[發明專利]一種汽車胎壓監測系統的發電裝置

在審

• 申請號: 201710767503.5
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107521294A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 盤朝奉;梁巖巖;陳龍;陳燎;江浩斌;徐興;蔡英鳳;張云順
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60C23/04
• 分類號: B60C23/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于汽車底盤系統零部件制造技術領域，具體涉及一種用于汽車胎壓監測系統的發電裝置。

背景技術

在汽車底盤系統零部件制造技術領域中，輪胎作為車體與地面接觸的中間部件，其作用尤為重要，針對胎壓的監測技術也已經廣為研究和報道。不論發動機(電機)或底盤性能有多出色，終究是要通過輪胎與地面的接觸才能表現的出來，而不合適的輪胎壓力往往導致車輛性能不能完全發揮，因此，對于輪胎的壓力和內部溫度的檢測就顯得尤為重要。驅動TPMS(胎壓監測系統)控制器工作的能量來源已成為了一個研究重點，傳統的供能裝置有的采用蓄電池作為電源，超級電容作為儲能裝置，這樣的話相當于除了整車供電電路之外，又增加了一部分電能的消耗(即蓄電池)。除此之外，也有研究提出了不單獨采用電源作為供能裝置，而在輪胎中間安裝一個擺動桿件，利用車輛行駛時驅動車輪滾動，從而帶動桿件擺動產生的機械能，利用一個能量變換裝置將機械能轉變為電能，從而驅動TPMS控制器工作。但是這種方法桿件在擺動的過程中有附加的轉動慣量，有一定的離心力，這在一定程度是降低了能量的使用率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于汽車胎壓監測系統的發電裝置，與傳統的電源供能和桿件擺動供能方式不同，本發明利用汽車行駛時，汽車輪胎與地面的接觸擠壓使壓電陶瓷片變形產生模擬電壓信號，該模擬電壓信號經過無線電能傳輸裝置，無線充電電路的傳輸，從而驅動TPMS控制器工作，一方面不需要單獨的電源供電，另一方面也不會產生附加的轉動慣量，使能量利用效率大大提高。

本發明通過以下方案來實現：

一種用于汽車胎壓監測系統的發電裝置，包括帶束層部分、TPMS發送模塊及故障報警模塊；所述帶束層部分包括壓電元件、高頻放大器和無線電能傳輸裝置，所述無線電能傳輸裝置包括A/D數模轉換器、電量采集器、控制裝置、驅動電路、發射線圈和接收線圈；所述TPMS發送模塊包括無線充電電路、TPMS控制器和整車控制器；所述壓電元件布置在帶束層內，當壓電元件被擠壓變形時，產生模擬電壓信號，該模擬電壓信號經高頻放大器放大后，再傳輸給無線電能傳輸裝置，無線電能傳輸裝置將模擬電壓信號經A/D數模轉換器轉成數字電壓信號，該信號被電量采集器采集，經控制裝置和驅動電路傳遞給發射線圈，然后傳給接收線圈，最后發送給無線充電電路，從而驅動TPMS控制器工作；所述TPMS控制器安裝在輪轂的中間位置，用于監測輪胎的壓力或溫度，并將此數據以無線射頻的方式發送到整車控制器，在汽車儀表盤上顯示輪胎壓力和溫度變化，當輪胎壓力或溫度異常時，故障報警模塊報警。

優選的，所述壓電元件采用壓電陶瓷片，所述故障報警模塊采用蜂鳴器來實現報警，所述驅動電路采用MOSFET電路中的帶隔離變壓器的互補驅動電路，所述控制裝置為信號調理電路，所述無線充電電路包括發射電路和接收電路，所述發射電路由LC并聯諧振和無線充電芯片組成，所述無線充電芯片采用XKT-412和XKT-335，所述接收電路由LC并聯諧振和TPMS控制器組成。

本發明的有益效果是：

本發明利用壓電效應原理，當汽車行駛時，輪胎胎面與地面接觸時擠壓壓電陶瓷片從而產生模擬電壓信號，該信號經A/D數模轉換器轉換為數字電壓信號，電量采集器采集所有壓電陶瓷片產生的電信號，并經過無線電能傳輸裝置傳輸到無線充電電路，最后驅動TPMS控制器工作，TPMS控制器可以直接監測輪胎的氣壓和溫度，實現了TPMS控制器的無源工作；本發明一方面不需要獨立電源供電，另一方面也不會產生附加的轉動慣量，使能量利用效率大大提高。

附圖說明

圖1為發電裝置結構圖，圖1(a)為發電裝置原理圖，圖1(b)為發電裝置結構簡圖；

圖2為壓電元件布置位置及輪胎的結構簡圖；

圖3為無線電能傳輸裝置原理圖；

圖4為無線充電電路發射電路圖；

圖5為無線充電電路接收電路圖；

圖6為發電裝置控制方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明，但本發明的保護范圍并不限于此。