CN2915569Y

CN2915569Y - 自感式汽车轮胎监测装置

Info

Publication number: CN2915569Y
Application number: CN 200620033742
Authority: CN
Inventors: 詹春洪; 黎明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2016-04-07

Abstract

一种自感式汽车轮胎监测装置，它是由安装在汽车轮胎内的四个数据采集传感器模块和一个安装在汽车车内的数据接收分析显示主机组成，采用无线方式连接。每个数据采集传感器模块包括一个电能量处理模块、一个数据处理模块、一个数据采集模块和一个无线发射模块，采用有线方式连接。数据采集传感器模块的供电是靠汽车车轮在永磁磁场中的转动，达到切割磁力线而产生工作所需的电能量。只要汽车行驶就会产生电能量，不用担心能量被用尽，对汽车轮胎实时监测数据可做到0.01秒一次，或更短时间，真正实现实时监测。同时由于不使用电池可大大缩小装在汽车轮胎内传感器的体积和质量，安装后也最大限度地不影响汽车轮胎的动平衡。

Description

自感式汽车轮胎监测装置

技术领域本实用新型涉及一种汽车轮胎监测装置，特别是一种自感式汽车轮胎监测装置。

技术背景汽车轮胎监测装置现已广泛应用在各类汽车上，它们是由安装在汽车四个轮胎内的传感器监测轮胎的气压、温度、加速度等数据，再通过无线射频方式传送到车内的接收主机，由接收主机进行数据分析后将轮胎气压、温度、速度等显示出来。让驾驶员能随时了解到汽车轮胎的状况。轮胎内的传感器一般采用锂电池供电，由于要考虑电池的使用寿命，轮胎数据的传送间隔只能做到1-5分钟或更长时间传送一次，也可根据汽车行驶速度的不同传送的数据的间隔时间会有所差异。在正常使用情况下，电池的使用寿命为5-8年。如果汽车有限长时间都是在行驶中，那么电池的使用寿命就会大大的缩短，也就是说产品的寿命也会大大的缩短。

然而，采用了有限(电池)能量供电和产品本身的特殊性(更换电池非常麻烦)，一般电池与产品的使用寿命要做到一致。则设计人员在设计时处处都有要考虑到怎么样省电，使装在轮胎内的传感器装置必须长时间处在休眠状态(不工作)，因为这样功耗会最小。在这种情况下汽车轮胎监测产品在监测各种数据的间隔时间将会增长，监测的实时精确度会大大降低。对自身装置工作是否正常的自检功能很难实现。要保证轮胎监测装置的使用寿命需要选用一只尺寸在20mm×2mm以上的电池。将其安装在汽车轮胎上后，必将影响汽车自身的动平衡，给汽车的行驶安全造成一定的影响。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供一种新型的汽车轮胎监测装置，其包含，轮胎内安装的传感器不需要电池的供电，但电能量的供给又是无限制的，真正地实现实时监测汽车轮胎的状态。减轻安装在轮胎内传感器的质量，减少安装在轮胎内传感器的体积，最大限度地不影响汽车自身的动平衡，提高汽车行驶的安全性的自感式汽车轮胎监测装置。

一种自感式汽车轮胎监测装置，其特征在于包括安装在汽车轮胎内的A、B、C、D和安装在汽车轮胎内A、B、C、D内与安装在汽车车体上或汽车轮胎的固定轴上的F，以及安装在A、B、C、D内的H，安装在汽车内的数据接收分析显示主机E，数据采集传感器模块与接收显示主机这间是利用无线方式进行传输的。

所属安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块A，由传感器无线发射模块A1、数据处理存储模块A2、数据采集模块A3、传感器电能量处理模块A4组成；安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块B，由传感器无线发射模块B1、数据处理存储模块B2、数据采集模块B3、传感器电能量处理模块B4组成；安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块C，由传感器无线发射模块C1、数据处理存储模块C2、数据采集模块C3、传感器电能量处理模块C4组成；安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块D，由传感器无线发射模块D1、数据处理存储模块D2、数据采集模块D3、传感器电能量处理模块D4组成；安装在汽车轮胎内的，电能量感应模块F，由安装在汽车车体上或汽车轮胎的固定轴上的F1由永磁磁体N极F6、永磁磁体S极F7组成、安装在汽车轮胎内的A、B、C、D内的电能量感应模块F2、、整流稳压模块F3、电能量存储模块F4、供电模块F5、感应线圈F8、整流稳压模块F9、电能量处理F10组成；根据权利要求1所述的自感式汽车轮胎监测装置，其特征是安装在汽车驾驶室内的数据接收分析显示主机E，由无线数据接收模块E1、数据分析处理模块E2、数据存储模块E3、数据显示告警模块E4组成；根据权利要求6所述的自感式汽车轮胎监测装置，其特征是安装在汽车轮胎内的A、B、C、D内的电路版由的感应线圈H8；整流二极管H1；限流电阻H2；贮电电容H7；限流电阻H3；稳压二极管H5；稳压用三极管H4；滤波器电容H6组成。

安装在汽车轮胎上的传感器模块是靠汽车车轮在永磁磁场中的转动，达到切割磁力线的目的，从而产生传感器模块工作所需的电能量。由于能量是无限供给的，不用担心能量被用尽，对汽车轮胎的监测数据可做到0.01秒一次，或更短时间。同时由于不使用电池可大大缩小装在汽车轮胎内传感器的休积和质量，在安装后也最大限度地不会影响汽车轮胎的动平衡。

附图说明

图1为本实用新型的自感式汽车轮胎监测装置的结构框图；

图2为本实用新型的自感式汽车轮胎监测装置的自感式工作方式结构框图(即：传感器电能量处理模块的细化框图)。

图3为本实用新型的自感式汽车轮胎监测装置的自感式工作方式结构。

图4为本实用新型的自感式汽车轮胎监测装置的自感式工作电路原理结构图。

图中符号说明：

A、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块，A1传感器无线发射模块，A2数据处理存储模块，A3数据采集模块，A4传感器电能量处理模块；

B、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块，B1传感器无线发射模块，B2数据处理存储模块，B3数据采集模块，B4传感器电能量处理模块；

C、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块，C1传感器无线发射模块，C2数据处理存储模块，C3数据采集模块，C4传感器电能量处理模块；

D、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块，D1传感器无线发射模块，D2数据处理存储模块，D3数据采集模块，D4传感器电能量处理模块；

E、安装在汽车内的数据接收分析显示主机，E1无线数据接收模块，E2数据分析处理模块，E3数据存储模块，E4数据显示告警模块；

F、安装在传感内的感应供电模块，F1永磁磁场，F2电能量感应模块，F3整流稳压模块，F4电能量存储模块，F5供电模块，F6永磁磁体N极，F7永磁磁体S极，F8感应线圈，F9整流稳压模块，F10电能量处理；

H、安装在传感内的感应供电模块，H1整流二极管，H2限流电阻，H3限流电阻，H4稳压用三极管，H5稳压二极管，H6滤波器电容，H7贮电电容，H8感应线圈。

具体实施方式

图中所示，自感式汽车轮胎监测装置，包括安装在汽车轮胎内的A、B、C、D和安装在汽车轮胎内A、B、C、D内与安装在汽车车体上或汽车轮胎的固定轴上的F，以及安装在A、B、C、D内的H，安装在汽车内的数据接收分析显示主机E，数据采集传感器模块与接收显示主机这间是利用无线方式进行传输的。所属安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块A，由传感器无线发射模块A1、数据处理存储模块A2、数据采集模块A3、传感器电能量处理模块A4组成；安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块B，由传感器无线发射模块B1、数据处理存储模块B2、数据采集模块B3、传感器电能量处理模块B4组成；安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块C，由传感器无线发射模块C1、数据处理存储模块C2、数据采集模块C3、传感器电能量处理模块C4组成；安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块D，由传感器无线发射模块D1、数据处理存储模块D2、数据采集模块D3、传感器电能量处理模块D4组成；安装在汽车轮胎内的，电能量感应模块F，由安装在汽车车体上或汽车轮胎的固定轴上的F1由永磁磁体N极F6、永磁磁体S极F7组成、安装在汽车轮胎内的A、B、C、D内的电能量感应模块F2、、整流稳压模块F3、电能量存储模块F4、供电模块F5、感应线圈F8、整流稳压模块F9、电能量处理F10组成；根据权利要求1所述的自感式汽车轮胎监测装置，其特征是安装在汽车驾驶室内的数据接收分析显示主机E，由无线数据接收模块E1、数据分析处理模块E2、数据存储模块E3、数据显示告警模块E4组成；根据权利要求6所述的自感式汽车轮胎监测装置，其特征是安装在汽车轮胎内的A、B、C、D内的电路版由的感应线圈H8；整流二极管H1；限流电阻H2；贮电电容H7；限流电阻H3；稳压二极管H5；稳压用三极管H4；滤波器电容H6组成。

图1所示，四个数据采集传感器模块A、B、C、D分别安装在汽车的左前轮、右前轮、左后轮、右后轮的轮胎内，数据接收分析显示主机E安装在汽车内，显示告警模块安装在驾驶室仪表盘附近。

图2为数据采集传感器模块工作所需要的电能量实现方式。包括安装在汽车车体上或汽车轮胎的固定轴上的永磁磁场F1(根据汽车是前驱动或后驱动进行选择安装)；安装在汽车轮胎内的电能量产生模块F2；安装在汽车轮胎内的整流稳压模块F3；安装在汽车轮胎内的电能量存储器模块F4；安装在汽车轮胎内的供电模块F5。永磁磁场F1的作用是在汽车轮胎周围产生一个磁场；电能量产生模块F2的作用是通过汽车车轮的转动达到切割磁力线的目的从而感应出电能量；整流稳压模块F3的作用是将产生的电能进行整流稳压后，使之适用于整个数据采集传感器模块式作的电能量需求；电能量存储器模块F4的作用是将感应出的电能量，经整流稳压处理后进行存储，以便在汽车车轮停止运转后也能提供所需的电能量；供电模块F5的作用是直接传送适用于数据采集传感器模块所需要的电能量。数据采集传感器模块A、数据采集传感器模块B、数据采集传感器模块C、数据采集传感器模块D都将包含一个电能量产生模块F2、一个整流稳压模块F3、一个电能量存储器模块F4、一个供电模块F5并封装在一起进行安装。

图3为数据采集传感器模块工作所需要的电能量具体实现方式。包括安装在汽车车体上或汽车轮胎的固定轴上的N极永磁磁场F6和S极永磁磁场F7(根据汽车是前驱动或后驱动进行选择安装)；安装在汽车轮胎内的感应线圈F8；安装在汽车轮胎内的整流稳压模块F9；安装在汽车轮胎内的电能量处理F10。永磁磁场F6、F7的作用是在汽车轮胎周围产生一个磁场；感应线圈F8的作用是通过汽车车轮的转动达到切割磁力线的目的从而感应出电能量；整流稳压模块F9的作用是将产生的电能进行整流稳压后，使之适用于整个数据采集传感器模块式作的电能量需求；电能量处理模块F10的作用是将感应出的电能量，经整流稳压处理后进行存储，并集成到一块电路板上，以便在汽车车轮停止运转后也能提供所需的电能量。数据采集传感器模块A、数据采集传感器模块B、数据采集传感器模块C、数据采集传感器模块D都将包含一个电能量产生模块F2、一个整流稳压模块F3、一个电能量存储器模块F4、一个供电模块F5并封装在一起进行安装。

图4为根据本实用新型的自感式汽车轮胎监测系统的自感式工作电原理图结构实现方式。包括安装在电路板上的感应线圈H8；整流二极管H1；限流电阻H2；贮电电容H7；限流电阻H3；稳压二极管H5；稳压用三极管H4；滤波器电容H6。感应线圈H8的作用是在汽车轮胎转动时，切害磁力线产生电流；整流二极管H1的作用是将感应线圈H8产生的交流电流转换成直流电压以及保证贮电电容H7的电能量不反向通过线圈短路；限流电阻H2的作用是在大电流时，保护贮电电容H7；贮电电容H7的作用是贮存感应电能量及提供轮胎静止时供电，限流电阻H3、稳压二极管H5、稳压用三极管H4的作用是使提供供电的电压稳定；滤波器电容H6的作用是滤除供电的杂波，使供电更平滑。

它们是这样工作的。通过感应线圈H8产生电流通过整流二极管H1；限流电阻H2转变成直流电压，在贮电电容H7贮电的同时，再通过稳压二极管H5、稳压用三极管H4、滤波器电容H6稳压滤波后提供出合格的电流。

本实用新型是这样实施的，将自感式汽车轮胎监测装置按以上要求安装好后，永磁磁场(F6、F7)将会分布在整个轮胎的周围，当汽车开始行驶，轮胎就会运转，轮胎在运转时装在轮胎内的电能量感应器模块F2(感应线圈F8)将会切割磁力线从而输出电能量，电能量感应器模块F2(感应线圈F8)将电能量传送给整流稳压模块F3，由于所感应出的电能量电压是不会恒定的，同时也会携带着很多杂波信号，所以必须经整流稳压模块F3进行整流、稳压、滤波处理后，才能传送给电能量存储模块F4进行存储，电能量存储模块F4在电能量存储的同时将电能量提供给电能量供电模块F5，由电能量供电装置F5提供传感器模块工作所需的电能量。

电能量处理模块A4所提供的电能量达到传感器模块A工作所需的电能量后，传感器模块A内的原始数据采集模块A3可不断地采集汽车轮胎内的温度、加速度、气压、电能量的供电电压数据。传感器模块A内的数据处理存储模块A2将来自于原始数据采集模块A3的数据进行分析，将温度、加速度、气压、电能量的供电电压数据分离出来，进行存储。同时将以上数据连同数据采集传感器模块自身的身份识别码进行编码通过无线发射模块A1发射出去。数据处理存储模块A2的存储功能主要是防止电能量处理模块A4在不能提供正常的工作电压时所有的数据都不会丢失。

安装在汽车轮胎内的四个传感器模块A、B、C、D的工作方式是基本相同的，唯一不同之处在于传感器模块发射时所发射身份码不同，根据身份码的不同以区别是汽车的左前轮、右前轮、左后轮、右后轮所发射的数据。

安装在车内的数据接收分析显示主机E内的无线数据接收装置E1接收到传感器模块A、B、C、D发射的无线信号进行解调。将解调后的数据传送到数据分析处理模块E2，数据分析处理模块E2收到数据后进行分析，将温度、加速度、压力、电能量的供电电压、传感器模块身份识别码分离出来，再将数据存储器内的预先设置好的对温度、加速度、压力、电能量的供电电压限定值的原始数据进行比较，以及对传感器模块的身份识别码比较，同时将以上数据传送到数据显示告警模块E4进行显示或告警，以供驾驶人员观察，从而达到坐在车内就能监测到轮胎状况的目的。在比较的同时可以判断轮胎气压是否过高或过低、轮胎温度是否过高，供电电压是否正常等状况。产品在生产时已将数据采集传感器模块的身份识别码写入到了数据分析处理模块E2中。

当其中一个轮胎的温度高于65℃时，数据接收分析显示主机E开始告警，如果温度继上升，则告警声会越来越急促直到温度下降到65℃以下，告警才会停止。当轮胎内的气压低于正常气压(根据不同的车型，在安装时确认多少Bar为正常气压)的15％以上时，装置开始欠压告警；当轮胎内的气压高于正常气压(根据不同的车型，在安装时确认多少Bar为正常气压)的20％以上时，装置开始高压告警，直到恢复到正常气压的允许范围内，方才停止告警。

由于汽车的车轮距离驾驶室很近，对无线发射的通信距离也就很近，根据发射功率与功耗成正比的原理，数据采集传感器的功耗将会很小，所以不会担心电能量存储模块F4不能提供数据采集传感器模块所需要的能量。

Claims

1、一种自感式汽车轮胎监测装置，其特征在于包括安装在汽车轮胎内的安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(A)、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(B)、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(C)、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(D)和安装在汽车轮胎内的安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(A)、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(B)、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(C)、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(D)内与安装在汽车车体上或汽车轮胎固定轴上的安装在传感内的感应供电模块(F)，以及安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(A)、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(B)、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(C)、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(D)内的安装在传感内的感应供电模块(H)，安装在汽车内的数据接收分析显示主机(E)，数据采集传感器模块与接收显示主机间采用无线方式进行传输。

2、根据权利要求1所述的自感式汽车轮胎监测装置，其特征是安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(A)，由传感器无线发射模块(A1)、数据处理存储模块(A2)、数据采集模块(A3)、传感器电能量处理模块(A4)组成，其间采用电路板线路连接。

3、根据权利要求1所述的自感式汽车轮胎监测装置，其特征是安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(B)，由传感器无线发射模块(B1)、数据处理存储模块(B2)、数据采集模块(B3)、传感器电能量处理模块(B4)组成，其间采用电路板线路连接。

4、根据权利要求1所述的自感式汽车轮胎监测装置，其特征是安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(C)，由传感器无线发射模块(C1)、数据处理存储模块(C2)、数据采集模块(C3)、传感器电能量处理模块(C4)组成，其间采用电路板线路连接。

5、根据权利要求1所述的自感式汽车轮胎监测装置，其特征是安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(D)，由传感器无线发射模块(D1)、数据处理存储模块(D2)、数据采集模块(D3)、传感器电能量处理模块(D4)组成，其间采用电路板线路连接。

6、根据权利要求1所述的自感式汽车轮胎监测装置，其特征是安装在汽车轮胎内的，电能量感应模块(F，)由安装在汽车车体上或汽车轮胎固定轴(F1)由永磁磁体N极(F6)、永磁磁体S极(F7)组成，其采用金属螺丝钉固定，安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(A)、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(B)、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(C)、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(D)内的电能量感应模块(F2)、、整流稳压模块(F3)、电能量存储模块(F4)、供电模块(F5)、感应线圈(F8)、整流稳压模块(F9)、电能量处(F10)组成，其间采用电路板线路连接。

7、根据权利要求1所述的自感式汽车轮胎监测装置，其特征是安装在汽车驾驶室内的数据接收分析显示主机(E，)由无线数据接收模块(E1)、数据分析处理模块(E2)、数据存储模块(E3)、数据显示告警模块(E4)组成，其间采用电路板线路连接。

8、根据权利要求6所述的自感式汽车轮胎监测装置，其特征是安装在汽车轮胎内的安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(A)、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(B)、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(C)、安装在汽车轮胎内的数据采集传感器模块(D)内的电路版由的感应线圈(H8)；整流二极管(H1)；限流电阻(H2)；贮电电容(H7)；限流电阻(H3)；稳压二极管(H5)；稳压用三极管(H4)；滤波器电容(H6)组成，其间采用电路板线路连接。