应给出不同输出值的线性型，它们的外形状似小型塑封晶体管，在提供适当的电压范围后即可工作。实际具体型号开关输出型的有例如美国的：UGN3020、3120、3130，国产的：CS3020、6837等;线性输出型的有：UGN3501、HP503等。霍尔IC的突出优点是无接触、抗恶劣工作环境性强，在本装置中使用霍尔IC是非常合适的。
为实现轮胎气压与上述的胶管密闭连通，在原气门嘴上装一附加气门嘴其具有与一般气门嘴相同的内部阀杆结构及充气口形状，底部带有外螺纹，其侧部有一根部带外螺纹的尾锥形接口。当用橡胶垫圈及螺帽将其拧装在被拧出阀杆的原气门嘴上后该锥形口与轮胎内连通;一段相应直径的铜管，一端经扩成相应喇叭口状后，用一带相应锥形口的螺帽加橡胶垫圈，使铜管与轮胎内密闭连通，轮胎的充放气可通过附加气门嘴进行，铜管的另一端套入上述带盲端的一段波形胶管或被弹簧弯曲的直胶管，套口处用金属环套经工具密实压紧，即实现胶管与轮胎气压的密闭连通。也可在轮辐内侧轮辋适当位置装一无阀的专用气门嘴，将上述带沿的胶管端口用一螺帽与该气嘴密实连接并固定在轮上;一盲堵的螺帽及胶垫也可拧在该气嘴上使轮胎气压密闭。该气嘴可在车轮制造时完成，对无内胎车轮也可在轮辋适当位置开孔后，将带好胶垫并带上座圈的该气嘴用螺圈密实装在轮辋上完成。
当使用触发型的霍尔开关IC时，胶管移动端上磁体的作用磁极方向大致保持与轮轴平行，轴架上适当的位置由螺栓固定一安装架，其上装有适当间距的三只霍尔开关IC，其触发面均朝向磁体，在反映轮胎气压不同的不同磁体位置，可各自独立地被周期触发，输出各代表气压正常、过低、过高的信号。安装架上也可只装一只线性输出型的霍尔IC，此时胶管移动端磁体的作用磁极方向大致保持指向轮轴，霍尔线性IC的接受面朝向磁体，调正二者适当距离，即可由该霍尔线性IC周期地输出代表气压正常、过低、过高的不同信号。
当装置正常时，对应霍尔IC上均有对应周期的输出信号，一但该信号异常或消失时，相应电路可发出该装置失效的告警。
由于采用上述方案，该装置不仅能对轮胎气压过低给出报警，也能对轮胎气压过高给出告警，并可克服多数的干扰因素，误报警率很低，同时具有装置失效后自动告知的功能，是一种高可靠、免维护的轮胎气压监测装置。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明第一实施例安装示意图。
图2是图1的局部放大。
图3是本发明第二实施例局部安装示意图。
图4是本发明第二实施例磁体装置部分示意图。
图5是本发明第一实施例附加气门嘴结构示意图。
图6是本发明第二实施例附加气门嘴结构示意图。
图7是本发明第三实施例局部安装示意图。
图中1.原气门嘴 2.附加气门嘴 3.铜管 4.带磁体的胶管 5.磁体 6.霍尔IC安装架 7.轴架 8.轮辋突缘 9.金属夹板 10.磁体装架 11、12、13.霍尔开关IC 14.金属环套 15.霍尔线性IC 16.弹簧 17.带弹簧的阀杆 18.橡胶垫圈 19.螺圈 20.联接螺帽 21.带内锥形口的螺帽 22.无阀杆的专用附加气门嘴
图1及图2中附加气门嘴（2）紧装在被拧出阀杆的原气门嘴（1）上，一段铜管（3）穿过轮辐连通附加气门嘴（2）与一段一端盲堵的波形胶管（4），一经工具压紧的金属环套（14）使胶管（4）与铜管（3）的套口密实连接，胶管（4）的盲端上装有磁体（5），一夹持在轮辋突缘（8）上的金属夹板（9）同时用其两侧的部分夹持住金属环套（14）处与胶管（4）的底部，使胶管（4）固定在轮辋上，磁体（5）经磁体装架（10）安装在胶管（4）的盲端上，其作用磁极方向保持与轮轴平行，当轮胎气压不同时，波形胶管（4）将伸缩变化并带动其上的磁体（5）位移。
在车轴架（7）的适当位置，由螺栓固定一安装架（6），其上适当间隔装有霍尔开关IC（11、12、13），调整其与磁体（5）的位置，使轮胎气压过低、正常、过高时，依次唯一地周期触发代表气压过低、正常、过高的霍尔开关IC（11）、（12）、（13）。
图3为在安装架（6）上装有线性输出的霍尔IC（15）的安装部分示意，这时胶管（4）上的磁体（5）的作用磁极方向大致保持指向轮轴，安装架（6）上的霍尔线性IC（15）接受面朝向磁体（5），调正二者的位置，使轮胎气压在过低、正常、过高三个范围时，霍尔线性IC对应地输出三种范围的信号。上述装置可完成相应气压大小的信号拾取，经后续的信号传送、处理及声光显示工作部分，构成完整的该装置。
图4为另一种气压位移装置，选择适当的胶管（4）与弹簧（16），可在密封胶管（4）内的气压不同时，其移动端上的磁体（5）在其固定在轮辋上的条件下处于车轮不的径向位置，该结构较适于与开关型霍尔IC配合。
图5与图6是两种附加气门嘴结构的实施例，安装时，先将原气门嘴内的阀杆旋出，再将一带内螺纹的螺帽（20）套入原气门嘴（1），将一带内螺纹的螺圈（19）旋在原气门嘴（1）上，再放上一橡胶垫圈（18），旋紧螺帽（20）即安装完毕。在附加气门嘴（2）的锥形口处，先将带锥形口的螺帽（21）套入铜管（3），再将铜管（3）的端口扩成相应的喇叭状，旋紧螺帽（21）即可。这使轮胎气压既与铜管（3）密闭连通，又可由附加气门嘴（2）使轮胎充放气。
图5的结构实施例侧部占用空间较少，向车轮外突出较多;图6的结构实施例则向外突出较少，侧部较长，两种结构可据实际需要分别使用。
在双轮并装结构安装该装置时，将外轮上的磁体移动装置经铜管（3）穿过内外轮辐与内轮的磁体移动装置均装在内轮的内侧轮辋突缘（8）上，使二者处于不同的径向位置或各自磁体（5）的移动方向不同，调正各自安装架（6）上对应的霍尔IC（11、12、13）或（15）互不干扰也无干涉地工作，即可同时监视内外轮胎的气压。
图7中无阀杆的专用附加气门嘴（22）可在车轮制造时完成，对无内胎的车轮也可在轮辐内侧轮辋的适当位置开一相应孔，将带座圈及外螺纹的该无阀杆专用附加气门嘴（22）带好橡胶垫圈（18）后，用螺圈（19）密实旋装在轮辋上改装成，前述的胶管装置由螺帽（20）套入其带外沿的端口后密实地与轮胎内连通并固定在轮上，其上的磁体（5）与霍尔IC（11、12、13）及（15）可选择图中的一种对应安装。用一盲堵的螺帽及胶垫可使该气门嘴在不用时被密实封口。
Claims (7)
1、一种可在行驶中的车辆充气轮胎气压异常时给出报警信号的装置，该装置用一装在车轮上可反应轮胎气压并带感应源的装置，使装于轴架上的电子装置感应到对应的信号，并在气压异常时给出报警信号，其特征是：一段一端盲堵的波形胶管或被弹簧弯曲的胶管，其盲端上装有磁体，另一端与一附加气门嘴密闭连通，使胶管与轮胎内密闭连通；胶管同时固定在车轮上；轮胎气压不同引起胶管盲端上的磁体位置对应不同；一固定在车轴架上对应位置的安装架上装有磁敏传感器-霍尔IC，行驶中轮上的磁体对应周期地触发或感应安装架上的对应霍尔IC并给出相应的输出信号。
2、据权利要求1.所述的装置，其特征是：一具有与一般轮胎气门嘴相同的内部阀杆结构与充气口形状的附加气门嘴，其侧部有一带有部份螺纹并与该气门嘴保压端连通的尾锥形接口，一有对应锥度的螺帽，使具有相应喇叭口状端口的金属管与该锥形接口密闭连接，该附加气门嘴下部带有外螺纹，一螺帽可使其密实地装在原气门嘴上，使金属管与轮胎内密闭连通，又可由该附加气门嘴完成轮胎的充放气。
3、据权利要求1.所述的装置，其特征是：一段一端盲堵的波形胶管或被弹簧弯曲的胶管，其盲端上装有磁体，其磁极方向保持大致平行于轮轴，胶管另一端套在一金属管上，该管另一端穿过轮辐，与附加气门嘴连接，一金属环套使胶管与金属管密闭连接;一夹持在轮辋突缘上的金属板，其两侧宽出部分同时夹住金属环套与胶管底部，使该胶管固定在轮辋上;胶管内气压不同时，其盲端上的磁体做相应的位置移动。
4、据权利要求1.所述的装置，其特征是：在一装有如前所述带有磁体装置的车轮对应的轴架位置上，用螺栓固定一安装架，其上装有磁敏传感器-霍尔开关IC，行驶中轮胎气压正常时，轮上磁体对应正常方向范围的磁极周期地触发安装架上一代表气压正常的霍尔开关IC，除此方向范围之外的磁极信号将不会触发该霍尔开关IC;轮胎气压过低/过高时，轮上磁体的磁极对应处于过低/过高的方向范围，并周期地触发安装架上代表气压过低/过高的对应霍尔开关IC，除此过低/过高方向范围之外的磁极信号，不会触发代表气压过低/过高的对应霍尔开关IC。
5、据权利要求1.所述的装置，其特征是：在胶管盲端上的磁体，其磁极方向可为保持大致指向轮轴，此时固定在轴架上相应位置上的安装架上装有一与该磁极方向对应的线性输出的霍尔IC，当磁体位置变化时，该线性霍尔IC可在行驶中周期地接收到对应大小变化的磁信号，并给出相应的输出信号;上述安装架上的霍尔IC经电气联线与车上相应的电源、信号传送、信号处理部份连接，并有相应的声光显示工作部份。
6、据权利要求1.所述的装置，其特征是：在双轮并装结构安装该装置时，外轮上的金属管穿过两轮的轮辐，使其带磁体装置部份同时装在内轮的内侧轮辋边上，两轮各自带磁体胶管的部分及各自对应的安装架上的霍尔IC，处于适当不同的对应位置。
7、据权利要求1.所述的装置，其特征是：在车轮辐板内侧轮辋适当位置上，可有一无阀杆并带外螺纹的专用附加气门嘴，上述磁体装置带沿的胶管端口，由螺帽使其与该气嘴密实连通;该气嘴也可由一盲堵的螺帽及胶垫密实封口。
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1993
- 1993-07-26 CN CN 93108845 patent/CN1082494A/zh active Pending
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