CN202029656U - 可以充电的tpms传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可以充电的TPMS传感器，包括设置在轮胎内的传感器模块、设置在车轮附近的通电线圈、设置在车身内且与通电线圈相连的控制单元，传感器模块包括温度压力传感器、与温度压力传感器相连的处理发射单元和电池，电池与温度压力传感器、处理发射单元均相连，电池为可充电电池，传感器模块还包括充电单元，充电单元包括线圈以及两端分别连接线圈、电池的整流电路。本实用新型可以利用传感器内部闭合回路切割磁感线转化成的电能为轮胎内部的温度压力传感器电池进行充电，延长传感器电池使用寿命，并提高系统性能。

Description

可以充电的TPMS传感器

技术领域

 本实用新型涉及一种轮胎温压检测系统，尤其是指一种可以充电的TPMS传感器。

背景技术

汽车高速行驶中，轮胎故障是突发性交通事故发生的重要原因，导致轮胎爆胎的主要原因是气压和温度异常。TPMS全称轮胎压力监测系统，是“Tire Pressure Monitoring System”的缩写，主要用于实时地对轮胎气压和温度进行自动检测，当轮胎处于不安全状态时进行报警，提醒驾驶员及时采取措施保障行车安全。美国于2003年开始强制实施TPMS为汽车标准配置后，TPMS已经成为汽车技术专业名词。

目前的TPMS系统主要分为直接式TPMS和间接式TPMS：间接式TPMS实际上是依靠计算轮胎滚动半径来对气压进行监测，现已基本淘汰；直接式TPMS是将带有传感器的气门嘴直接替换原车的气门嘴，采用传感器内的感应芯片感知轮胎在静止和运动状态下的胎压和温度细微变化。

直接安装于轮胎内的TPMS传感器由电池供电，对轮胎压力和温度进行检测采样，并把得到的温压信号通过射频信号发送到中央监视器；中央监视器接收传感器发射的信号，将轮胎压力和数据显示到液晶屏上，供驾驶员参考，如果轮胎压力或温度出现异常，中央监视器发出警报信号，提醒驾驶员采取相应措施。

由于直接式TPMS的传感器安装在轮胎内，其能量只能通过自身携带的电池供给。因为需要不断发送射频信号到接收模块，传感器内的电池耗能很快。目前TPMS采用了各种方法以减少耗能，常用的方法有：经常使系统处于休眠状态；增加加速度传感器以更改发射周期；增加轮胎自动定位功能等。TPMS专用电池的寿命一般只有五年左右，而更换则到需要的专业的汽车修理厂进行。

公告日为2007年6月20日、公告号为CN1982095A的专利公开了一种TPMS改进方案及远程检测模块外供电轮胎气压监控系统，在保持TPMS轮胎气压实时监测、信息提示功能基础上，增加爆胎突发事件行车干预控制功能，使现有TPMS升级成为轮胎气压监控系统，具备轮胎气压监测和爆胎自动救助功能，但该发明未能对TPMS系统的使用寿命方面做出改进，TPMS的使用年限依然较短。

发明内容

为了解决目前TPMS传感器寿命较短的问题，本实用新型提供了一种可以充电的TPMS传感器，可以有效延长TPMS传感器的使用时间。

本实用新型采用的技术方案是：一种可以充电的TPMS传感器，包括设置在轮胎内的传感器模块、设置在车轮附近的通电线圈、设置在车身内且与通电线圈相连的控制单元，传感器模块包括温度压力传感器、与温度压力传感器相连的处理发射单元、电池和充电单元，所述的电池为可充电电池，电池与温度压力传感器、处理发射单元均相连，充电单元包括线圈以及两端分别连接线圈、电池的整流电路。普通的TPMS传感器内部包括压力传感器、温度传感器、加速度传感器、包括模数转换器（ADC）、取样/保持（S/H）、SPI口、校准、数据管理、ID码、RF电路的处理发射单元，本实用新型是在此基础上增加一个线圈，增加整流电路，将内置电池换为可充电电池，并且在每个车轮的附近放置一个通电线圈，而线圈、整流电路、电池构成闭合回路。在发动机启动的状态下、传感器电池电量低于20%时、车处于运动状态在这几种条件同时满足的情况下，TPMS控制单元会控制通电线圈通电工作，依据通电线圈周围存在类似条形磁铁周围的磁场以及电磁感应定律，汽车行进中，通过传感器跟随轮胎做圆周运动，每隔一段时间传感器内的线圈就会切割一次磁感线，从而产生交流电，再通过整流电路将交流转换为直流，将电能储存在电池内，最终实现充电。

作为优选，通电线圈和控制单元均与汽车蓄电池相连。通电线圈和控制单元均由汽车蓄电池来供电，与充电单元的线圈形成磁场。

作为优选，处理发射单元和控制单元均包括无线传输模块。处理发射单元通过无线传输方式可以将监测到的温度压力参数传送到驾驶室的中央监视器，还能将传感器剩余电量通过无线传输方式发送到控制单元。

作为优选，控制单元为单片机或DSP控制电路。控制单元位置不尽相同，依据车型配置等需要，比如设置在车座下方。

作为优选，传感器模块还包括加速度传感器，加速度传感器和TPMS控制单元、电池分别相连。增加加速度传感器以更改发射周期，可以有效减少耗能，延长传感器的使用寿命。

作为优选，通电线圈位于挡水板旁或车轮正上方。通电线圈设置在车轮的附近，使其通电后产生磁场离传感器距离尽可能近些，同时不影响整车的美观，挡水板旁或车轮正上方等都是可以的选择。

本实用新型的有益效果是：可以利用传感器内部闭合回路切割磁感线转化成的电能为轮胎内部的温度压力传感器电池进行充电，延长传感器电池使用寿命，并提高系统性能。

附图说明

图1是本实用新型车轮部分的一种结构示意图。

图2是本实用新型的一种原理流程图。 

图中，1-传感器模块，2-轮胎，3-气门嘴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

在图1所示的实施例1中，一种可以充电的TPMS传感器，包括设置在轮胎2内的传感器模块1、设置在车轮正上方的通电线圈、设置在车身内且与通电线圈相连的控制单元。传感器模块1包括温度压力传感器、加速度传感器、与温度压力加速度传感器相连的处理发射单元、电池和充电单元，电池为可充电电池，电池与温度压力传感器、处理发射单元均相连，充电单元包括线圈以及两端分别连接线圈、电池的整流电路。通电线圈和控制单元均与汽车蓄电池相连，处理发射单元和控制单元均采用无线传输方式，控制单元为DSP控制电路。

现有的TPMS包括传感器模块1和中央监视器，在安装TPMS时，车轮原有的气门嘴要被取下，TPMS的传感器自带气门嘴3，目的是用于固定。TPMS的功能用于轮胎测量温度和压力，四个轮胎分别有四个传感器，装入轮胎内部，另有一个中央监视器，装于驾驶室，显示四个轮胎的温压当前值，他们之间通过无线进行通信。

如图2所示，本实用新型对TPMS的传感器部分作了改进，在此基础上增加一个线圈，增加整流电路，将内置电池换为可充电电池，并且在每个车轮的附近放置一个通电线圈。在发动机启动的状态下、传感器电池电量低于20%时、车处于运动状态在这几种条件同时满足的情况下，TPMS控制单元会控制通电线圈使其通电工作，使通电线圈周围产生磁场，这样汽车行进中，通过传感器跟随轮胎做圆周运动，每隔一段时间传感器内的线圈就会切割一次磁感线，从而产生交流电，再通过整流电路稳压和整流后将交流转换为直流，将电能储存在电池内，最终实现充电。

传感器和中央监视器的其他部分电路功能与现在的直接式轮胎温压检测系统一致。

实施例2

实施例2中的通电线圈位于挡水板旁，控制单元为单片机控制电路，其余和实施例1相同。

Claims (8)

1. 一种可以充电的TPMS传感器，包括设置在轮胎内的传感器模块，所述的传感器模块包括温度压力传感器、与温度压力传感器相连的处理发射单元和电池，电池与温度压力传感器、处理发射单元均相连，其特征在于：还包括设置在车轮附近的通电线圈、设置在车身内且与通电线圈相连的控制单元，所述的电池为可充电电池，所述的传感器模块还包括充电单元，所述的充电单元包括线圈以及两端分别连接线圈、电池的整流电路。

2.根据权利要求1所述的可以充电的TPMS传感器，其特征在于：所述的通电线圈和控制单元均与汽车蓄电池相连。

3.根据权利要求1所述的可以充电的TPMS传感器，其特征在于：所述的处理发射单元和控制单元均包括无线传输模块。

4.根据权利要求1所述的可以充电的TPMS传感器，其特征在于：所述的控制单元为单片机控制电路。

5.根据权利要求1所述的可以充电的TPMS传感器，其特征在于：所述的控制单元为DSP控制电路。

6.根据权利要求1所述的可以充电的TPMS传感器，其特征在于：所述的传感器模块还包括加速度传感器，所述的加速度传感器和处理发射单元、电池分别相连。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的可以充电的TPMS传感器，其特征在于：通电线圈位于挡水板旁。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的可以充电的TPMS传感器，其特征在于：通电线圈位于车轮正上方。

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