專利名稱：汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體是指汽車輪胎的壓力監(jiān)測(cè)設(shè)備。 技術(shù)背景
隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，交通事故頻繁發(fā)生，交通安全問題日益嚴(yán)重，給人類的生命 和財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了極大的威脅。這不但要求人們提高自身的安全意思，更要對(duì)汽車行駛的性能安 全提出更高的要求。已有的汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(Anti-bck Break System縮寫ABS)、電子行 駛穩(wěn)定系統(tǒng)、安全氣囊等安全措施都屬于"事后被動(dòng)"型安保，即在事故發(fā)生后才起到保護(hù) 人身安全的作用?，F(xiàn)在考慮更多的是"事前主動(dòng)"型安保，即汽車能在故障或者事故發(fā)生前， 向駕駛員發(fā)出警告，避免事故的發(fā)生，如汽車的規(guī)避系統(tǒng)。
在汽車高速行駛過程中，輪胎故障是所有駕駛者最為擔(dān)心和最難預(yù)防的，也是突發(fā)性交 通事故發(fā)生的重要原因。其中輪胎爆胎由于其不可預(yù)測(cè)性和不可控制性而成為交通事故發(fā)生 的首要因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在中國(guó)高速公路上發(fā)生的交通事故有70%是由輪胎爆胎引發(fā)的，而在 美國(guó)這一比例則高達(dá)80%，美國(guó)每年75%的輪胎故障是由于輪胎滲漏或充氣不足引起的。據(jù) 有關(guān)專家分析，保持標(biāo)準(zhǔn)的輪胎氣壓行駛和及時(shí)發(fā)現(xiàn)輪胎漏氣是防止爆胎的關(guān)鍵。在汽車行 駛過程中，主動(dòng)實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)輪胎的氣壓和溫度，提醒駕駛員做好預(yù)防措施，防止輪胎爆胎已 成為汽車安全行駛的一個(gè)重要研究課題。
汽車輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)(Tke Pressure Monitoring System縮寫TPMS),主要用于在汽車行 駛時(shí)實(shí)時(shí)地對(duì)輪胎氣壓迸行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，對(duì)輪胎漏氣和低氣壓及氣壓過高進(jìn)行報(bào)警，以保障行 車安全，是駕車者、乘車人的生命安全保障預(yù)警系統(tǒng)。TPMS屬于"事前主動(dòng)型"安保，即 在輪胎出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)報(bào)警，采取措施，將事故消滅在萌芽中。2000年以來(lái)，這個(gè)概念頻繁 的出現(xiàn)在各種報(bào)刊雜志中，成為汽車界的關(guān)注熱點(diǎn)。
國(guó)外進(jìn)行輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究比較早，早在上世紀(jì)80年代就已提出，但由于當(dāng)時(shí)缺 乏有效的技術(shù)條件和成熟的市場(chǎng)環(huán)境，而僅停留在設(shè)想層面上。
1996年豐田就有一種TPMS產(chǎn)品應(yīng)用于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)的MarkII型車上。但該系統(tǒng)不能直接 測(cè)量輪胎壓力，并存在容易產(chǎn)生誤差的因素，數(shù)據(jù)的時(shí)效性與準(zhǔn)確性也存在不足。
2000年，美國(guó)凡世通(Firestone)輪胎事件使得TPMS發(fā)展成為趨勢(shì)，凡世通輪胎的質(zhì)量 問題，造成了超過千人的傷亡，此事引起了業(yè)界和美國(guó)政府的高度關(guān)注，美國(guó)政府要求汽車 制造商加速發(fā)展TPMS系統(tǒng)，以求減少輪胎事故的發(fā)生。并通過聯(lián)邦運(yùn)輸法案，要求2003 年ll月以后的新車都要逐步把輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)配置，2007年9月1閂以后，所 有的車輛都必須遵守執(zhí)行。繼美國(guó)之后，歐洲也制定了相應(yīng)的法規(guī)，要求其國(guó)內(nèi)的汽車廠商
安裝TPMS，輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。
2002年，約翰遜公司的輪胎壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的車內(nèi)后視鏡、四個(gè)胎 壓傳感器和發(fā)射、接收設(shè)備。系統(tǒng)工作時(shí)胎壓數(shù)據(jù)是通過集成在輪胎氣門閥內(nèi)的發(fā)射機(jī)傳送 給風(fēng)擋內(nèi)的集成接收機(jī)，然后在后視鏡上利用射頻技術(shù)顯示出來(lái)。這個(gè)系統(tǒng)在工作時(shí)可以將 每個(gè)輪胎的壓力數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，有較高的實(shí)用性和可行性。
此夕卜，西門子VDO汽車配件公司自主開發(fā)的輪胎哨兵(TireGuard)監(jiān)測(cè)裝置，英國(guó)A丄R. 汽車配件公司生產(chǎn)和銷售的輪胎守護(hù)神(Tire Shield)監(jiān)測(cè)裝置；法國(guó)米其林集團(tuán)公司與威柏可 (Wabco)公司合作開發(fā)的一種輪胎充氣內(nèi)壓監(jiān)測(cè)裝置，是專供商用車使用的監(jiān)測(cè)裝置；德國(guó) BEAU公司與美國(guó)Lear公司聯(lián)合推出的輪胎壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將電子門鎖裝置與系統(tǒng)集成 在一起，是近期推出的一種極具價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的整體解決方案。
米其林集團(tuán)公司、固特異輪胎橡膠公司將壓力、溫度監(jiān)測(cè)和信號(hào)發(fā)射裝置埋入輪胎胎壁 內(nèi)，這些裝置在輪胎的整個(gè)壽命期間(一般為1年 7年)發(fā)揮作用。
本項(xiàng)目利用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、電子技術(shù)和微控制器技術(shù)，研制和開發(fā)的輪胎壓力監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)毫無(wú)疑問將是保證汽車安全行駛的理想工具。 本
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出了一種操作方便，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的裝置。
本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的
汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)裝置，它包括傳感器、信號(hào)處理器、發(fā)射天線、射頻發(fā)射器、射頻 接收器、顯示器，其特征在于置于輪胎內(nèi)的傳感器，傳感器與輪胎內(nèi)信號(hào)處理器連接，輪 胎內(nèi)信號(hào)處理器與射頻發(fā)射器連接；射頻發(fā)射器與射頻接收器通過單向無(wú)線異步通信方式連 接，射頻接收器與輪胎外信號(hào)處理器連接，信號(hào)處理器再與顯示器連接。
作為優(yōu)選，所述的傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器、定時(shí)器。 作為優(yōu)選，所述的射頻發(fā)射器為超高頻發(fā)射器。當(dāng)所述的射頻發(fā)射器是用基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn) 行調(diào)制的頻帶傳輸方式進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)，具有更佳效果。
作為優(yōu)選，所述的發(fā)射天線是螺旋形天線。
作為優(yōu)選，所述的射頻接收器是超外差射頻接收器。
作為優(yōu)選，所述的顯示器是帶報(bào)警器的顯示器，可以更直觀發(fā)現(xiàn)、監(jiān)測(cè)到輪胎的壓力情 況等。
本實(shí)用新型采用直接式輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，針對(duì)四輪輪胎，每個(gè)輪胎內(nèi)部都安裝一個(gè)發(fā) 射系統(tǒng)，輪胎內(nèi)傳感器采集溫度、壓力信號(hào)經(jīng)單片機(jī)處理后通過射頻發(fā)射器調(diào)制發(fā)射出去， 安裝在駕駛臺(tái)內(nèi)的主機(jī)接收系統(tǒng)接收并解調(diào)該射頻信號(hào)，當(dāng)輪胎的壓力和溫度出現(xiàn)異常時(shí)，
顯示并開啟報(bào)警器，提醒駕駛者采取必要的措施。
發(fā)射系統(tǒng)要求能在一節(jié)鋰亞電池下工作3-5年，所以系統(tǒng)的節(jié)電是一個(gè)十分重要的問題， 只有大部分時(shí)間讓系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)，才能延長(zhǎng)電池使用壽命。本文采用加速度傳感器的方 式，對(duì)車輛行駛進(jìn)行監(jiān)測(cè)，控制發(fā)射系統(tǒng)的工作狀態(tài)，當(dāng)停車和汽車行駛速度較慢時(shí)系統(tǒng)進(jìn) 入低功耗狀態(tài)，達(dá)到一定速度時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，由于汽車輪胎內(nèi)部的壓力和溫度數(shù)據(jù)變 化比較緩慢，可以隔一定時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。
接收系統(tǒng)接收到信號(hào)后，由解調(diào)電路進(jìn)行放大解調(diào)，將數(shù)字信號(hào)送給微處理器串行接口。 然后由微處理器進(jìn)行解碼，從數(shù)據(jù)流中提取出輪胎的位置碼、溫度值、壓力值以及CRC校驗(yàn) 碼等，做相應(yīng)的處理，如進(jìn)行校驗(yàn)，更新當(dāng)前數(shù)據(jù)值，進(jìn)行聲光報(bào)警等。
人機(jī)接口部分包括顯示器、報(bào)警器和按鈕等。顯示器顯示當(dāng)前壓力、溫度值。按鈕則可 以進(jìn)行系統(tǒng)的功能設(shè)定和讀取當(dāng)前輪胎的壓力、溫度值。報(bào)警器根據(jù)具體的異常情況，發(fā)出 不同的報(bào)警信號(hào)。汽車在行駛過程中，由于各個(gè)輪胎與路面的接觸位置不同，負(fù)荷不同，各 個(gè)輪胎的磨損部位程度有很明顯的差異。為了保證各輪胎磨損均勻，延長(zhǎng)使用壽命，經(jīng)常進(jìn) 行輪胎的換位。在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，必須確定數(shù)據(jù)來(lái)自哪一個(gè)輪胎，該系統(tǒng)也必須具有換位識(shí)別 功能。
本實(shí)用新型采用手動(dòng)設(shè)定的輪胎換位識(shí)別方式當(dāng)輪胎換位后，我們記下?lián)Q位前后的具 體位置，包括前、后、左、右，然后由按鈕輸入換位后各輪胎位置對(duì)應(yīng)的發(fā)射系統(tǒng)的身份識(shí) 別碼，這樣發(fā)射系統(tǒng)就和輪胎的實(shí)際位置聯(lián)系起來(lái)了 。
本實(shí)用新型的有益效果可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)汽車輪胎存在的隱患，避免爆胎等交通事故的發(fā) 生，而且可以延長(zhǎng)汽車輪胎的使用壽命，更具有經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)。

圖1汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)裝置的模塊圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型作具體說明 實(shí)施例一
在汽車的每一個(gè)輪胎內(nèi)安裝有相應(yīng)的設(shè)備，如圖l，在汽車的左前輪內(nèi)安裝輪胎內(nèi)傳感
器101，輪胎內(nèi)信號(hào)處理器201，射頻發(fā)射器301，輪胎內(nèi)傳感器101與輪胎內(nèi)信號(hào)處理器201 連接，輪胎內(nèi)信號(hào)處理器201再與射頻發(fā)射器301連接；再在駕駛室安裝有射頻接收器401， 輪胎外信號(hào)處理器501，顯示器601和報(bào)警裝置，其中射頻接收器401與輪胎外信號(hào)處理器 501連接，輪胎外信號(hào)處理器501與顯示器601和報(bào)警裝置連接。其它輪胎的設(shè)備部件連接 關(guān)系與左前輪的連接關(guān)系相同。右前輪為輪胎內(nèi)傳感器102與輪胎內(nèi)信號(hào)處理器202連接，
輪胎內(nèi)信號(hào)處理器202再與射頻發(fā)射器302連接；左后輪為輪胎內(nèi)傳感器103與輪胎內(nèi)信 號(hào)處理器203連接，輪胎內(nèi)信號(hào)處理器203再與射頻發(fā)射器303連接；右后輪為輪胎內(nèi)傳 感器104與輪胎內(nèi)信號(hào)處理器204連接，輪胎內(nèi)信號(hào)處理器204再與射頻發(fā)射器304連接。
左前輪出現(xiàn)輪胎壓力減小時(shí)，輪胎內(nèi)傳感器101會(huì)把監(jiān)測(cè)到的輪胎壓力信號(hào)傳輸給輪胎 內(nèi)信號(hào)處理器201，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，通過射頻發(fā)射器301發(fā)射給射頻接收器401，射頻接 收器401把收到的信號(hào)傳輸給輪胎外信號(hào)處理器501，并通過顯示器601直接反映出來(lái)，當(dāng) 顯示器601顯示數(shù)值超過車主設(shè)定數(shù)值額時(shí)，報(bào)警器鳴叫，發(fā)出警報(bào)。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例子。顯然，本實(shí)用新 型不限于以上實(shí)施例子，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開的 內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)裝置，它包括傳感器、信號(hào)處理器、發(fā)射天線、射頻發(fā)射器、射頻接收器、顯示器，其特征在于置于輪胎內(nèi)的傳感器與輪胎內(nèi)信號(hào)處理器連接，輪胎內(nèi)信號(hào)處理器與射頻發(fā)射器連接；射頻發(fā)射器與射頻接收器通過單向無(wú)線異步通信方式連接，射頻接收器與輪胎外信號(hào)處理器連接，信號(hào)處理器再與顯示器連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的傳感器包括溫度傳 感器、壓力傳感器、加速度傳感器、定時(shí)器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的射頻發(fā)射器為超高 頻發(fā)射器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的射頻發(fā)射器是用基 帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制的頻帶傳輸方式進(jìn)行信號(hào)傳輸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的發(fā)射天線是螺旋形天線。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的射頻接收器是超外差射頻接收器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的顯示器是帶報(bào)警器 的顯示器。
專利摘要本實(shí)用新型公布了一種監(jiān)測(cè)裝置，尤其是指一種用于汽車輪胎的壓力監(jiān)測(cè)設(shè)備。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是，它包括傳感器、信號(hào)處理器、發(fā)射天線、射頻發(fā)射器、射頻接收器、顯示器，其中輪胎內(nèi)傳感器與輪胎內(nèi)信號(hào)處理器連接，輪胎內(nèi)信號(hào)處理器與射頻發(fā)射器連接；射頻發(fā)射器與射頻接收器通過單向無(wú)線異步通信方式連接，射頻接收器與輪胎外信號(hào)處理器連接，信號(hào)處理器再與顯示器連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是及時(shí)發(fā)現(xiàn)汽車輪胎存在的隱患，避免爆胎等交通事故的發(fā)生，而且可以延長(zhǎng)汽車輪胎的使用壽命等。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于各種機(jī)動(dòng)車輛。
文檔編號(hào)B60C23/00GK201208887SQ200820087070
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月15日
發(fā)明者張浩然, 王基一 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)