無源車輛輪胎壓力監測系統技術方案

本實用新型專利技術為無源車輛輪胎壓力監測系統，系統包括中央模塊、至少一個安裝于輪胎的輪胎模塊和與之相配的固裝于其擋灰板的無線供電器，中央模塊和有總線地址標識符的各無線供電器經總線連接，無線供電器和輪胎模塊經低頻磁鏈路連接，輪胎模塊和中央模塊由射頻無線連接。中央模塊經總線依次向無線供電器發送帶地址標識符的供電命令，無線供電器對相配的輪胎模塊供電，輪胎模塊得電后檢測輪胎壓力并發射，中央模塊接收輪胎模塊發射的信息并進行輪胎狀態的判斷與異常狀態的報警和顯示。本實用新型專利技術的輪胎模塊為無源器件，接收空間磁能即可工作，壽命長，性能穩定，環保無污染，便于安裝、調試和維護，輪胎信息定位準確可靠。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及車輛狀態的實時監測
，具體為一種無源車輛輪 胎壓力監測系統。(二)
技術介紹
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 Pressure Monitoring System,簡禾爾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。
技術實現思路
本技術的目的是設計一種無源車輛輪胎壓力監測系統，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。本技術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。 '輪胎模塊的感應電源單元主要由感應線圈、整流電路、濾波電路及穩壓 電路組成，感應線圈接收與之相配的無線供電器發射到空間的磁能并轉換為 電能后，經過濾波、整流和穩壓后存儲，當存儲電能電壓達到輪胎模塊工作 電壓后，為輪胎微控制器、輪胎壓力傳感器和射頻發射器提供直流電壓進行 數據測量和發送。當與之相配的無線供電器停止發射交變磁場，該輪胎模塊 停止工作。本模塊還可有輪胎溫度傳感器、和/或輪胎加速度傳感器、和/或 電壓傳感器，均與輪胎微控制器相連。中央微控制器的總線通訊單元還通過總線連接各車載檢控裝置；或者中央微控制器連接其它的配套總線通訊單元經其它總線與各車載檢控裝置連接；車載檢控裝置包括車速檢測裝置、和/或車載重量檢測裝置、和/或緊急 制動系統、和/或發動機故障診斷單元和/或車輛儀表面板。本技術設計的無源車輛輪胎壓力監測系統安裝于車輛上，中央模塊 安裝于駕駛室內，輪胎模塊安裝于輪胎，可以固裝于輪胎氣門嘴部位或固裝 于輪轂，無線供電器安裝于與之相配的輪胎模塊所處輪胎上方的擋灰板，中 央模塊通過總線和各無線供電器相連，中央模塊的中央微控制器和無線供電 器的供電微控制器與車輛電源電路相連接。 '本技術無源車輛輪胎壓力監測系統的優點為1、輪胎模塊為無源器 件，接收空間磁能即可工作，壽命長，性能穩定；2、因無需安裝電池，不會 對環境造成污染，降低了運行維護成本；3、輪胎模塊體積小重量輕，便于安 裝、調試和維護；4、每一個無線供電器和對應的輪胎模塊的工作時間不同， 中央模塊分時接收輪胎模塊發射的信息，中央模塊根據輪胎模塊對應的無線 供電器的總線地址標識符信息就可以進行輪胎模塊的定位，輪胎信息定位準 確可靠，即使更換輪胎模塊只要無線供電器的總線地址標識符信息不變，中 央模塊仍可準確確定輪胎模塊的位置，無需繁瑣地重新設置定位信息。附圖說明圖1是本無源車輛輪胎壓力監測系統實施例的整體結構示意圖； 圖2是對應圖1的中央模塊的結構示意圖； 圖3是對應圖1的無線供電器的結構示意圖；圖4是對應圖1的輪胎模塊的結構示意圖。圖5是本無源車輛輪胎壓力監測系統實施例的工作過程程序流程圖； 圖6是對應圖2的中央模塊的工作過程程序流程圖； 圖7是對應圖4的無線供電器的工作過程程序流程圖。具體實施方式以下結合附圖詳細說明本技術具體實施方式中所涉及的各個細節問 題。應指出的是，所描述的實施例僅旨在便于對本技術的理解，而對其 不起任何限定作用。本技術的無源車輛輪胎壓力監測系統的實施例為用于四輪車輛上的 系統，其整體結構如圖l所示，包括一個中央模塊、四個輪胎模塊和四個無 線供電器。輪胎模塊和中央模塊之間通過射頻無線連接。中央模塊經總線與 各輪胎模塊相配的無線供電器相連，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。本例中所述總線為LIN總線，也可 為各種車輛常用的總線，如MI總線、ST-FIAT總線、I總線、A總線、BEAN 總線等。無線供電器與輪胎模塊之間通過低頻磁鏈路連接。中央模塊本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種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；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；其特征在于：　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；　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。

【技術特征摘要】
1、一種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；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；其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；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...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張向文，葛清志，許勇，
申請(專利權)人：桂林電子科技大學，
類型：實用新型
國別省市：45[中國|廣西]