專利名稱：汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車安全行駛監(jiān)測(cè)設(shè)施，具體涉及有內(nèi)胎式的汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車在行駛過程中輪胎壓力不足會(huì)導(dǎo)致汽車輪胎磨損嚴(yán)重、油耗增加，難以操縱控制等問題，甚至出現(xiàn)輪胎爆裂，導(dǎo)致車毀人亡的事故發(fā)生。為了加強(qiáng)汽車在行駛過程中的安全性，必須對(duì)汽車輪胎的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)提醒駕駛員注意輪胎壓力變化情況，采取相應(yīng)措施。原有的汽車輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)TPMS(Tire Pressure Measure System)都是用于監(jiān)視無內(nèi)胎式輪胎的壓力變化，而無內(nèi)胎式輪胎承重力不大，只能用于轎車或輕型車。因?yàn)?，中、大型以上的客貨車均安裝承重力大的有內(nèi)胎式輪胎，所以，原有的汽車輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)TPMS不能對(duì)高速行駛的中、大型以上的客貨車的輪胎的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。無內(nèi)胎式輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)的輪胎壓力傳感發(fā)射器是置于輪胎空氣中，不存在因非傳感器芯片帶來壓力讀取誤差；對(duì)發(fā)射電路的結(jié)構(gòu)要求不高，只要滿足在空氣中能最佳發(fā)射即可。雖然有內(nèi)胎式輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)的輪胎壓力傳感發(fā)射器也可以置于輪胎內(nèi)，但對(duì)電路的設(shè)計(jì)要求高、每個(gè)輪胎壓力傳感發(fā)射器必須安裝在對(duì)應(yīng)的輪胎內(nèi)，不能互換，所以，安裝更換很不方便。也有將輪胎壓力傳感發(fā)射器安裝內(nèi)胎的氣門芯處，雖然安裝更換方便，但容易脫落丟失，安全性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它能實(shí)時(shí)檢測(cè)和顯示有內(nèi)胎式汽車輪胎的壓力，當(dāng)輪胎過壓和欠壓時(shí)，運(yùn)用聲光方式提醒駕駛員注意輪胎壓力情況，防止爆胎情況發(fā)生；當(dāng)輪胎壓力正常時(shí)，還能提高汽車的運(yùn)行效率，降低油耗。
本發(fā)明所述的汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括安裝駕駛室內(nèi)的輪胎壓力接收顯示器和安裝在汽車輪胎上的一個(gè)以上的輪胎壓力傳感發(fā)射器；輪胎壓力接收顯示器與輪胎壓力傳感發(fā)射器之間的信號(hào)聯(lián)系為無線傳輸方式；輪胎壓力接收顯示器每臺(tái)車只安裝一個(gè)，其功能是接收輪胎壓力傳感發(fā)射器發(fā)射的輪胎壓力信號(hào)，通過處理后顯示輪胎壓力數(shù)據(jù)，并判斷輪胎壓力是否正常，如欠壓或過壓，將通過聲光方式提醒駕駛員；輪胎壓力傳感發(fā)射器每只輪胎安裝一個(gè)，其功能是將壓力傳感器測(cè)到的壓力數(shù)據(jù)通過無線電發(fā)射方式發(fā)射到輪胎壓力接收顯示器。
輪胎壓力接收顯示器包括設(shè)在盒體內(nèi)的射頻接收電路、微控制器電路、顯示電路和電源，設(shè)在盒體面板上的狀態(tài)設(shè)置鍵、輪胎壓力顯示窗、輪胎狀態(tài)指示燈和蜂鳴器。射頻接收電路由射頻接收集成塊IC1、天線濾波網(wǎng)絡(luò)C12、C14、L2，低噪聲天線射頻放大器，接地并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)L1、C13，旁路電容C3、C1，數(shù)據(jù)高通濾波截止頻率電容C7，鎖相環(huán)基準(zhǔn)頻率晶體X1及匹配電容C15，鎖相環(huán)比較器輸出脈沖低通濾波網(wǎng)絡(luò)R1、C8、C9，低通濾波供電旁路電容C2、數(shù)據(jù)解調(diào)供電旁路電容C4組成，其作用是將由天線來的ASK射頻信號(hào)經(jīng)過天線濾波網(wǎng)絡(luò)到IC1內(nèi)部的低噪聲放大器LNA，經(jīng)過內(nèi)部VCO產(chǎn)生的本振頻率在內(nèi)部混頻產(chǎn)生一個(gè)中頻信號(hào)，中頻信號(hào)經(jīng)過濾波限幅放大解調(diào)出數(shù)據(jù)信號(hào)從IC1的數(shù)據(jù)端DATA輸出到微控制器集成塊。微控制器電路由IC2、晶體X2、晶體匹配電容C16、C17，復(fù)位網(wǎng)絡(luò)R4、C5，設(shè)置電路SW1、R3，蜂鳴電路B1、R5組成；其中IC2的作用是對(duì)IC1來的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼識(shí)別處理產(chǎn)生壓力數(shù)據(jù)送顯示電路，并在壓力數(shù)據(jù)產(chǎn)生不正常時(shí)，IC2產(chǎn)生一報(bào)警信號(hào)送蜂鳴器產(chǎn)生報(bào)警聲音；晶體X2的作用是產(chǎn)生IC2所需的電容時(shí)鐘；復(fù)位電路的作用是產(chǎn)生上電延時(shí)低電平復(fù)位信號(hào)；設(shè)置電路的作用是設(shè)置微控制器集成塊IC2的不同狀態(tài)。顯示電路由雙位顯示數(shù)碼管N1，小數(shù)點(diǎn)字段限流電阻R10，顯示選通線控制電路Q1、Q2、Q3，電阻R6、R7、R8，輪胎顯示發(fā)光二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7，顯示字段限流電阻R9、R11、R12、R13、R14、R15、R16組成；其中雙位顯示數(shù)碼管N1的作用是顯示壓力數(shù)據(jù)，Q1、R6是選通控制N1高位數(shù)碼管，Q2、R7是選通控制N1低位數(shù)碼管，Q3、R8是選通控制輪胎顯示發(fā)光二極管。電源由ZN1、V2、V4、RZ、R2、C10、C11組成，其中ZN1外接汽車電瓶，將汽車電瓶電壓提供給穩(wěn)壓器V2和V4；R2、RZ為保護(hù)電阻，C10、C11為濾波電容。
輪胎壓力傳感發(fā)射器包括設(shè)在電路板下面的電池、設(shè)在電路板上面的傳感器電路、微控制器電路和射頻發(fā)射器電路，在電路板之上設(shè)有橡皮囊，橡皮囊的邊緣與電路板邊緣緊貼，并卡在封裝壓接金屬框內(nèi)，在橡皮囊與電路板之間形成的封閉的腔體內(nèi)充填有液體；以上構(gòu)件除橡皮囊的上部之外，其余全部用封裝材料密封在橡皮外套內(nèi)。傳感器電路由傳感器集成塊U1和上拉電阻R1組成，其作用是將傳感器集成塊U1窗口獲得的壓力物理量經(jīng)過放大取樣處理得到壓力數(shù)據(jù)輸出到微控制器；U1定時(shí)向微控制器集成塊U2發(fā)送中斷信號(hào)、復(fù)位信號(hào)和輸出壓力等數(shù)據(jù)；并接收微控制器集成塊U2發(fā)來的選通信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、命令信號(hào)；上拉電阻R1的作用是在U1為輸出數(shù)據(jù)時(shí)保持高電平。微控制器電路由微控制器集成塊U2、晶體X1、晶體匹配電容C2、C3組成；其中微控制器集成塊U2工作并接收U1傳來的壓力數(shù)據(jù)，經(jīng)微控制器集成塊U2處理后再輸出到射頻發(fā)射器；U2接收U1來的中斷信號(hào)、復(fù)位信號(hào)；U2的I/O口產(chǎn)生U1需要的選通線NCS、數(shù)據(jù)輸出線SDO、時(shí)鐘線CLK、數(shù)據(jù)輸入線SDI；晶體X1的作用是產(chǎn)生微控制器的時(shí)鐘信號(hào)；C2、C3的作用是匹配晶體振蕩器，以產(chǎn)生精確的振蕩頻率。射頻發(fā)射電路由發(fā)射晶體管Q1、發(fā)射天線A1、電容C1、C4、C5、C6、電阻R3晶體X2組成；發(fā)射晶體管Q1的作用是產(chǎn)生射頻振蕩信號(hào)并放大發(fā)射出去；發(fā)射天線A1的作用是有效地發(fā)射射頻信號(hào)，并作為射頻振蕩電路的電感部分；電容C1和C4為射頻振蕩電容；C6是輸出耦合電容；C5是射頻振蕩交流旁路電容；電阻R3的作用是提供射頻振蕩放大偏流；當(dāng)微控制器U2數(shù)據(jù)信號(hào)是高電平時(shí)，射頻振蕩器放大工作，當(dāng)是低電平時(shí)，射頻振蕩器不工作，從而產(chǎn)生一個(gè)ASK射頻信號(hào)通過發(fā)射天線發(fā)射出去。
所述的汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其輪胎壓力傳感發(fā)射器安裝在汽車輪胎的內(nèi)胎和胎墊之間，橡皮囊的上部與內(nèi)胎緊密接觸。這樣可以方便地獲取汽車輪胎內(nèi)胎上單位面積承受的力F，即壓強(qiáng)P。橡皮囊獲得的壓強(qiáng)P通過壓力傳遞介質(zhì)傳遞到傳感器電路的壓力傳感芯片，從而使電路板得到壓力數(shù)據(jù)，通過放大采集取樣處理后，經(jīng)射頻發(fā)射電路的發(fā)射天線發(fā)射，安裝在駕駛室內(nèi)的輪胎壓力接收顯示器即可收到輪胎壓力傳感發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)。
所述的汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在輪胎壓力傳感發(fā)射器的橡皮囊與電路板之間形成的封閉的腔體內(nèi)充填的液體為硅油或液體油脂。用液體作為壓力傳遞媒介，將壓力傳遞到傳感器，效果最好。
本發(fā)明解決了原有的汽車輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)TPMS不能對(duì)高速行駛的中、大型以上的客貨車的輪胎的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視技術(shù)問題，不僅壓力傳遞誤差小、安全可靠，而且安裝更換方便。


圖1是本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖。
圖2是輪胎壓力傳感發(fā)射器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是輪胎壓力接收顯示器的電路圖。
圖4是輪胎壓力傳感發(fā)射器的電路圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1和圖2，將盒體10內(nèi)設(shè)有射頻接收電路11、微控制器電路12、顯示電路13和電源14，盒體10面板上設(shè)有狀態(tài)設(shè)置鍵15、輪胎壓力顯示窗16、輪胎狀態(tài)指示燈17和蜂鳴器18的輪胎壓力接收顯示器1安裝在汽車駕駛室內(nèi)，電源14與汽車蓄電池連接；將傳感器電路22、微控制器電路23和射頻發(fā)射電路24安裝在電路板20的上面，電池21安裝在電路板20的下面，橡皮囊25扣在電路板20的上面，使橡皮囊25的邊緣與電路板20的邊緣緊貼，并卡在封裝壓接金屬框26內(nèi)，在橡皮囊25與電路板20之間形成的封閉的腔體內(nèi)充填硅油27，然后，用封裝材料——環(huán)氧樹脂28將除橡皮囊25的上部之外的其余部件密封在橡皮外套29內(nèi)，即構(gòu)成輪胎壓力傳感發(fā)射器2。將輪胎壓力傳感發(fā)射器2安裝在汽車輪胎的內(nèi)胎和胎墊之間，每只輪胎安裝一個(gè)輪胎壓力傳感發(fā)射器2，并使橡皮囊25的上部與內(nèi)胎緊密接觸。
使用時(shí)，先打開汽車電源，輪胎壓力接收顯示器1的蜂鳴器18短鳴一聲，表示汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開始工作，如果有輪胎壓力在給定的壓力范圍之外，蜂鳴器18在短鳴一聲后會(huì)連續(xù)鳴叫15S，同時(shí)表示輪胎位置的輪胎狀態(tài)指示燈17會(huì)閃爍，低于正常壓力時(shí)閃爍速度較慢，約2S閃爍一次，高于正常壓力時(shí)閃爍速度較快，約1S閃爍一次，提醒駕駛員注意有輪胎不在正常壓力范圍之內(nèi)。如果有輪胎壓力和正常壓力相差太大，蜂鳴器18會(huì)一直鳴叫，輪胎狀態(tài)指示燈17會(huì)閃爍不停，提醒駕駛員必須給輪胎加氣或放氣。輪胎壓力正常時(shí)，表示輪胎位置的輪胎狀態(tài)指示燈17不會(huì)閃爍，常亮的輪胎狀態(tài)指示燈表示LED數(shù)碼管顯示的數(shù)字是該位置輪胎的壓力數(shù)據(jù)。
當(dāng)需要循環(huán)顯示輪胎壓力時(shí)，可按輪胎壓力接收顯示器1的狀態(tài)設(shè)置鍵15，輪胎狀態(tài)指示燈17會(huì)按左前輪→右前輪→右后輪→左后輪→(右后內(nèi)輪→左后內(nèi)輪→)左前輪依次發(fā)亮，每按一次，輪胎狀態(tài)指示燈17點(diǎn)亮的位置變化一次，LED數(shù)碼管的數(shù)值指示輪胎狀態(tài)指示燈17點(diǎn)亮位置的輪胎壓力。在循環(huán)顯示輪胎壓力時(shí)，如果該位置的輪胎壓力不正常，輪胎狀態(tài)指示燈17會(huì)常亮5S，然后閃爍。
如果安裝在輪胎上的輪胎壓力傳感發(fā)射器2損壞，兩小時(shí)未收到信號(hào)，則對(duì)應(yīng)位置的輪胎狀態(tài)指示燈17同樣會(huì)一直閃爍，同時(shí)蜂鳴器18會(huì)鳴叫15S后停止。通過狀態(tài)設(shè)置鍵15選擇到該位置輪胎壓力顯示時(shí)，輪胎壓力顯示窗16會(huì)顯示符號(hào)“nP”。
權(quán)利要求
1.汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括安裝駕駛室內(nèi)的輪胎壓力接收顯示器(1)和安裝在汽車輪胎上的一個(gè)以上的輪胎壓力傳感發(fā)射器(2)；輪胎壓力接收顯示器(1)與輪胎壓力傳感發(fā)射器(2)之間的信號(hào)聯(lián)系為無線傳輸方式；輪胎壓力接收顯示器(1)包括設(shè)在盒體(10)內(nèi)的射頻接收電路(11)、微控制器電路(12)、顯示電路(13)和電源(14)、設(shè)在盒體(10)面板上的狀態(tài)設(shè)置鍵(15)、輪胎壓力顯示窗(16)、輪胎狀態(tài)指示燈(17)和蜂鳴器(18)；輪胎壓力傳感發(fā)射器(2)包括設(shè)在電路板(20)下面的電池(21)、設(shè)在電路板上面的傳感器電路(22)、微控制器電路(23)和射頻發(fā)射電路(24)，其特征在于在電路板(20)之上設(shè)有橡皮囊(25)，橡皮囊(25)的邊緣與電路板(20)邊緣緊貼，并卡在封裝壓接金屬框(26)內(nèi)，在橡皮囊(25)與電路板(20)之間形成的封閉的腔體內(nèi)充填有液體(27)；以上構(gòu)件除橡皮囊(25)的上部之外，其余全部用封裝材料(28)密封在橡皮外套(29)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于輪胎壓力傳感發(fā)射器(2)安裝在汽車輪胎的內(nèi)胎和胎墊之間，橡皮囊(25)的上部與內(nèi)胎緊密接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于在輪胎壓力傳感發(fā)射器(2)的橡皮囊(25)與電路板(20)之向形成的封閉的腔體內(nèi)充填的液體(27)為硅油。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括輪胎壓力接收顯示器和輪胎壓力傳感發(fā)射器；輪胎壓力接收顯示器與輪胎壓力傳感發(fā)射器之間的信號(hào)聯(lián)系為無線傳輸方式；輪胎壓力接收顯示器包括設(shè)在盒體內(nèi)的射頻接收電路、微控制器電路、顯示電路和電源、設(shè)在盒體面板上的狀態(tài)設(shè)置鍵、輪胎壓力顯示窗、輪胎狀態(tài)指示燈和蜂鳴器；輪胎壓力傳感發(fā)射器包括設(shè)在電路板下面的電池、設(shè)在電路板上面的傳感器電路、微控制器電路和射頻發(fā)射電路，其特征在于在電路板之上設(shè)有橡皮囊，在橡皮囊與電路板之間形成的封閉的腔體內(nèi)充填有液體。本發(fā)明解決了對(duì)中、大型以上的客貨車的輪胎的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視技術(shù)問題，不僅壓力傳遞誤差小、安全可靠，而且安裝更換方便。
文檔編號(hào)B60C23/04GK1583435SQ03135650
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2003年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月20日
發(fā)明者鄭雷 申請(qǐng)人:重慶三信電子有限公司