專利名稱：裝配在有內(nèi)胎的輪胎氣門嘴上的壓力溫度監(jiān)視系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車輪胎壓力溫度監(jiān)視系統(tǒng)，特別涉及一種裝配在有內(nèi)胎的輪胎氣門嘴上的壓力溫度監(jiān)視系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
輪胎是汽車重要的安全部件。輪胎在行駛中要起承受載荷、產(chǎn)生驅(qū)動力和制動力、緩沖、吸震、改變行駛方向的作用。所以，輪胎在整個汽車的零部件中顯得十分重要。根據(jù)統(tǒng)計，高速公路上1/3的交通事故是由輪胎問題引起的。輪胎的氣壓在行駛過程中與安全有著緊密的關(guān)系，當(dāng)行駛條件變化其輪胎氣壓也頻繁變化。環(huán)境溫度提高，氣壓相應(yīng)增大。車速提高和連續(xù)行駛時間增長，而氣壓也相應(yīng)增大。一旦行駛中發(fā)生意外，如輪胎意外受到硬物刺破，其輪胎氣壓也相應(yīng)變化，刺破的洞比較小時，形成緩慢泄漏，往往給人忽略，如果不及時處理將會導(dǎo)致事故。美國國會在2000年11月1日通過了TREAD法案，法案規(guī)定當(dāng)一個或多個輪胎的氣壓比廠方推薦的[冷態(tài)]使用值低20％或25％時，必須發(fā)出警告信號，或者是規(guī)定一個氣壓低限，當(dāng)胎壓低于該值時，必須警示。該法規(guī)自發(fā)布之日起兩年內(nèi)生效。國會委托美國高速公路交管局(NHTSA)負責(zé)具體執(zhí)行該法案，NHTSA率先采取的措施是規(guī)定汽車必須配備胎壓監(jiān)測及警示裝置。并要求在2005年前，美國新出廠的輕型汽車逐步引入胎壓監(jiān)測及警示裝置，2005年后，所有的汽車都必須安裝胎壓監(jiān)測及警示裝置。
目前所用的汽車輪胎氣壓溫度的監(jiān)視系統(tǒng)都采用內(nèi)置式的壓力溫度傳感器與發(fā)射器，一般均安裝在轎車的無內(nèi)胎輪胎內(nèi)，而大量的卡車都采用有內(nèi)胎的輪胎，由于壓力溫度傳感器與發(fā)射器無法象無內(nèi)胎輪胎那樣方便地安裝，加上將壓力溫度傳感器與發(fā)射器安裝在內(nèi)胎內(nèi)部則必須改變內(nèi)胎的生產(chǎn)工藝，而且內(nèi)胎一旦報廢則發(fā)射模塊只能隨之廢棄無法繼續(xù)使用，將大大增加車輛的使用成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對已有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種裝配在有內(nèi)胎的輪胎氣門嘴上的壓力溫度監(jiān)視系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用發(fā)射模塊安裝固定在輪胎氣門嘴上，并壓下氣門芯，使發(fā)射模塊內(nèi)的承壓空腔與內(nèi)胎內(nèi)的充氣空間形成一個整體，保證了對壓力、溫度的準(zhǔn)確、可靠的測量。
裝配在有內(nèi)胎的輪胎氣門嘴上的壓力溫度監(jiān)視系統(tǒng)，主要包括輪胎壓力溫度檢測發(fā)射模塊和接收報警模塊，輪胎壓力溫度檢測發(fā)射模塊為每個車輪配備一個，安裝在每個有內(nèi)胎輪胎的氣門嘴上，每個模塊包括壓力傳感器、溫度傳感器、具備喚醒功能的微控制單元、具備抗干擾功能的發(fā)射單元和發(fā)射天線組成，接收報警模塊至少每輛車裝備一臺，安裝在駕駛室內(nèi)或者車身上的任何合適的位置，接收報警模塊包括接收處理電路、多種數(shù)字或網(wǎng)絡(luò)接口、語音模塊、微處理與聲光顯示報警裝置組成，其特征在于所述輪胎壓力溫度檢測發(fā)射模塊被組裝在一圓柱形的殼體內(nèi)，殼體的一端設(shè)有與汽車輪胎氣門嘴配套的內(nèi)鑼紋，依靠內(nèi)螺紋旋入汽車輪胎上的氣門嘴，擰緊后位于內(nèi)螺紋底部的頂針將內(nèi)胎氣門嘴內(nèi)的氣門芯頂起，使內(nèi)胎內(nèi)的氣體與壓力溫度檢測發(fā)射模塊的壓力和溫度傳感器接觸，與輪胎氣門嘴的接口上設(shè)有防盜自鎖螺母。壓力、溫度傳感器及處理電路和CPU、射頻電路集成在直徑25毫米的印刷電路板上。壓力和溫度傳感器的OUT腳與微控制單元的KBD3腳連接，微控制單元和發(fā)射單元集成模塊的RST腳和壓力和溫度傳感器的RSTB腳連接，微控制單元和發(fā)射單元集成模塊的XTAL1、XTAL0腳與晶體相連接，構(gòu)成鎖相環(huán)的振蕩器，發(fā)射單元的數(shù)字輸出腳DATACLK給微控制單元提供參考時鐘頻率，微控制單元和發(fā)射單元集成模塊的RFOUT腳與天線匹配網(wǎng)絡(luò)相連，匹配網(wǎng)絡(luò)由電感、電容構(gòu)成，電阻R1一端與微控制單元和無線發(fā)射單元集成模塊的REXT腳連接，另一端與地相連，控制無線發(fā)射單元輸出功率的大小，電容C3、電阻R6并聯(lián)，其中一端和微控制單元和發(fā)射單元集成模塊的CFSK腳連接，另一端和地連接，微控制單元控制的PTB1、PTB2、PTB0、PTA7腳分別與發(fā)射單元的四個數(shù)字輸入腳ENABLE、DATA、BAND、MODE連接。輪胎壓力溫度檢測發(fā)射部分的微控制單元進入工作后執(zhí)行以下的步驟a.開啟電源復(fù)位系統(tǒng)，初始化發(fā)射機，進入停止模式；b.收到喚醒脈沖后取消中斷，測量獲取數(shù)據(jù)，增加Tx計數(shù)器的值；c.判斷是否開中斷，進入停止模式，還是關(guān)中斷，分析和處理數(shù)據(jù)，發(fā)射數(shù)據(jù)后開中斷，進入停止模式。
輪胎壓力溫度檢測發(fā)射部分設(shè)有振動開關(guān)，在車輛時速超過10km/h時接通，在車輛靜止時斷開，每隔半小時發(fā)送一次輪胎狀態(tài)信號。輪胎壓力溫度檢測發(fā)射部分的電池單元采用多電池供電，小容量電池供給傳感模塊和控制模塊，大容量電池提供給發(fā)射模塊，兩組電池并聯(lián)，采取二極管預(yù)防反向電流，LC電路進行電源濾波，電池用過孔方法焊接。圓柱形殼體的另一端設(shè)有汽車輪胎充氣的氣門芯。
本實用新型的優(yōu)點是壓力溫度監(jiān)視系統(tǒng)可安裝在各種充氣輪胎的車輛上，安裝的方便，互換性強，避免壓力溫度檢測發(fā)射部分隨輪胎損壞而報廢。


圖1本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2本發(fā)明的壓力和溫度傳感器與微控制單元的電路原理圖；圖3本發(fā)明的輪胎壓力溫度檢測發(fā)射模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖4本發(fā)明的輪胎壓力溫度檢測發(fā)射模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖5本發(fā)明的輪胎壓力溫度檢測發(fā)射模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖6本發(fā)明的輪胎壓力溫度檢測發(fā)射模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖7本發(fā)明的輪胎壓力溫度檢測發(fā)射模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖8本發(fā)明的輪胎壓力溫度檢測發(fā)射模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖9本發(fā)明的發(fā)射部分工作節(jié)能算法流程框圖；1殼體、2接口、3汽車輪胎氣門芯配套的內(nèi)鑼紋。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖進一步說明
具體實施例方式參見圖3、6、7、8裝配在汽車輪胎氣門嘴上的壓力溫度監(jiān)視系統(tǒng)采用發(fā)射模塊安裝固定在輪胎氣門嘴上，發(fā)射模塊內(nèi)的承壓空腔與內(nèi)胎內(nèi)的充氣空間形成一個整體，保證了對壓力、溫度的準(zhǔn)確、可靠的測量，壓力溫度傳感器U1與微控制單元及發(fā)射單元集成模塊U2與發(fā)射天線被組裝在一圓柱體的殼體1內(nèi)，圓柱體的殼體1一端設(shè)有與汽車輪胎氣門芯配套的內(nèi)鑼紋3，依靠內(nèi)鑼紋旋3入汽車輪胎上的汽門芯，與輪胎氣門嘴的接口2上設(shè)有防盜自鎖螺母，圓柱體的殼體1另一端可設(shè)置一個與汽車輪胎上一樣的氣門芯，使輪胎的充放氣操作與安裝發(fā)射模塊前完全相同。
輪胎壓力溫度檢測發(fā)射部分的壓力和溫度傳感器U1的/OUT腳與微控制單元U2的KBD3相連，觸發(fā)模塊每隔數(shù)秒向微控制單元U2發(fā)出喚醒脈沖，而后由微控制單元U2決定是否去測量壓力或溫度，微控制單元和發(fā)射單元集成模塊U2和壓力溫度傳感器U1相連接，而壓力和溫度數(shù)據(jù)測量依賴于微控制單元和發(fā)射單元集成模塊U2和壓力溫度傳感器U1的控制線，時鐘線CLK、數(shù)據(jù)線DATA以及輸出線/OUT之間的協(xié)調(diào)工作，輪胎壓力溫度檢測發(fā)射部分微控制單元U2啟用后執(zhí)行以下的步驟a.開啟電源復(fù)位系統(tǒng)，初始化發(fā)射機，進入停止模式；b.收到喚醒脈沖后取消中斷，測量獲取數(shù)據(jù)，增加Tx計數(shù)器的值；c.判斷是否開中斷，進入停止模式，還是關(guān)中斷，分析和處理數(shù)據(jù)，發(fā)射數(shù)據(jù)后開中斷，進入停止模式。
參見圖9。
微控制單元和發(fā)射單元集成模塊U2的/RST和壓力溫度傳感器U1的RSTB相連，使得系統(tǒng)每隔一段時間進行復(fù)位，以便系統(tǒng)出錯時能夠返回到正常狀態(tài)；微控制單元和發(fā)射單元集成模塊U2的引腳XTAL1、XTAL0與晶體相連，構(gòu)成鎖相環(huán)的振蕩器，而發(fā)射單元的數(shù)字輸出腳DATACLK給微控制器單元提供參考時鐘，微控制單元發(fā)射單元集成模塊U2的引腳RFOUT與天線匹配網(wǎng)絡(luò)相連，匹配網(wǎng)絡(luò)由電感、電容構(gòu)成，匹配網(wǎng)絡(luò)連接天線，實現(xiàn)最優(yōu)的50Ω射頻匹配網(wǎng)絡(luò)，減少射頻損耗，提高發(fā)射效率，R1一端與微控制單元發(fā)射單元集成模塊U2的引腳REXT相連，另一端與地相連，控制無線發(fā)射單元輸出功率的大小，電容C3、電阻R6并聯(lián)，其中一端和微控制單元發(fā)射單元集成模塊U2的引腳CFSK相連，另一端和地相連，決定了發(fā)射信號載頻頻偏的大小，微控制單元和無線發(fā)射單元集成模塊中，微控制單元控制的引腳PTB1、PTB2、PTB0、PTA7引腳分別控制發(fā)射單元的四個數(shù)字輸入引腳ENABLE、DATA、BAND、MODE，使得射頻發(fā)射電路能夠正常工作。參見圖2。
為了延長發(fā)射機的壽命和提高發(fā)射機的效率，需要對電源進行有效管理，以避免電池能量過快地消耗掉。當(dāng)車輛靜止或小于10km/h的情況下，就沒有必要進行連續(xù)測量數(shù)據(jù)和連續(xù)發(fā)射信號，即發(fā)射機工作在泊車模式，減少測量數(shù)據(jù)和發(fā)射信號的次數(shù)。當(dāng)車輛運動時速大于10km/h的情況下，發(fā)射機工作在正常的行駛模式，正常測量數(shù)據(jù)和發(fā)射信號。系統(tǒng)采用一個振動開關(guān)，在車輛靜止時，開關(guān)斷開，僅僅在車輛時速超過10km/h時振動開關(guān)打開。在汽車停止?fàn)顟B(tài)下每隔半小時發(fā)送一次輪胎狀態(tài)信號以節(jié)省電池能量。輪胎壓力溫度檢測發(fā)射部分的電池單元采用多電池供電，小容量電池供給傳感模塊和控制模塊，大容量電池提供給發(fā)射模塊，兩組電池并聯(lián)，采取二極管預(yù)防反向電流，LC電路進行電源濾波，電池用過孔方法焊接。
接收機在通電以后，接收端的控制器首先初始化，然后配置接收機。檢驗接收機配置完成以后，準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)。當(dāng)接收端等待數(shù)據(jù)的時候，接收端處于低耗能狀態(tài)。在接收機捕捉到數(shù)據(jù)以后，重新進行校驗和比較，驗證以后，把接受到的輪胎數(shù)據(jù)與控制器存儲中的輪胎數(shù)據(jù)進行比較，如果有吻合的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)將被加工處理。在異常情況下，對應(yīng)輪胎的指示燈會被點亮且不斷閃爍，同時系統(tǒng)發(fā)出聲音告警。此外，數(shù)據(jù)將會通過串口或者可擴展功能接口，把數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵饨绲牟杉骱痛鎯υO(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種裝配在有內(nèi)胎的輪胎氣門嘴上的壓力溫度監(jiān)視系統(tǒng)，主要包括輪胎壓力溫度檢測發(fā)射模塊和接收報警模塊，輪胎壓力溫度檢測發(fā)射模塊為每個車輪配備一個，安裝在每個有內(nèi)胎輪胎的氣門嘴上，每個模塊包括壓力傳感器、溫度傳感器、具備喚醒功能的微控制單元、具備抗干擾功能的發(fā)射單元和發(fā)射天線組成，接收報警模塊至少每輛車裝備一臺，安裝在駕駛室內(nèi)或者車身上的任何合適的位置，接收報警模塊包括接收處理電路、多種數(shù)字或網(wǎng)絡(luò)接口、語音模塊、微處理與聲光顯示報警裝置組成，其特征在于所述的輪胎壓力溫度檢測發(fā)射模塊被組裝在一圓柱形的殼體內(nèi)，殼體的一端設(shè)有與汽車輪胎氣門嘴配套的內(nèi)鑼紋，依靠內(nèi)螺紋旋入汽車輪胎上的氣門嘴，擰緊后位于內(nèi)螺紋底部的頂針將內(nèi)胎氣門嘴內(nèi)的氣門芯頂起，使內(nèi)胎內(nèi)的氣體與壓力溫度檢測發(fā)射模塊的壓力和溫度傳感器接觸，與輪胎氣門嘴的接口上設(shè)有防盜自鎖螺母。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝配在有內(nèi)胎的輪胎氣門嘴上的壓力溫度監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述壓力、溫度傳感器及處理電路和CPU、射頻電路集成在直徑25毫米的印刷電路板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝配在有內(nèi)胎的輪胎氣門嘴上的壓力溫度監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述壓力和溫度傳感器的OUT腳與微控制單元的KBD3腳連接，微控制單元和發(fā)射單元集成模塊的RST腳和壓力和溫度傳感器的RSTB腳連接，微控制單元和發(fā)射單元集成模塊的XTAL1、XTAL0腳與晶體相連接，構(gòu)成鎖相環(huán)的振蕩器，發(fā)射單元的數(shù)字輸出腳DATACLK給微控制單元提供參考時鐘頻率，微控制單元和發(fā)射單元集成模塊的RFOUT腳與天線匹配網(wǎng)絡(luò)相連，匹配網(wǎng)絡(luò)由電感、電容構(gòu)成，電阻R1一端與微控制單元和無線發(fā)射單元集成模塊的REXT腳連接，另一端與地相連，控制無線發(fā)射單元輸出功率的大小，電容C3、電阻R6并聯(lián)，其中一端和微控制單元和發(fā)射單元集成模塊的CFSK腳連接，另一端和地連接，微控制單元控制的PTB1、PTB2、PTB0、PTA7腳分別與發(fā)射單元的四個數(shù)字輸入腳ENABLE、DATA、BAND、MODE連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝配在有內(nèi)胎的輪胎氣門嘴上的壓力溫度監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述輪胎壓力溫度檢測發(fā)射部分的微控制單元進入工作后執(zhí)行以下的步驟a.開啟電源復(fù)位系統(tǒng)，初始化發(fā)射機，進入停止模式；b.收到喚醒脈沖后取消中斷，測量獲取數(shù)據(jù)，增加Tx計數(shù)器的值；c.判斷是否開中斷，進入停止模式，還是關(guān)中斷，分析和處理數(shù)據(jù)，發(fā)射數(shù)據(jù)后開中斷，進入停止模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝配在有內(nèi)胎的輪胎氣門嘴上的壓力溫度監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述輪胎壓力溫度檢測發(fā)射部分設(shè)有振動開關(guān)，在車輛時速超過10km/h時接通，在車輛靜止時斷開，每隔半小時發(fā)送一次輪胎狀態(tài)信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝配在有內(nèi)胎的輪胎氣門嘴上的壓力溫度監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述輪胎壓力溫度檢測發(fā)射部分的電池單元采用多電池供電，小容量電池供給傳感模塊和控制模塊，大容量電池提供給發(fā)射模塊，兩組電池并聯(lián)，采取二極管預(yù)防反向電流，LC電路進行電源濾波，電池用過孔方法焊接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝配在有內(nèi)胎的輪胎氣門嘴上的壓力溫度監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述圓柱形殼體的另一端設(shè)有汽車輪胎充氣的氣門芯。
全文摘要
一種裝配在有內(nèi)胎的輪胎氣門嘴上的壓力溫度監(jiān)視系統(tǒng)，主要包括輪胎壓力溫度檢測發(fā)射模塊和接收報警模塊。系統(tǒng)的特征在于所述的輪胎壓力溫度檢測發(fā)射模塊被組裝在圓柱形的殼體內(nèi)，依靠內(nèi)螺紋旋入汽車輪胎上的氣門嘴，與輪胎氣門嘴的接口上設(shè)有防盜自鎖螺母。本實用新型的優(yōu)點是壓力溫度監(jiān)視系統(tǒng)可安裝在各種充氣輪胎的車輛上，安裝的方便，互換性強，避免壓力溫度檢測發(fā)射部分隨輪胎損壞而報廢。
文檔編號B60C23/00GK1865030SQ20051002603
公開日2006年11月22日 申請日期2005年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月20日
發(fā)明者劉勝, 石雄, 侯斌 申請人:上海飛恩微電子有限公司