專利名稱：無源汽車輪胎氣壓和溫度檢測的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車輪胎氣壓和溫度的無線感應(yīng)檢測，當(dāng)輪胎發(fā)生漏氣或高溫發(fā)熱時(shí)能自動報(bào)警的方法及裝置。
背景技術(shù)：
輪胎是汽車行駛的重要部件，其性能的優(yōu)劣，將直接影響汽車的驅(qū)動性、通過性、平順性、穩(wěn)定性、安全性和舒適性等。汽車行駛時(shí)，以下的因素是影響汽車安全性的關(guān)鍵一、輪胎漏氣，輪胎因被鐵釘或尖銳物刺扎，導(dǎo)致漏氣進(jìn)而引起的爆胎。
二、輪胎氣壓不足，當(dāng)汽車高速行駛時(shí)(速度超過120km/h)，輪胎氣壓不足容易造成胎體“諧振動”從而引發(fā)巨大的諧振作用力，如果輪胎不夠結(jié)實(shí)或者已經(jīng)有“傷”，就易爆胎；另外，氣壓不足使得輪胎的下沉量增大，在急拐彎時(shí)容易造成胎壁著地，而胎壁是輪胎最薄弱的部分，胎壁著地同樣會導(dǎo)致爆胎。
三、輪胎氣壓不足或行走路況較差時(shí)，容易出現(xiàn)高溫發(fā)熱，其強(qiáng)度和抗拉抗磨能力下降，輪胎也會引起爆胎。
當(dāng)輪胎一旦發(fā)生漏氣，極其危險(xiǎn)，輕者輪胎損壞，重者車毀人亡。
為了防止和避免輪胎破裂漏氣，近年來人們研究了一些輪胎漏氣報(bào)警裝置，如1、中文期刊，“汽車輪胎氣壓電子實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)”，韓建保陳厲兵，北京理工大學(xué)，<刊名>汽車技術(shù)2002，(7)<文摘>以北美市場及德國BERU公司的產(chǎn)品為例，介紹了輪胎壓力電子實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)和市場方面的最新發(fā)展趨勢，該實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的特點(diǎn)是壓力傳感器與氣門閥相集成，壓力信號用高頻無線電波傳輸，接收天線將信號進(jìn)一步傳輸給中央處理器并進(jìn)行處理，測量的輪胎壓力值以及與其標(biāo)準(zhǔn)值的偏差，最終顯示在中央控制臺、儀表板或多功能轉(zhuǎn)向盤的顯示器上，當(dāng)偏差超過限值時(shí)，及時(shí)警告駕駛員，提醒其采取必要的措施。2、中國專利，<申請?zhí)?amp;gt;02232524，<發(fā)明名稱>汽車輪胎漏氣自動報(bào)警器，<文摘>一種汽車輪胎漏氣自動報(bào)警器，包括信號源電路和報(bào)警電路，其中信號源電路又包括電磁感應(yīng)通路和氣壓開關(guān)。氣壓開關(guān)接在輪胎氣嘴上，其中的氣室封閉膠墊和開關(guān)觸點(diǎn)壓蓋連為一體，氣室封閉膠墊封閉輪胎氣室，開關(guān)觸點(diǎn)壓蓋后接彈簧，當(dāng)輪胎氣壓大于彈簧壓力時(shí)，電路斷開，當(dāng)輪胎氣壓不足，小于彈簧壓力時(shí)，電路接通，經(jīng)電磁感應(yīng)通路利用電磁感應(yīng)將信號傳給報(bào)警電路，發(fā)出報(bào)警信號。該實(shí)用新型能夠?qū)π旭傊械钠囕喬ミM(jìn)行實(shí)時(shí)的漏氣檢測，檢測結(jié)果準(zhǔn)確，不會因路面狀況不好而發(fā)生誤報(bào)，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，適合各類車輛使用。3、中國專利，<申請?zhí)?amp;gt;02208896，<發(fā)明名稱>汽車輪胎泄漏氣及破胎警告裝置，<文摘>一種汽車輪胎泄漏氣及破胎警告裝置，是為一種以超音波感應(yīng)器結(jié)合微處理器及數(shù)組警告燈組的偵測裝置，利用超音波感應(yīng)器可偵測各組輪胎與地面抵觸高度的變化，進(jìn)而監(jiān)控輪胎的胎壓變化，并能以微處理器計(jì)算比對出偵測狀態(tài)，以令蜂鳴器發(fā)出警示聲音及警示燈組的各組燈號發(fā)亮產(chǎn)生識別提示，以達(dá)到能維護(hù)輪胎行車安全的警報(bào)裝置，同時(shí)也能讓輪胎免于再受一次損壞而破壞整個(gè)安全結(jié)構(gòu)。4、中國專利，<申請?zhí)?amp;gt;94104383，<發(fā)明名稱>超薄型輪胎漏氣報(bào)警裝置，<文摘>一種輪胎漏氣報(bào)警裝置，由壓力探測器和語言報(bào)警器構(gòu)成。壓力探測器利用內(nèi)胎橡皮為媒介，將輪胎氣壓傳遞到探測器的按鈕上；按鈕開關(guān)串聯(lián)在發(fā)射機(jī)電源回路中。使用時(shí)，探測器放置在輪胎內(nèi)部的襯帶和內(nèi)胎之間，按鈕緊貼內(nèi)胎。報(bào)警時(shí)，探測器發(fā)出脈沖調(diào)制的高頻無線電波。語言報(bào)警器通過天線，收到低氣壓射頻報(bào)警信號后，經(jīng)過放大和識別，觸發(fā)聲光報(bào)警電路。
從上述的公開文獻(xiàn)及專利中了解到，大多數(shù)的報(bào)警裝置是在輪胎的氣嘴上裝上壓力檢測和無線發(fā)射裝置，均需帶上電池，使裝置的重量較大，車輪需重新配重平衡，而電池通常的使用溫度都小于40度，鋰電池最高使用溫度也只達(dá)到60度，在夏日的高溫下極易損壞，故這些裝置實(shí)用價(jià)值不大，因此沒有得到廣泛的應(yīng)用，所以目前真正應(yīng)用到汽車輪胎漏氣報(bào)警的極少。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明人經(jīng)過許多探索和研究，特別是對各種感應(yīng)式IC卡的研究，發(fā)明了一種傳感器本身不需要用電，又能簡單、可靠地將汽車輪胎氣壓和溫度的信號準(zhǔn)確地感應(yīng)到駕駛室的儀表上進(jìn)行檢測和顯示報(bào)警，而且具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高、長壽命的汽車輪胎氣壓和溫度檢測的方法及裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)汽車輪胎氣壓和溫度的檢測方法是采用傳感器原理將輪胎氣壓參數(shù)，通過線路傳遞給駕駛室的檢測報(bào)警器，通過指示器或者聲音報(bào)警器將輪胎的狀態(tài)指示或報(bào)警，其特點(diǎn)是本汽車輪胎氣壓和溫度檢測報(bào)警的方法是用L-C諧振電路將車輪輪胎的氣壓和溫度情況通過天線諧振耦合后，由傳輸信號線傳遞給駕駛室的檢測報(bào)警處理器，經(jīng)處理和識別后，通過指示器和聲音報(bào)警器將輪胎的狀態(tài)指示或報(bào)警，即在汽車駕駛室內(nèi)安置檢測報(bào)警處理單元，而在車身靠近輪胎的地方安置發(fā)射天線，發(fā)射天線通過信號電纜與檢測報(bào)警處理單元連接，形成檢測報(bào)警處理器，檢測報(bào)警處理器的電源輸入端接到汽車電瓶上，在汽車車輪上安置應(yīng)答器，檢測報(bào)警處理器通過天線發(fā)射一定頻率范圍的無線電信號，并檢測天線電流，應(yīng)答器不需要工作電源，應(yīng)答器由感應(yīng)天線、氣壓傳感器、溫度傳感器和若干個(gè)電感、電容電路構(gòu)成L-C諧振回路，當(dāng)輪胎的氣壓和溫度改變時(shí)，通過機(jī)械位移使電感或電容數(shù)值改變，那么由其構(gòu)成的L-C電路的諧振頻率也隨之而變，這樣耦合到發(fā)射天線，使天線的電流也隨著諧振點(diǎn)的變化而變化，檢測報(bào)警處理器能檢測這一電流的變化，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，就可得知輪胎的壓力及溫度的數(shù)據(jù)并將其顯示給駕駛員看，當(dāng)輪胎氣壓低、氣壓高或溫度高都可發(fā)出報(bào)警信號，提醒駕駛員注意。
采用上述的無源汽車輪胎氣壓和溫度檢測方法的裝置包括檢測報(bào)警處理器和應(yīng)答器，檢測報(bào)警處理器安裝在駕駛室內(nèi)，它的發(fā)射天線安裝在汽車車輪上方或側(cè)邊的車板，而在車輪的輪轂、輪胎內(nèi)或氣嘴上安裝一個(gè)應(yīng)答器，該應(yīng)答器由兩個(gè)感應(yīng)天線、氣壓傳感器、溫度傳感器和電容構(gòu)成，其中一個(gè)感應(yīng)天線與氣壓傳感器和電容集成一體構(gòu)成L-C諧振式壓力傳感器，而另一個(gè)感應(yīng)天線與溫度傳感器和電容集成一體構(gòu)成L-C諧振式的溫度傳感器；這兩個(gè)傳感器的諧振頻率互不覆蓋。
以上所述的檢測報(bào)警處理器由電源、微處理器、蜂鳴器、顯示驅(qū)動電路、顯示屏、振蕩器、功率放大器、發(fā)射天線、檢測單元等電路組成，由檢測報(bào)警處理器的微處理器的D/A轉(zhuǎn)換器送來的電壓信號接到振蕩器的Vin腳，振蕩器的頻率輸出腳Fout接功率放大器輸入端，功率放大器的輸出端接到發(fā)射天線，天線反饋信號經(jīng)過檢波、濾波后輸出到微處理器的A/D轉(zhuǎn)換器引腳，經(jīng)微處理器處理后輸出到顯示驅(qū)動電路或蜂鳴器，及時(shí)報(bào)告駕駛員。
以上所述的氣壓傳感器選用固定在布爾登管或膜片、波紋管、彈簧等材料的鐵芯與感應(yīng)天線或電容集成的電感式或電容式氣壓傳感器。當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí)，布爾登管或膜片、波紋管、彈簧產(chǎn)生位移，使鐵芯移動，造成電感或電容數(shù)值改變，L-C諧振電路諧振頻率發(fā)生改變。
以上所述的溫度傳感器選用由雙金屬片與感應(yīng)天線或電容集成的電感式或電容式溫度傳感器，雙金屬片是由兩種不同熱伸縮性的金屬構(gòu)成，當(dāng)溫度變化時(shí)，雙金屬片將生產(chǎn)位移形變，使感應(yīng)天線的電感或電容值改變。
以下介紹本發(fā)明無源汽車輪胎氣壓和溫度檢測的方法和裝置的工作原理它的工作原理是，一個(gè)由電源、微處理器、蜂鳴器、LCD驅(qū)動、顯示屏、壓控振蕩器、功率放大器、檢測單元組成的檢測報(bào)警處理單元安裝在汽車駕駛室，在車輪附近適當(dāng)?shù)牡胤?，安置發(fā)射天線，發(fā)射天線通過信號線與檢測報(bào)警處理單元連接。檢測報(bào)警處理器工作時(shí)經(jīng)發(fā)射天線發(fā)射一定頻率范圍(掃頻)的無線電波，給安置在車輪轂上或氣嘴上里的應(yīng)答器。當(dāng)發(fā)射的頻率與應(yīng)答器的諧振頻率一致時(shí)，天線電流增大，檢測報(bào)警處理器的微處理器MCU可以檢測到這一電流的變化，通過標(biāo)定處理諧振點(diǎn)與壓力和溫度的參數(shù)曲線，可以得到壓力和溫度的數(shù)據(jù)，那么輪胎內(nèi)的壓力傳感器和雙金屬溫度傳感器，隨著壓力或溫度的變化，使鐵芯位移，引起電感或電容的變化，則L-C諧振回路的諧振頻率也跟著變化，經(jīng)檢測報(bào)警處理器處理后，即可在LCD上顯示壓力和溫度值，有故障時(shí)報(bào)警。
本發(fā)明與現(xiàn)有的汽車輪胎漏氣報(bào)警的方法和裝置相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、在輪胎上安裝的壓力傳感器、溫度傳感器和L-C電路，全部是無源元件，毋需工作電源。
2、感應(yīng)天線、氣壓傳感器和溫度傳感器可以封裝集在一體，并用塑料或橡膠包裹，所以不用擔(dān)心元件脫落、靜電擊穿、彎損等，提高了系統(tǒng)的可靠性。
3、外圍電路設(shè)計(jì)簡單，生產(chǎn)成本極低。
4、抗干擾、抗震能力強(qiáng)。
3、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便。


圖1是本發(fā)明的汽車輪胎氣壓和溫度檢測的發(fā)射天線和應(yīng)答器的安裝位置示意圖。
圖2是汽車輪胎氣壓和溫度檢測裝置的原理示意圖。
圖3是發(fā)射天線電流和頻率關(guān)系曲線圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1從圖1了解到，在汽車底盤2靠近輪胎4的地方安置發(fā)射天線1，而在輪胎4或氣嘴5內(nèi)或車轂6上裝一個(gè)應(yīng)答器3。
圖2電路，檢測報(bào)警處理器主要由安置在駕駛室內(nèi)的LCD顯示電路7、微處理器8、蜂鳴器9、壓控振蕩器10、功率放大器11、傳輸信號線12、天線電流檢測電路和安置在車輪附近的發(fā)射天線13組成；安置在車輪上的應(yīng)答器由彈性壓力傳感器14、鐵芯15、雙金屬溫度傳感器16、感應(yīng)天線L1和L2、電容C1和C2等無源元件組成的L-C諧振電路，并將感應(yīng)天線L1和L2分別和鐵芯和壓力、溫度傳感器封裝成一體，成為電感式壓力傳感器和電感式溫度傳感器(也可與電容封裝一體成為電容式傳感器)，那么當(dāng)輪胎氣壓改變時(shí)，壓力傳感器14會帶動鐵芯15位移，使感應(yīng)天線的電感發(fā)生變化，L1-C1回路的諧振頻率也隨之變化，同樣溫度改變也使L2-C2回路的諧振頻率發(fā)生變化，經(jīng)耦合到發(fā)射天線和微處理器進(jìn)行檢測和數(shù)據(jù)處理后，就可得知輪胎的壓力及溫度的數(shù)據(jù)并將其顯示給駕駛員看，當(dāng)輪胎氣壓低、氣壓高或溫度高都可發(fā)出報(bào)警信號，提醒駕駛員注意。
圖3是當(dāng)檢測報(bào)警處理器經(jīng)發(fā)射天線發(fā)射的頻率信號和應(yīng)答器諧振頻率一致(fg＝FO)時(shí)，天線上的電流將產(chǎn)生一個(gè)上沖點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種汽車輪胎氣壓和溫度檢測的方法，是采用傳感器原理將輪胎氣壓參數(shù)，通過線路傳遞給駕駛室的檢測報(bào)警器，通過指示器或者聲音報(bào)警器將輪胎的狀態(tài)指示或報(bào)警的方法，其特征在于本汽車輪胎氣壓和溫度檢測報(bào)警的方法是用L-C諧振電路將車輪輪胎的氣壓和溫度情況通過天線諧振耦合后，由傳輸信號線傳遞給駕駛室的檢測報(bào)警處理器，經(jīng)處理和識別后，通過指示器和聲音報(bào)警器將輪胎的狀態(tài)指示或報(bào)警，即在汽車駕駛室內(nèi)安置檢測報(bào)警處理單元，而在車身靠近輪胎的地方安置發(fā)射天線，發(fā)射天線通過信號電纜與檢測報(bào)警處理單元連接，形成檢測報(bào)警處理器，檢測報(bào)警處理器的電源輸入端接到汽車電瓶上，在汽車車輪上安置應(yīng)答器，檢測報(bào)警處理器通過天線發(fā)射一定頻率范圍的無線電信號，并檢測天線電流，應(yīng)答器不需要工作電源，應(yīng)答器由感應(yīng)天線、氣壓傳感器、溫度傳感器和若干個(gè)電感、電容電路構(gòu)成L-C諧振回路，它將輪胎的氣壓和溫度的狀況感應(yīng)給發(fā)射天線并送到駕駛室的檢測報(bào)警處理器。
2.一種如權(quán)利要求1所述的無源汽車輪胎氣壓和溫度檢測的裝置，包括檢測報(bào)警處理器和應(yīng)答器，其特征在于在汽車車輪上方或側(cè)邊的車板(2)安置發(fā)射天線(1)，而在車輪的輪轂(6)、輪胎(4)內(nèi)或氣嘴(5)上安裝應(yīng)答器(3)，該應(yīng)答器由兩個(gè)感應(yīng)天線、氣壓傳感器、溫度傳感器和電容構(gòu)成，其中一個(gè)感應(yīng)天線與氣壓傳感器和電容集成一體構(gòu)成L-C諧振式壓力傳感器，而另一個(gè)感應(yīng)天線與溫度傳感器和電容集成一體構(gòu)成L-C諧振式的溫度傳感器；所述的發(fā)射天線接有數(shù)據(jù)連線，與安裝在駕駛室的報(bào)警處理單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無源汽車輪胎氣壓和溫度檢測的裝置，其特征在于檢測報(bào)警處理器由電源、微處理器、蜂鳴器、顯示驅(qū)動電路、顯示屏、振蕩器、功率放大器、發(fā)射天線、檢測單元等電路組成，由檢測報(bào)警處理器的微處理器的D/A轉(zhuǎn)換器送來的電壓信號接到振蕩器的Vin腳，振蕩器的頻率輸出腳Fout接功率放大器輸入端，功率放大器的輸出端接到發(fā)射天線，天線反饋信號經(jīng)過檢波、濾波后輸出到微處理器的A/D轉(zhuǎn)換器引腳，經(jīng)微處理器處理后輸出到顯示驅(qū)動電路或蜂鳴器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無源汽車輪胎氣壓和溫度檢測的裝置，其特征在于所述的所述的氣壓傳感器選用固定在布爾登管或膜片、波紋管、彈簧等材料的鐵芯與感應(yīng)天線或電容集成的電感式或電容式氣壓傳感器；所述的溫度傳感器選用由雙金屬片與感應(yīng)天線或電容集成為電感式或電容式溫度傳感器，雙金屬片是由兩種不同熱伸縮性的金屬構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無源汽車輪胎氣壓和溫度檢測的裝置，在駕駛室安裝檢測報(bào)警處理器，其發(fā)射天線則安裝在汽車車輪上方或側(cè)邊的車板，而在車輪的輪轂、輪胎內(nèi)或氣嘴上安裝一個(gè)應(yīng)答器，該應(yīng)答器由感應(yīng)天線、氣壓傳感器、雙金屬溫度傳感器和電容C構(gòu)成，這些部件集成為一體，發(fā)射天線通過信號連線與檢測報(bào)警處理單元連接，檢測報(bào)警處理器的電源線與汽車電瓶連接，檢測報(bào)警處理器能安全地將汽車輪胎氣壓和溫度的信號準(zhǔn)確地顯示和報(bào)警，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、成本低、性能優(yōu)良。
文檔編號B60C23/04GK1557643SQ20041001524
公開日2004年12月29日 申請日期2004年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月20日
發(fā)明者黃華, 黃偉, 黃 華 申請人:黃華, 黃 華