專利名稱：汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車制動性能監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及運動狀態(tài)的感知方式及其內(nèi)置電池供電的節(jié)能技術(shù)，具體是指一種汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，通過對汽車輪胎制動性能進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，是確保駕駛安全和減少交通事故的重要手段。這種監(jiān)測系統(tǒng)采取輪胎內(nèi)置傳感方式，采集和發(fā)送輪胎徑向加速度信號，用以進(jìn)行制動性能變換。與傳統(tǒng)方法相比，該方式的智能化程度、隱蔽性和技術(shù)難度更高。在這種狀態(tài)下，輪胎內(nèi)置電池長年對監(jiān)測系統(tǒng)供電的能耗便成了嚴(yán)峻的問題。為了節(jié)省內(nèi)置電池的能耗，其中制動信號的傳感機構(gòu)和發(fā)射機構(gòu)采取由運動感知的方式供電，使汽車在停駛時和非制動時的電池能耗減到最低，是延長輪胎內(nèi)置電池工作壽命的一種有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決汽車輪胎制動性能動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的輪胎內(nèi)置電池長年直接供電方式所引起的能耗嚴(yán)峻問題，提供一種只有在感知到汽車輪胎運動狀態(tài)時才對系統(tǒng)信號傳感機構(gòu)和發(fā)射機構(gòu)的主體電路供電的汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置，該裝置使汽車在停駛時的電池能耗減到最低，延長內(nèi)置電池的工作壽命。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)所述汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置，由安裝在汽車輪胎上的支承托板及運動感知觸發(fā)式供電電路板共同組成，所述支承托板上安裝運動感知觸發(fā)式供電電路板以及重力加速度傳感器、供電狀態(tài)指示燈、供電輸出插座和直流電池，上述部件分別與運動感知觸發(fā)式供電電路板中的電路相應(yīng)點相電氣連接。
為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述運動感知觸發(fā)式供電電路板包括輪胎內(nèi)置直流電池、+5V穩(wěn)壓輸出電路、+3.3V穩(wěn)壓輸出電路、重力加速度傳感器電路、電平檢測與整形電路、運動自鎖門控電路、微處理器反饋控制電路、電源供電總電子開關(guān)、供電輸出接口以及供電狀態(tài)指示電路共同電氣連接構(gòu)成，其相互連接關(guān)系為所述+5V穩(wěn)壓輸出電路分別通過輪胎內(nèi)置直流電池連接線、+3.3V穩(wěn)壓輸出電路的電源輸入線、重力加速度傳感器電路的電源輸入線、電平檢測與整形電路的電源輸入線、運動自鎖門控電路的電源輸入線與輪胎內(nèi)置直流電池、+3.3V穩(wěn)壓輸出電路、重力加速度傳感器電路、電平檢測與整形電路、運動自鎖門控電路相電氣連接，所述電平檢測與整形電路分別通過重力加速度傳感器電路信號線、運動自鎖門控電路信號線、微處理器反饋控制電路信號線與重力加速度傳感器電路、運動自鎖門控電路、微處理器反饋控制電路相電氣連接，所述電源供電總電子開關(guān)分別通過+3.3V穩(wěn)壓輸出電路的電源輸出線、供電輸出接口連接線、運動自鎖門控電路信號線與+3.3V穩(wěn)壓輸出電路、供電輸出接口、運動自鎖門控電路相電氣連接，所述微處理器反饋控制電路分別通過運動自鎖門控電路信號線、供電輸出接口連接線與運動自鎖門控電路、供電輸出接口相電氣連接，所述供電輸出接口還通過供電狀態(tài)指示電路信號線與供電狀態(tài)指示電路相電氣連接。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果1、本發(fā)明對汽車輪胎內(nèi)置制動性能動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的主體電路提供了運動感知的電池節(jié)能供電方式。
2、本發(fā)明能自動識別汽車行駛狀態(tài)和停駛狀態(tài)，只有在汽車運動狀態(tài)時才對輪胎內(nèi)置制動信號傳感機構(gòu)和發(fā)射機構(gòu)的主體電路供電，使輪胎內(nèi)置電池的能耗減到最低，大為延長內(nèi)置電池的工作壽命。
3、本發(fā)明為汽車輪胎內(nèi)置制動性能動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的運動感知觸發(fā)式電池供電控制電路的集成化提供了設(shè)計依據(jù)。


圖1是本發(fā)明所述汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所述汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置的電路方框圖；圖3是本發(fā)明所述汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置的電路原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。
如圖1所示，本實施例的汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置包括汽車輪胎1、支承托板2、重力加速度傳感器3、供電狀態(tài)指示燈4、供電輸出插座5、運動感知觸發(fā)式供電電路板6、直流電池7。重力加速度傳感器3、供電狀態(tài)指示燈4、供電輸出插座5、運動感知觸發(fā)式供電電路板6、直流電池7均安裝在支承托板2上，支承托板2固定在汽車輪胎1上。
如圖2所示，汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置電路包括輪胎內(nèi)置直流電池8、+5V穩(wěn)壓輸出電路9、+3.3V穩(wěn)壓輸出電路10、重力加速度傳感器電路11、電平檢測與整形電路12、運動自鎖門控電路13、微處理器反饋控制電路14、電源供電總電子開關(guān)15、供電輸出接口16、供電狀態(tài)指示電路17共同電氣連接構(gòu)成，其相互連接關(guān)系為+5V穩(wěn)壓輸出電路9分別通過輪胎內(nèi)置直流電池8的連接線、+3.3V穩(wěn)壓輸出電路10的電源輸入線、重力加速度傳感器電路11的電源輸入線、電平檢測與整形電路12的電源輸入線、運動自鎖門控電路13的電源輸入線與輪胎內(nèi)置直流電池8、+3.3V穩(wěn)壓輸出電路10、重力加速度傳感器電路11、電平檢測與整形電路12、運動自鎖門控電路13相電氣連接，電平檢測與整形電路12分別通過重力加速度傳感器電路11的信號線、運動自鎖門控電路13的信號線、微處理器反饋控制電路14的信號線與重力加速度傳感器電路11、運動自鎖門控電路13、微處理器反饋控制電路14相電氣連接，電源供電總電子開關(guān)15分別通過+3.3V穩(wěn)壓輸出電路10的電源輸出線、供電輸出接口16的連接線、運動自鎖門控電路13的信號線與+3.3V穩(wěn)壓輸出電路10、供電輸出接口16、運動自鎖門控電路13相電氣連接，微處理器反饋控制電路14分別通過運動自鎖門控電路13的信號線、供電輸出接口16的連接線與運動自鎖門控電路13、供電輸出接口16相電氣連接，供電輸出接口16還通過供電狀態(tài)指示電路17的信號線與供電狀態(tài)指示電路17相電氣連接。
本實施例的工作原理為輪胎內(nèi)置直流電池8經(jīng)+5V穩(wěn)壓輸出電路9穩(wěn)壓后，向重力加速度傳感器電路11、電平檢測與整形電路12、運動自鎖門控電路13提供+5V穩(wěn)壓工作電源；另外，+5V穩(wěn)壓輸出電路9的輸出電壓經(jīng)+3.3V穩(wěn)壓輸出電路10穩(wěn)壓后，向電源供電總電子開關(guān)15提供+3.3V穩(wěn)壓電源；一旦汽車輪胎運動，重力加速度傳感器電路11便感應(yīng)有脈動模擬電壓信號輸出，經(jīng)電平檢測與整形電路12的檢測并整形成為脈沖信號波形，一路供作運動自鎖門控電路13的控制信號，另一路供作微處理器反饋控制電路14中對應(yīng)于每個脈沖波形的中斷控制信號；運動自鎖門控電路13反相后輸出低直流電平信號，使電源供電總電子開關(guān)15導(dǎo)通，向供電輸出接口16的負(fù)載提供+3.3V穩(wěn)壓輸出，供電狀態(tài)指示電路17伴隨發(fā)亮；微處理器反饋控制電路14從供電輸出接口16得到供電電源而進(jìn)入工作狀態(tài)，向運動自鎖門控電路13提供高直流電平信號，使運動自鎖門控電路13在電平檢測與整形電路12的脈沖間歇期間仍能維持輸出低直流電平信號，從而保持電源供電總電子開關(guān)15的導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)汽車輪胎停止運動后，供作運動自鎖門控電路13的一路控制信號消失，而另一路送到微處理器反饋控制電路14的脈沖中斷控制信號也消失，微處理器反饋控制電路14隨之撤消了向運動自鎖門控電路13所提供的高直流電平信號，使運動自鎖門控電路13反相輸出高直流電平，使電源供電總電子開關(guān)15關(guān)斷，從而切斷了對供電輸出接口16的負(fù)載供電電源。
如圖3所示，在本實施例的汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制電路中，+5V穩(wěn)壓輸出電路包括輪胎內(nèi)置直流電池BATTERY、三端穩(wěn)壓集成件U5、電解電容C7共同電氣連接構(gòu)成；+3.3V穩(wěn)壓輸出電路包括三端穩(wěn)壓集成件U6、電解電容C8共同電氣連接構(gòu)成；重力加速度傳感器電路包括重力加速度傳感器U1、濾波電阻R1、電容C1、C2共同電氣連接構(gòu)成；電平檢測與整形電路包括集成件U2、電阻R2～R4、電容C3共同電氣連接構(gòu)成；運動自鎖門控電路包括集成件U3、電容C4共同電氣連接構(gòu)成；微處理器反饋控制電路包括集成件U4、晶體振蕩器CY、電阻R7、電容C5、C9～C11共同電氣連接構(gòu)成；電源供電總電子開關(guān)包括晶體三極管TR1、電阻R5共同電氣連接構(gòu)成；供電輸出接口包括雙端插座J1、電容C6共同電氣連接構(gòu)成；供電狀態(tài)指示電路包括電阻R6、發(fā)光二極管LED共同電氣連接構(gòu)成。
本實施例的電路工作原理是內(nèi)置直流電池BATTERY接到三端穩(wěn)壓集成件U5的輸入端Vin，從輸出端Vout經(jīng)電容C7濾波，提供+5V穩(wěn)定的直流電壓，獨立提供作為集成件U1～U3的供電電源；另外，U5的輸出端Vout送到三端穩(wěn)壓集成件U6的輸入端Vin，經(jīng)穩(wěn)壓后從輸出端Vout經(jīng)電容C8濾波，向電源供電總電子開關(guān)TR1提供+3.3V穩(wěn)定的直流電源；重力加速度傳感器U1一旦感應(yīng)到汽車輪胎運動，輸出端Vout便送出脈動模擬電壓信號，經(jīng)R1和C2阻容濾波，再由R2和R3分壓后，送到電平檢測與整形集成件U2的輸入端IN+進(jìn)行模擬電壓比較和整形，從輸出端OUT送出正脈沖波形信號，其中一路送到運動自鎖門控集成件U3的輸入端1，使或非門U3的輸出端4輸出低直流電平，另一路送到微處理器反饋控制集成件U4的中斷輸入口INT0，使中斷能響應(yīng)于從U2來的每一個正脈沖波形的下降沿；電源供電總電子開關(guān)的PNP晶體三極管TR1在低直流電平作用下導(dǎo)通，向供電輸出接口的負(fù)載提供+3.3V供電電源；此時，微處理器反饋控制集成件U4因得到供電電源便進(jìn)入工作狀態(tài)，啟動內(nèi)部定時器，同時從輸出口PD1向運動自鎖門控集成件U3的輸入端2送出高直流電平信號，實現(xiàn)運動自鎖門控集成件U3的輸出信號自鎖，即使輸入端1的信號處于脈沖之間的間歇期間，輸入端2的連續(xù)高直流電平信號仍能維持U3的輸出端4的連續(xù)低直流電平，使電源供電總電子開關(guān)PNP晶體三極管TR1保持導(dǎo)通；微處理器反饋控制集成件U4所設(shè)定的內(nèi)部定時器在10秒鐘之內(nèi)，作用在于當(dāng)汽車輪胎停止運動后且定時時間到達(dá)、發(fā)生溢出之時能從輸出口PD1送出低直流電平信號，使運動自鎖門控集成件U3的自鎖信號撤消，從而切斷電源供電總電子開關(guān)對負(fù)載電路的供電；然而，當(dāng)汽車輪胎運動期間，從U2來的每一個正脈沖波形的下降沿會使U4的中斷輸入口INT0產(chǎn)生一次內(nèi)部中斷，其作用是重裝定時常數(shù)，使定時時間無法溢出，輸出口PD1不會送出低直流電平信號，從而使運動自鎖門控集成件U3的輸出信號維持自鎖狀態(tài)，電源供電總電子開關(guān)TR1繼續(xù)導(dǎo)通對負(fù)載電路供電，供電狀態(tài)指示燈LED伴隨發(fā)亮，可直觀指示出汽車輪胎的運動或停止供電狀態(tài)。
發(fā)明人經(jīng)過研究試驗，認(rèn)為實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選方式可為(1)按圖1所示，支承托板2固定在汽車輪胎1中的金屬外罩上，重力加速度傳感器3、供電狀態(tài)指示燈4、供電輸出插座5、運動感知觸發(fā)式供電電路板6、直流電池7均安裝在支承托板2上；(2)作為本發(fā)明的實施例之一，如圖2和圖3所示，制作成70×50mm的運動感知觸發(fā)式供電電路PCB板，并篩選元器件后進(jìn)行安裝連接，例如，集成件U1可選用MMA2260D型，靈敏度高達(dá)1.5g，U2可選用MAX917型，靜態(tài)耗電約0.4微安，U3可選用74V1G02型，靜態(tài)耗電約1微安，U4可選用ATMEGA8型，U5可選用LM7805型，U6可選用LM1117型，晶體振蕩器CY可選4MHZ型，晶體三極管TR1可選用9015型，直流電池用6V鈕扣電池；可按圖2、3所示以及上面說明書所述的連接關(guān)系進(jìn)行電路板安裝連接，并與相關(guān)部件進(jìn)行電氣連接，進(jìn)行簡單的運轉(zhuǎn)調(diào)試，就能較好地實施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置，其特征是，由安裝在汽車輪胎上的支承托板及運動感知觸發(fā)式供電電路板共同組成，所述支承托板上安裝運動感知觸發(fā)式供電電路板以及重力加速度傳感器、供電狀態(tài)指示燈、供電輸出插座和直流電池，上述部件分別與運動感知觸發(fā)式供電電路板中的電路相應(yīng)點相電氣連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置，其特征是，所述運動感知觸發(fā)式供電電路板包括輪胎內(nèi)置直流電池、+5V穩(wěn)壓輸出電路、+3.3V穩(wěn)壓輸出電路、重力加速度傳感器電路、電平檢測與整形電路、運動自鎖門控電路、微處理器反饋控制電路、電源供電總電子開關(guān)、供電輸出接口以及供電狀態(tài)指示電路共同電氣連接構(gòu)成，其相互連接關(guān)系為所述+5V穩(wěn)壓輸出電路分別通過輪胎內(nèi)置直流電池連接線、+3.3V穩(wěn)壓輸出電路的電源輸入線、重力加速度傳感器電路的電源輸入線、電平檢測與整形電路的電源輸入線、運動自鎖門控電路的電源輸入線與輪胎內(nèi)置直流電池、+3.3V穩(wěn)壓輸出電路、重力加速度傳感器電路、電平檢測與整形電路、運動自鎖門控電路相電氣連接，所述電平檢測與整形電路分別通過重力加速度傳感器電路信號線、運動自鎖門控電路信號線、微處理器反饋控制電路信號線與重力加速度傳感器電路、運動自鎖門控電路、微處理器反饋控制電路相電氣連接，所述電源供電總電子開關(guān)分別通過+3.3V穩(wěn)壓輸出電路的電源輸出線、供電輸出接口連接線、運動自鎖門控電路信號線與+3.3V穩(wěn)壓輸出電路、供電輸出接口、運動自鎖門控電路相電氣連接，所述微處理器反饋控制電路分別通過運動自鎖門控電路信號線、供電輸出接口連接線與運動自鎖門控電路、供電輸出接口相電氣連接，所述供電輸出接口還通過供電狀態(tài)指示電路信號線與供電狀態(tài)指示電路相電氣連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置，其特征是，所述+5V穩(wěn)壓輸出電路包括輪胎內(nèi)置直流電池BATTERY、三端穩(wěn)壓集成件U5、電解電容C7共同電氣連接構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置，其特征是，所述+3.3V穩(wěn)壓輸出電路包括三端穩(wěn)壓集成件U6、電解電容C8共同電氣連接構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置，其特征是，所述重力加速度傳感器電路包括重力加速度傳感器U1、濾波電阻R1、電容C1、C2共同電氣連接構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置，其特征是，所述電平檢測與整形電路包括集成件U2、電阻R2～R4、電容C3共同電氣連接構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置，其特征是，所述運動自鎖門控電路包括集成件U3、電容C4共同電氣連接構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置，其特征是，所述微處理器反饋控制電路包括集成件U4、晶體振蕩器CY、電阻R7、電容C5、C9～C11共同電氣連接構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置，其特征是，所述電源供電總電子開關(guān)包括晶體三極管TR1、電阻R5共同電氣連接構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置，其特征是，所述供電輸出接口包括雙端插座J1、電容C6共同電氣連接構(gòu)成；所述供電狀態(tài)指示電路包括電阻R6、發(fā)光二極管LED共同電氣連接構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明是一種汽車輪胎運動感知觸發(fā)式供電控制裝置，它由安裝在汽車輪胎上的支承托板及運動感知觸發(fā)式供電電路板共同組成，支承托板上安裝有運動感知觸發(fā)供電電路板以及重力加速度傳感器、供電狀態(tài)指示燈、供電輸出插座和直流電池，上述部件分別與運動感知觸發(fā)供電電路板中的電路相應(yīng)點相電氣連接。本發(fā)明解決了汽車輪胎制動性能動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中的輪胎內(nèi)置電池長年直接供電方式所引起的能耗問題，提供一種只有在感知到汽車輪胎運動時才對系統(tǒng)的主體電路供電的控制裝置和方式，使汽車在停駛時的電池能耗減到最低，延長內(nèi)置電池的工作壽命。
文檔編號G01M17/02GK101067591SQ20071002855
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日
發(fā)明者林土勝, 鄭元華 申請人:華南理工大學(xué)