[發明專利]無源車輛輪胎壓力監測系統及其使用方法

無效

• 申請號: 200810073866.X
• 申請日: 2008-10-30
• 公開（公告）號: CN101386251A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 張向文;葛清志;許勇
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: B60C23/02
• 分類號: B60C23/02;G01L17/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司
• 代理人: 歐陽波

(一)技術領域

本發明涉及車輛狀態的實時監測技術領域，具體為一種無源車輛輪胎壓力監測系統及其使用方法。

(二)背景技術

為了確保行車安全，車輛行駛時需要實時地對輪胎氣壓進行自動監測，對輪胎漏氣造成的低胎壓和高溫高速旋轉造成的高胎壓等異常狀態進行預警，防止爆胎事故的發生，這就是車輛輪胎壓力監測系統，即Tire?PressureMonitoring?System，簡稱TPMS。

目前的車輛輪胎壓力監測系統主要是有源的，它由安裝在各個輪胎內的輪胎模塊和安裝在車內駕駛室的中央模塊構成，輪胎模塊主要由輪胎壓力傳感器、微控制器和無線發射器組成，中央模塊主要由無線接收器、微控制器和報警顯示單元組成。這種有源車輛輪胎壓力監測系統的輪胎模塊采用一次性電池供電，因此不可避免地帶來一些弊端：

(1)電池的壽命有限，限制了輪胎模塊的使用壽命。

(2)氣溫過低或過高時，電池的容量發生變化，輪胎模塊的穩定性和可靠性隨之下降。

(3)為了保證電池有5到10年的使用壽命，一次性電池的體積和重量較大，使輪胎模塊的體積和重量增大，增加了輪胎旋轉的動態載荷，易破壞輪胎的動態平衡。

(4)廢棄的電池會導致環境污染。

此外，車輛輪胎壓力監測系統的中央模塊對于多個輪胎模塊發送的監測信號需要具備自動識別定位的功能。目前的有源車輛輪胎壓力監測系統，在初始安裝時，在車輛輪胎壓力監測系統的中央模塊將輪胎的定位信息與輪胎模塊的地址標識符信息對應起來，這樣，中央模塊根據接收到的輪胎模塊的地址標識符信息就可以進行輪胎模塊的定位，當輪胎模塊更換時，需要在車輛輪胎壓力監測系統的中央模塊重新進行輪胎模塊地址標識符信息的輸入和輪胎定位信息的設置，否則中央模塊就無法將接收到的輪胎壓力測量信號與輪胎的位置正確對應起來，造成監測失誤，但重新設置定位信息的操作非常復雜繁瑣。

(三)發明內容

本發明的目的是設計一種無源車輛輪胎壓力監測系統及其使用方法，本系統利用無線供電器對輪胎模塊進行供電，實現輪胎模塊的無源無線工作。

本發明設計的無源車輛輪胎壓力監測系統包括一個中央模塊、至少一個輪胎模塊，輪胎模塊和中央模塊之間通過射頻無線連接；中央模塊包括中央微控制器、存儲器、鍵盤、報警顯示單元和射頻接收器，中央微控制器與存儲器、鍵盤、報警顯示單元和射頻接收器相連，車輛電源電路與中央微控制器相接為之供電。輪胎模塊包括輪胎微控制器、輪胎壓力傳感器、射頻發射器，輪胎微控制器與輪胎壓力傳感器、射頻發射器相連。

輪胎模塊的輪胎微控制器讀取輪胎壓力傳感器所測輪胎壓力數據，通過射頻發射器將數據無線發射給中央模塊；中央模塊的鍵盤輸入的輪胎壓力安全范圍存于存儲器內。中央微控制器通過射頻接收器接收輪胎模塊的數據，與存儲器內的輪胎壓力安全范圍數據比較分析，當出現異常時，發送指令給報警顯示單元報警。

本系統的特征在于：中央模塊還有連接于中央微控制器的總線通訊單元，中央模塊通過總線與各輪胎模塊一一對應的無線供電器相連。各無線供電器配置有總線地址標識符，通過鍵盤輸入存儲于中央模塊的存儲器，每個輪胎模塊還配置有感應電源單元。無線供電器和與之距離最近的、與之相配的輪胎模塊通過低頻磁鏈路連接。輪胎模塊的輪胎微控制器、輪胎壓力傳感器和射頻發射器與感應電源單元相連，由感應電源單元提供電源。

無線供電器與輪胎模塊相配，包括供電微控制器、供電總線通訊單元和低頻供電單元，供電微控制器與供電總線通訊單元、低頻供電單元相連，車輛電源電路與供電微控制器相接為之供電。

無線供電器的供電微控制器接收供電總線通訊單元通過總線接收的中央模塊的命令，該命令中包含某一個無線供電器的總線地址標識符信息。當接收的命令中總線地址標識符與本無線供電器的總線地址標志符相符時，供電微控制器接收該命令并向其低頻供電單元發送啟動/停止供電命令，并通過其供電總線通訊單元經總線向中央模塊發送本無線供電器的供電工作狀態信息及總線地址標識符信息。低頻供電單元主要由低頻驅動電路和低頻天線組成，低頻供電單元在啟動供電命令下通過低頻天線向空間發射交變磁場，為與之相配的輪胎模塊提供能量。低頻供電單元在供電微控制器的停止供電命令下停止向外發射交變磁場。