[發(fā)明專利]一種爆胎傳感器及爆胎監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710034995.3
• 申請日: 2007-05-25
• 公開（公告）號: CN101311692A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭世益;彭彥均
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林思超汽車科技有限公司
• 主分類號: G01L17/00
• 分類號: G01L17/00;G01M17/02
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛用充氣型輪胎的輪胎安全監(jiān)測技術(shù)，具體是用于爆胎監(jiān)測的爆胎傳感器及實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有可用于運(yùn)動輪胎的氣壓檢測技術(shù)中，采用無線通訊方式的TPMS(輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng))為使其子系統(tǒng)電池能量維持?jǐn)?shù)年的工作時(shí)間，TPMS子系統(tǒng)通常在間隔3s甚至更長時(shí)間的休眠后檢測一次氣壓。而乘員生存希望就寄托于輪胎爆裂后的2s～3s內(nèi)能及時(shí)有效的采取安全減速措施；若將TPMS子系統(tǒng)的氣壓檢測周期縮短到爆胎監(jiān)測所能容忍的100ms(實(shí)時(shí)性最低要求)，則電池耗電量將提高了近30倍，TPMS子系統(tǒng)電池的使用壽命將大幅度降低。因此，現(xiàn)有TPMS無論是實(shí)時(shí)性，還是工作壽命均不能滿足爆胎檢測的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的技術(shù)解決問題是：提供一種實(shí)時(shí)性強(qiáng)，滿足低功耗檢測需要的輪胎爆胎檢測傳感器的技術(shù)方案，借助本發(fā)明能在爆胎的第一時(shí)刻準(zhǔn)確獲得爆胎信號；可使工作于低功耗狀態(tài)、實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的TPMS子系統(tǒng)具備輪胎爆胎監(jiān)能力。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種爆胎傳感器，其特征在于：爆胎傳感器由氣壓傳感單元、永磁體、磁敏開關(guān)和外殼組成；氣壓傳感單元是內(nèi)部至少充有一種氣體，在氣壓作用下容積可壓縮或變形產(chǎn)生位移的密封腔體；利用氣壓傳感單元在輪胎爆裂前后氣壓作用下形狀變化產(chǎn)生位移，改變永磁體和磁敏開關(guān)之間的距離，使得磁敏開關(guān)在永磁體影響下改變開關(guān)狀態(tài)，檢測出輪胎爆裂信號。

爆胎傳感器的爆胎監(jiān)測方法，其特征在于：爆胎傳感器的磁敏開關(guān)與安裝于同一輪胎的TPMS子系統(tǒng)連接；當(dāng)輪胎充氣至正常胎壓時(shí)，氣壓傳感單元被輪胎氣壓壓縮，帶動永磁體離開磁敏開關(guān)，磁敏開關(guān)處于斷開或截止?fàn)顟B(tài)，在上拉電阻作用下輸出高電平，TPMS子系統(tǒng)檢測到氣壓后進(jìn)入正常工作狀態(tài)；當(dāng)輪胎爆裂或泄漏，輪胎內(nèi)氣壓下降，造成氣壓傳感單元壓縮的條件消失，氣壓傳感單元在內(nèi)部氣壓作用下恢復(fù)形態(tài)，帶動永磁體接近磁敏開關(guān)，使磁敏開關(guān)閉合或?qū)ㄝ敵龅碗娖?，TPMS子系統(tǒng)被立即喚醒，及時(shí)將爆胎信號或輪胎氣壓參數(shù)發(fā)送給主控系統(tǒng)。

氣壓傳感單元可以是金屬波紋管、金屬膜盒，還可以是在氣壓作用下容積可壓縮或變形的橡膠氣囊或其他非金屬密封腔體；磁敏開關(guān)可以是干簧管開關(guān)，也可以是霍爾開關(guān)。

本發(fā)明的顯著效果在于：由于利用了氣壓傳感單元在輪胎爆裂前后的氣壓差作用下形狀變化產(chǎn)生的位移，帶動永磁體和磁敏開關(guān)之間的相對運(yùn)動，使得磁敏開關(guān)在永磁體影響下改變開關(guān)狀態(tài)，檢測出輪胎爆裂信號；爆胎傳感器能在出現(xiàn)爆胎的第一時(shí)刻檢測出爆胎信號，既符合輪胎爆裂監(jiān)測實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)，又滿足檢測系統(tǒng)長期低功耗穩(wěn)定工作的要求。

附圖說明

圖1、爆胎傳感器原理圖；

圖2、采用干簧管開關(guān)組成的無源型爆胎傳感器結(jié)構(gòu)圖；

圖3、無源型爆胎傳感器與TPMS子系統(tǒng)連接電原理圖；

圖4、采用霍爾開關(guān)組成的有源型爆胎傳感器結(jié)構(gòu)圖；

圖5、有源型爆胎傳感器與TPMS子系統(tǒng)連接電原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1、圖2、圖3，對采用干簧管開關(guān)的無源型爆胎傳感器的本發(fā)明實(shí)施例1進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1所示，氣壓傳感單元1采用內(nèi)部充有一定氣壓氮?dú)獾拿芊饨饘俨y管1a，金屬波紋管1a軸線的一端安裝在外殼，金屬波紋管1a軸線的另一端安裝永磁體2，永磁體2的磁場N-S方向與干簧管開關(guān)3a長度方向平行；干簧管開關(guān)3a，安裝在外殼4，能在金屬波紋管1a沿軸線帶動永磁體2位移下，改變干簧管開關(guān)3a的A-B端閉合或斷開的位置，外殼4的PCB板41用于干簧管開關(guān)3a與外殼4之間的絕緣和信號輸出電路的連接。

爆胎傳感器與安裝于同一輪胎中的TPMS子系統(tǒng)連接(見圖3)，干簧管開關(guān)3a的A、B端分別與TPMS子系統(tǒng)的INT、GND連接。在輪胎沒有充氣時(shí)，金屬波紋管1a受其內(nèi)部氣壓P作用下，使永磁體2接近干簧管開關(guān)3a，干簧管開關(guān)3a的A-B端在永磁體2磁場影響下閉合；此時(shí)TPMS子系統(tǒng)尚未進(jìn)入氣壓檢測過程，對A-B的閉合造成的低電平不響應(yīng)；當(dāng)輪胎充氣至正常胎壓時(shí)，金屬波紋管1a被胎壓壓縮，帶動永磁體2離開影響干簧管開關(guān)3a的區(qū)域，干簧管開關(guān)3a的A-B斷開，TPMS子系統(tǒng)檢測到氣壓后進(jìn)入工作狀態(tài)，按每休眠3s或更長的時(shí)間后檢測一次輪胎參數(shù)；當(dāng)出現(xiàn)輪胎爆裂或泄漏，造成金屬波紋管1a被壓縮的條件消失，金屬波紋管1a在內(nèi)部氣壓P作用下恢復(fù)形態(tài)，帶動永磁體2接近干簧管開關(guān)3a，干簧管開關(guān)3a的A-B端在永磁體2磁場影響下閉合輸出低電平，使得TPMS子系統(tǒng)在響應(yīng)INT中斷信號后被立即喚醒，及時(shí)將爆胎信號和輪胎氣壓參數(shù)以無線方式發(fā)送給主控系統(tǒng)，為主控系統(tǒng)采取安全措施提供信息。