汽车轮胎压力监测系统
专利汇可以提供汽车轮胎压力监测系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 汽车 轮胎 压 力 监测系统，包括轮胎压力接收显示器和轮胎压力传感发射器；轮胎压力接收显示器与轮胎压力传感发射器之间的 信号 联系为无线传输方式；轮胎压力接收显示器包括设在盒体内的射频接收 电路 、微 控制器 电路、显示电路和电源、设在盒体面板上的状态设置键、轮胎压力显示窗、轮胎状态指示灯和蜂鸣器；轮胎压力传感发射器包括设在 电路板 下面的 电池 、设在电路板上面的 传感器 电路、 微控制器 电路和射频发射电路，其特征在于在电路板之上设有橡皮囊，在橡皮囊与电路板之间形成的封闭的腔体内充填有液体。本发明解决了对中、大型以上的客货车的轮胎的压力进行实时监视技术问题，不仅压力传递误差小、安全可靠，而且安装更换方便。，下面是汽车轮胎压力监测系统专利的具体信息内容。
1、汽车轮胎压力监测系统，包括安装驾驶室内的轮胎压力接收显示器(1) 和安装在汽车轮胎上的一个以上的轮胎压力传感发射器(2)；轮胎压力接收显 示器(1)与轮胎压力传感发射器(2)之间的信号联系为无线传输方式；轮胎 压力接收显示器(1)包括设在盒体(10)内的射频接收电路(11)、微控制器 电路(12)、显示电路(13)和电源(14)、设在盒体(10)面板上的状态设置 键(15)、轮胎压力显示窗(16)、轮胎状态指示灯(17)和蜂鸣器(18)；轮胎 压力传感发射器(2)包括设在电路板(20)下面的电池(21)、设在电路板上 面的传感器电路(22)、微控制器电路(23)和射频发射电路(24)，其特征在 于在电路板(20)之上设有橡皮囊(25)，橡皮囊(25)的边缘与电路板(20) 边缘紧贴，并卡在封装压接金属框(26)内，在橡皮囊(25)与电路板(20) 之间形成的封闭的腔体内充填有液体(27)；以上构件除橡皮囊(25)的上部之 外，其余全部用封装材料(28)密封在橡皮外套(29)内。
2、根据权利要求1所述的汽车轮胎压力监测系统，其特征在于轮胎压力传 感发射器(2)安装在汽车轮胎的内胎和胎垫之间，橡皮囊(25)的上部与内胎 紧密接触。
3、根据权利要求1所述的汽车轮胎压力监测系统，其特征在于在轮胎压力 传感发射器(2)的橡皮囊(25)与电路板(20)之间形成的封闭的腔体内充填 的液体(27)为硅油。
技术领域
本发明涉及汽车安全行驶监测设施，具体涉及有内胎式的汽车轮胎压力监 测系统。
背景技术
汽车在行驶过程中轮胎压力不足会导致汽车轮胎磨损严重，油耗增加，难 以操纵控制等问题，甚至出现轮胎爆裂，导致车毁人亡的事故发生。为了加强 汽车在行驶过程中的安全性，必须对汽车轮胎的压力进行实时监测，及时提醒 驾驶员注意轮胎压力变化情况，采取相应措施。原有的汽车轮胎压力监视系统 TPMS(Tire Pressre Meare System)都是用于监视无内胎式轮胎的压力变 化，而无内胎式轮胎承重力不大，只能用于轿车或轻型车。因为，大、中型以 上的客货车均安装承重力大的有内胎式轮胎，所以，原有的汽车轮胎压力监视 系统TPMS不能对高速行驶的中、大型以上的客货车的轮胎的压力进行实时监视。 如1999年12月2日发行的《中国电子报》6期，报道了德国奔驰汽车公司推 出的“一种汽车轮胎气压监测系统”，该系统是由轮胎压力传感器、高频探测器 以及控制装置所组成。当汽车上任何一个轮胎气压低于所规定的标准值时，装 在汽车仪表盘上的报警灯就会向驾驶员发出报警信号，监测轮胎气压准确可靠。 但该系统对温度变化所引起的压力变化没有反应，因此，热空气对轮胎的影响 不会引起报警。为了防止误报，在每个轮胎上都安装了两个压力传感器。 CN1479678公开的名称为“汽车轮胎充气压力的监控设备和方法”，其监控设备 包括：汽车车轮转速或其他表征汽车车轮速度的参数的确定装置、车轮转速或 车轮速度参数的差值的计算装置、一个对这些差值与一个额定值误差进行分析 并在该额定值误差超过一个阈值时发生一个报警信号的装置。此外，该监控设 备还包括一个用来直接测量轮胎内的充气压力并把一个表征该充气压力的参数 传递到分析装置的装置，当表征该充气压力的参数与一个额定值的误差超过一 个相应的阈值时，该分析装置发生一个报警信号。CN2092452公告的名称为“汽 车轮胎低气压报警器”的专利，该专利的汽车轮胎低压报警器是在汽车轮辋上 开一小口，并在其上安装套筒式传感器，而在制动盘上安装联动开关。当汽车 轮胎气压下降到一定值时，套筒式传感器的维杆便被推出，带动联动开关，接 通蜂鸣器的电路，实现及时报警的。CN2108338公告的名称为“汽车轮胎气压 报装置”的专利，该装置由压力表、气嘴联接器、超声波发射器和接收器等所 组成。在压力表内安装压力指针和限定压力调节指针，两指针互相不接触，并 分别接导线a或导线b，导线a的另一端联接电源，导线b的另一端联接超声波 发射器，超声波发射器接导线c并且联接电源，将压力表、电池(电源)和超 声波发射器安装在一个固定盒内，固定盒安装在车轮半轴上，压力表接压力导 气管，导气管的另一端安装气嘴联接器并与轮胎气嘴相连。无内胎式轮胎的压 力监视系统的轮胎压力传感发射器是置于轮胎空气中，不存在因非传感器芯片 带来的压力读取误差；对发射电路的结构要求不高，只要满足在空气中能最佳 发射即可。虽然有内胎式轮胎压力监视系统的轮胎压力传感发射器也可以置于 轮胎内，但对电路的设计要求高，每个轮胎压力传感发射器必须安装在对应的 轮胎内，不能互换，所以，安装更换很不方便。也有将轮胎压力传感发射器安 装在内胎的气门芯处，虽然安装更换方便，但容易脱落丢失，安全性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车轮胎压力监测系统，它能实时检测和显示有 内胎式汽车轮胎的压力，当轮胎过压和欠压时，运用声光方式提醒驾驶员注意 轮胎压力情况，防止爆胎情况发生；当轮胎压力正常时，还能提高汽车的运行 效率，降低油耗。
本发明所述的汽车轮胎压力监测系统，包括安装驾驶室内的轮胎压力接收 显示器和安装在汽车轮胎上的一个以上的轮胎压力传感发射器；轮胎压力接收 显示器与轮胎压力传感发射器之间的信号联系为无线传输方式；轮胎压力接收 显示器每台车只安装一个，其功能是接收轮胎压力传感发射器发射的轮胎压力 信号，通过处理后显示轮胎压力数据，并判断轮胎压力是否正常，如欠压或过 压，将通过声光方式提醒驾驶员；轮胎压力传感发射器每只轮胎安装一个，其 功能是将压力传感器测到的压力数据通过无线电发射方式发射到轮胎压力接收 显示器。
轮胎压力接收显示器包括设在盒体内的射频接收电路、微控制器电路、显 示电路和电源，设在盒体面板上的状态设置键、轮胎压力显示窗、轮胎状态指 示灯和蜂鸣器。射频接收电路由射频接收集成块IC1、天线滤波网络C12、C14、 L2，低噪声天线射频放大器，接地并联谐振网络L1、C13，旁路电容C3、C1，数 据高通滤波截止频率电容C7，锁相环基准频率晶体X1及匹配电容C15，锁相环 比较器输出脉冲低通滤波网络R1、C8、C9，低通滤波供电旁路电容C2、数据解 调供电旁路电容C4组成，其作用是将由天线来的ASK射频信号经过天线滤波网 络到IC1内部的低噪声放大器LNA，经过内部VCO产生的本振频率在内部混频产 生一个中频信号，中频信号经过滤波限幅放大解调出数据信号从IC1的数据端 DATA输出到微控制器集成块。微控制器电路由IC2、晶体X2、晶体匹配电容C16、 C17，复位网络R4、C5，设置电路SW1、R3，蜂鸣电路B1、R5组成；其中IC2 的作用是对IC1来的数据进行解码识别处理产生压力数据送显示电路，并在压 力数据产生不正常时，IC2产生一报警信号送蜂鸣器产生报警声音；晶体X2的 作用是产生IC2所需的电容时钟；复位电路的作用是产生上电延时低电平复位 信号；设置电路的作用是设置微控制器集成块IC2的不同状态。显示电路由双 位显示数码管N1，小数点字段限流电阻R10，显示选通线控制电路Q1、Q2、Q3， 电阻R6、R7、R8，轮胎显示发光二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7，显示字 段限流电阻R9、R11、R12、R13、R14、R15、R16组成；其中双位显示数码管N1 的作用是显示压力数据，Q1、R6是选通控制N1高位数码管，Q2、R7是选通控 制N1低位数码管，Q3、R8是选通控制轮胎显示发光二极管。电源由ZN1、V2、 V4、RZ、R2、C10、C11组成，其中ZN1外接汽车电瓶，将汽车电瓶电压提供给 稳压器V2和V4；R2、RZ为保护电阻，、C10、C11为滤波电容。
轮胎压力传感发射器包括设在电路板下面的电池、设在电路板上面的传感 器电路、微控制器电路和射频发射器电路，在电路板之上设有橡皮囊，橡皮囊 的边缘与电路板边缘紧贴，并卡在封装压接金属框内，在橡皮囊与电路板之间 形成的封闭的腔体内充填有液体；以上构件除橡皮囊的上部之外，其余全部用 封装材料密封在橡皮外套内。传感器电路由传感器集成块U1和上拉电阻R1组 成，其作用是将传感器集成块U1窗口获得的压力物理量经过放大取样处理得到 压力数据输出到微控制器；U1定时向微控制器集成块U2发送中断信号、复位信 号和输出压力等数据；并接收微控制器集成块U2发来的选通信号、时钟信号、 命令信号；上拉电阻R1的作用是在U1为输出数据时保持高电平。微控制器电 路由微控制器集成块U2、晶体X1、晶体匹配电容C2、C3组成；其中微控制器 集成块U2工作并接收U1传来的压力数据，经微控制器集成块U2处理后再输出 到射频发射器；U2接收U1来的中断信号、复位信号；U2的I/O口产生U1需要 的选通线NCS、数据输出线SDO、时钟线CLK、数据输入线SDI；晶体X1的作用 是产生微控制器的时钟信号；C2、C3的作用是匹配晶体振荡器，以产生精确的 振荡频率。射频发射电路由发射晶体管Q1、发射天线A1、电容C1、C4、C5、C6、 电阻R3晶体X2组成；发射晶体管Q1的作用是产生射频振荡信号并放大发射出 去；发射天线A1的作用是有效地发射射频信号，并作为射频振荡电路的电感部 分；电容C1和C4为射频振荡电容；C6是输出耦合电容；C5是射频振荡交流旁 路电容；电阻R3的作用是提供射频振荡放大偏流；当微控制器U2数据信号是 高电平时，射频振荡器放大工作，当是低电平时，射频振荡器不工作，从而产 生一个ASK射频信号通过发射天线发射出去。
所述的汽车轮胎压力监测系统，其轮胎压力传感发射器安装在汽车轮胎的 内胎和胎垫之间，橡皮囊的上部与内胎紧密接触。这样可以方便地获取汽车轮 胎内胎上单位面积承受的力F，即压强P。橡皮囊获得的压强P通过压力传递介 质传递到传感器电路的压力传感芯片，从而使电路板得到压力数据，通过放大 采集取样处理后，经射频发射电路的发射天线发射，安装在驾驶室内的轮胎压 力接收显示器即可收到轮胎压力传感发射器发出的信号。
所述的汽车轮胎压力监测系统，在轮胎压力传感发射器的橡皮囊与电路板 之间形成的封闭的腔体内充填的液体为硅油或液体油脂。用液体作为压力传递 媒介，将压力传递到传感器，效果最好。
本发明解决了原有的汽车轮胎压力监视系统TPMS不能对高速行驶的中、大 型以上的客货车的轮胎的压力进行实时监视技术问题，不仅压力传递误差小、 安全可靠，而且安装更换方便。
附图说明
图1是本发明的使用状态示意图。
图2是轮胎压力传感发射器的结构示意图。
图3是轮胎压力接收显示器的电路图。
图4是轮胎压力传感发射器的电路图。
具体实施方式
参见图1和图2，将盒体10内设有射频接收电路11、微控制器电路12、显 示电路13和电源14，盒体10面板上设有状态设置键15、轮胎压力显示窗16、 轮胎状态指示灯17和蜂鸣器18的轮胎压力接收显示器1安装在汽车驾驶室内， 电源14与汽车蓄电池连接；将传感器电路22、微控制器电路23和射频发射电 路24安装在电路板20的上面，电池21安装在电路板20的下面，橡皮囊25扣 在电路板20的上面，使橡皮囊25的边缘与电路板20的边缘紧贴，并卡在封装 压接金属框26内，在橡皮囊25与电路板20之间形成的封闭的腔体内充填硅油 27，然后，用封装材料——环氧树脂28将除橡皮囊25的上部之外的其余部件 密封在橡皮外套29内，即构成轮胎压力传感发射器2。将轮胎压力传感发射 器2安装在汽车轮胎的内胎和胎垫之间，每只轮胎安装一个轮胎压力传感发射 器2，并使橡皮囊25的上部与内胎紧密接触。
使用时，先打开汽车电源，轮胎压力接收显示器1的蜂鸣器18短鸣一声， 表示汽车轮胎压力监测系统开始工作，如果有轮胎压力在给定的压力范围之外， 蜂鸣器18在短鸣一声后会连续鸣叫15S，同时表示轮胎位置的轮胎状态指示灯 17会闪烁，低于正常压力时闪烁速度较慢，约2S闪烁一次，高于正常压力时闪 烁速度较快，约1S闪烁一次，提醒驾驶员注意有轮胎不在正常压力范围之内。 如果有轮胎压力和正常压力相差太大，蜂鸣器18会一直鸣叫，轮胎状态指示灯 17会闪烁不停，提醒驾驶员必须给轮胎加气或放气。轮胎压力正常时，表示轮 胎位置的轮胎状态指示灯17不会闪烁，常亮的轮胎状态指示灯表示LED数码管 显示的数字是该位置轮胎的压力数据。
当需要循环显示轮胎压力时，可按轮胎压力接收显示器1的状态设置键15， 轮胎状态指示灯17会按左前轮→右前轮→右后轮→左后轮→(右后内轮→左后 内轮→)左前轮依次发亮，每按一次，轮胎状态指示灯17点亮的位置变化一次， LED数码管的数值指示轮胎状态指示灯17点亮位置的轮胎压力。在循环显示轮 胎压力时，如果该位置的轮胎压力不正常，轮胎状态指示灯17会常亮5S，然后 闪烁。
如果安装在轮胎上的轮胎压力传感发射器2损坏，两小时未收到信号，则 对应位置的轮胎状态指示灯17同样会一直闪烁，同时蜂鸣器18会鸣叫15S后 停止。通过状态设置键15选择到该位置轮胎压力显示时，轮胎压力显示窗16 会显示符号“nP”。
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