CN1583435A

CN1583435A - 汽车轮胎压力监测系统

Info

Publication number: CN1583435A
Application number: CN 03135650
Authority: CN
Inventors: 郑雷
Original assignee: SANXIN ELECTRONIC CO Ltd CHONGQING
Current assignee: SANXIN ELECTRONIC CO Ltd CHONGQING
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2003-08-20
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2023-08-20
Also published as: CN1297417C

Abstract

本发明涉及汽车轮胎压力监测系统，包括轮胎压力接收显示器和轮胎压力传感发射器；轮胎压力接收显示器与轮胎压力传感发射器之间的信号联系为无线传输方式；轮胎压力接收显示器包括设在盒体内的射频接收电路、微控制器电路、显示电路和电源、设在盒体面板上的状态设置键、轮胎压力显示窗、轮胎状态指示灯和蜂鸣器；轮胎压力传感发射器包括设在电路板下面的电池、设在电路板上面的传感器电路、微控制器电路和射频发射电路，其特征在于在电路板之上设有橡皮囊，在橡皮囊与电路板之间形成的封闭的腔体内充填有液体。本发明解决了对中、大型以上的客货车的轮胎的压力进行实时监视技术问题，不仅压力传递误差小、安全可靠，而且安装更换方便。

Description

汽车轮胎压力监测系统

技术领域

本发明涉及汽车安全行驶监测设施，具体涉及有内胎式的汽车轮胎压力监测系统。

背景技术

汽车在行驶过程中轮胎压力不足会导致汽车轮胎磨损严重、油耗增加，难以操纵控制等问题，甚至出现轮胎爆裂，导致车毁人亡的事故发生。为了加强汽车在行驶过程中的安全性，必须对汽车轮胎的压力进行实时监测，及时提醒驾驶员注意轮胎压力变化情况，采取相应措施。原有的汽车轮胎压力监视系统TPMS(Tire Pressure Measure System)都是用于监视无内胎式轮胎的压力变化，而无内胎式轮胎承重力不大，只能用于轿车或轻型车。因为，中、大型以上的客货车均安装承重力大的有内胎式轮胎，所以，原有的汽车轮胎压力监视系统TPMS不能对高速行驶的中、大型以上的客货车的轮胎的压力进行实时监视。无内胎式轮胎压力监视系统的轮胎压力传感发射器是置于轮胎空气中，不存在因非传感器芯片带来压力读取误差；对发射电路的结构要求不高，只要满足在空气中能最佳发射即可。虽然有内胎式轮胎压力监视系统的轮胎压力传感发射器也可以置于轮胎内，但对电路的设计要求高、每个轮胎压力传感发射器必须安装在对应的轮胎内，不能互换，所以，安装更换很不方便。也有将轮胎压力传感发射器安装内胎的气门芯处，虽然安装更换方便，但容易脱落丢失，安全性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车轮胎压力监测系统，它能实时检测和显示有内胎式汽车轮胎的压力，当轮胎过压和欠压时，运用声光方式提醒驾驶员注意轮胎压力情况，防止爆胎情况发生；当轮胎压力正常时，还能提高汽车的运行效率，降低油耗。

本发明所述的汽车轮胎压力监测系统，包括安装驾驶室内的轮胎压力接收显示器和安装在汽车轮胎上的一个以上的轮胎压力传感发射器；轮胎压力接收显示器与轮胎压力传感发射器之间的信号联系为无线传输方式；轮胎压力接收显示器每台车只安装一个，其功能是接收轮胎压力传感发射器发射的轮胎压力信号，通过处理后显示轮胎压力数据，并判断轮胎压力是否正常，如欠压或过压，将通过声光方式提醒驾驶员；轮胎压力传感发射器每只轮胎安装一个，其功能是将压力传感器测到的压力数据通过无线电发射方式发射到轮胎压力接收显示器。

轮胎压力接收显示器包括设在盒体内的射频接收电路、微控制器电路、显示电路和电源，设在盒体面板上的状态设置键、轮胎压力显示窗、轮胎状态指示灯和蜂鸣器。射频接收电路由射频接收集成块IC1、天线滤波网络C12、C14、L2，低噪声天线射频放大器，接地并联谐振网络L1、C13，旁路电容C3、C1，数据高通滤波截止频率电容C7，锁相环基准频率晶体X1及匹配电容C15，锁相环比较器输出脉冲低通滤波网络R1、C8、C9，低通滤波供电旁路电容C2、数据解调供电旁路电容C4组成，其作用是将由天线来的ASK射频信号经过天线滤波网络到IC1内部的低噪声放大器LNA，经过内部VCO产生的本振频率在内部混频产生一个中频信号，中频信号经过滤波限幅放大解调出数据信号从IC1的数据端DATA输出到微控制器集成块。微控制器电路由IC2、晶体X2、晶体匹配电容C16、C17，复位网络R4、C5，设置电路SW1、R3，蜂鸣电路B1、R5组成；其中IC2的作用是对IC1来的数据进行解码识别处理产生压力数据送显示电路，并在压力数据产生不正常时，IC2产生一报警信号送蜂鸣器产生报警声音；晶体X2的作用是产生IC2所需的电容时钟；复位电路的作用是产生上电延时低电平复位信号；设置电路的作用是设置微控制器集成块IC2的不同状态。显示电路由双位显示数码管N1，小数点字段限流电阻R10，显示选通线控制电路Q1、Q2、Q3，电阻R6、R7、R8，轮胎显示发光二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7，显示字段限流电阻R9、R11、R12、R13、R14、R15、R16组成；其中双位显示数码管N1的作用是显示压力数据，Q1、R6是选通控制N1高位数码管，Q2、R7是选通控制N1低位数码管，Q3、R8是选通控制轮胎显示发光二极管。电源由ZN1、V2、V4、RZ、R2、C10、C11组成，其中ZN1外接汽车电瓶，将汽车电瓶电压提供给稳压器V2和V4；R2、RZ为保护电阻，C10、C11为滤波电容。

轮胎压力传感发射器包括设在电路板下面的电池、设在电路板上面的传感器电路、微控制器电路和射频发射器电路，在电路板之上设有橡皮囊，橡皮囊的边缘与电路板边缘紧贴，并卡在封装压接金属框内，在橡皮囊与电路板之间形成的封闭的腔体内充填有液体；以上构件除橡皮囊的上部之外，其余全部用封装材料密封在橡皮外套内。传感器电路由传感器集成块U1和上拉电阻R1组成，其作用是将传感器集成块U1窗口获得的压力物理量经过放大取样处理得到压力数据输出到微控制器；U1定时向微控制器集成块U2发送中断信号、复位信号和输出压力等数据；并接收微控制器集成块U2发来的选通信号、时钟信号、命令信号；上拉电阻R1的作用是在U1为输出数据时保持高电平。微控制器电路由微控制器集成块U2、晶体X1、晶体匹配电容C2、C3组成；其中微控制器集成块U2工作并接收U1传来的压力数据，经微控制器集成块U2处理后再输出到射频发射器；U2接收U1来的中断信号、复位信号；U2的I/O口产生U1需要的选通线NCS、数据输出线SDO、时钟线CLK、数据输入线SDI；晶体X1的作用是产生微控制器的时钟信号；C2、C3的作用是匹配晶体振荡器，以产生精确的振荡频率。射频发射电路由发射晶体管Q1、发射天线A1、电容C1、C4、C5、C6、电阻R3晶体X2组成；发射晶体管Q1的作用是产生射频振荡信号并放大发射出去；发射天线A1的作用是有效地发射射频信号，并作为射频振荡电路的电感部分；电容C1和C4为射频振荡电容；C6是输出耦合电容；C5是射频振荡交流旁路电容；电阻R3的作用是提供射频振荡放大偏流；当微控制器U2数据信号是高电平时，射频振荡器放大工作，当是低电平时，射频振荡器不工作，从而产生一个ASK射频信号通过发射天线发射出去。

所述的汽车轮胎压力监测系统，其轮胎压力传感发射器安装在汽车轮胎的内胎和胎垫之间，橡皮囊的上部与内胎紧密接触。这样可以方便地获取汽车轮胎内胎上单位面积承受的力F，即压强P。橡皮囊获得的压强P通过压力传递介质传递到传感器电路的压力传感芯片，从而使电路板得到压力数据，通过放大采集取样处理后，经射频发射电路的发射天线发射，安装在驾驶室内的轮胎压力接收显示器即可收到轮胎压力传感发射器发出的信号。

所述的汽车轮胎压力监测系统，在轮胎压力传感发射器的橡皮囊与电路板之间形成的封闭的腔体内充填的液体为硅油或液体油脂。用液体作为压力传递媒介，将压力传递到传感器，效果最好。

本发明解决了原有的汽车轮胎压力监视系统TPMS不能对高速行驶的中、大型以上的客货车的轮胎的压力进行实时监视技术问题，不仅压力传递误差小、安全可靠，而且安装更换方便。

附图说明

图1是本发明的使用状态示意图。

图2是轮胎压力传感发射器的结构示意图。

图3是轮胎压力接收显示器的电路图。

图4是轮胎压力传感发射器的电路图。

具体实施方式

参见图1和图2，将盒体10内设有射频接收电路11、微控制器电路12、显示电路13和电源14，盒体10面板上设有状态设置键15、轮胎压力显示窗16、轮胎状态指示灯17和蜂鸣器18的轮胎压力接收显示器1安装在汽车驾驶室内，电源14与汽车蓄电池连接；将传感器电路22、微控制器电路23和射频发射电路24安装在电路板20的上面，电池21安装在电路板20的下面，橡皮囊25扣在电路板20的上面，使橡皮囊25的边缘与电路板20的边缘紧贴，并卡在封装压接金属框26内，在橡皮囊25与电路板20之间形成的封闭的腔体内充填硅油27，然后，用封装材料——环氧树脂28将除橡皮囊25的上部之外的其余部件密封在橡皮外套29内，即构成轮胎压力传感发射器2。将轮胎压力传感发射器2安装在汽车轮胎的内胎和胎垫之间，每只轮胎安装一个轮胎压力传感发射器2，并使橡皮囊25的上部与内胎紧密接触。

使用时，先打开汽车电源，轮胎压力接收显示器1的蜂鸣器18短鸣一声，表示汽车轮胎压力监测系统开始工作，如果有轮胎压力在给定的压力范围之外，蜂鸣器18在短鸣一声后会连续鸣叫15S，同时表示轮胎位置的轮胎状态指示灯17会闪烁，低于正常压力时闪烁速度较慢，约2S闪烁一次，高于正常压力时闪烁速度较快，约1S闪烁一次，提醒驾驶员注意有轮胎不在正常压力范围之内。如果有轮胎压力和正常压力相差太大，蜂鸣器18会一直鸣叫，轮胎状态指示灯17会闪烁不停，提醒驾驶员必须给轮胎加气或放气。轮胎压力正常时，表示轮胎位置的轮胎状态指示灯17不会闪烁，常亮的轮胎状态指示灯表示LED数码管显示的数字是该位置轮胎的压力数据。

当需要循环显示轮胎压力时，可按轮胎压力接收显示器1的状态设置键15，轮胎状态指示灯17会按左前轮→右前轮→右后轮→左后轮→(右后内轮→左后内轮→)左前轮依次发亮，每按一次，轮胎状态指示灯17点亮的位置变化一次，LED数码管的数值指示轮胎状态指示灯17点亮位置的轮胎压力。在循环显示轮胎压力时，如果该位置的轮胎压力不正常，轮胎状态指示灯17会常亮5S，然后闪烁。

如果安装在轮胎上的轮胎压力传感发射器2损坏，两小时未收到信号，则对应位置的轮胎状态指示灯17同样会一直闪烁，同时蜂鸣器18会鸣叫15S后停止。通过状态设置键15选择到该位置轮胎压力显示时，轮胎压力显示窗16会显示符号“nP”。

Claims

1、汽车轮胎压力监测系统，包括安装驾驶室内的轮胎压力接收显示器(1)和安装在汽车轮胎上的一个以上的轮胎压力传感发射器(2)；轮胎压力接收显示器(1)与轮胎压力传感发射器(2)之间的信号联系为无线传输方式；轮胎压力接收显示器(1)包括设在盒体(10)内的射频接收电路(11)、微控制器电路(12)、显示电路(13)和电源(14)、设在盒体(10)面板上的状态设置键(15)、轮胎压力显示窗(16)、轮胎状态指示灯(17)和蜂鸣器(18)；轮胎压力传感发射器(2)包括设在电路板(20)下面的电池(21)、设在电路板上面的传感器电路(22)、微控制器电路(23)和射频发射电路(24)，其特征在于在电路板(20)之上设有橡皮囊(25)，橡皮囊(25)的边缘与电路板(20)边缘紧贴，并卡在封装压接金属框(26)内，在橡皮囊(25)与电路板(20)之间形成的封闭的腔体内充填有液体(27)；以上构件除橡皮囊(25)的上部之外，其余全部用封装材料(28)密封在橡皮外套(29)内。

2、根据权利要求1所述的汽车轮胎压力监测系统，其特征在于轮胎压力传感发射器(2)安装在汽车轮胎的内胎和胎垫之间，橡皮囊(25)的上部与内胎紧密接触。

3、根据权利要求1所述的汽车轮胎压力监测系统，其特征在于在轮胎压力传感发射器(2)的橡皮囊(25)与电路板(20)之向形成的封闭的腔体内充填的液体(27)为硅油。