一種爆胎傳感器的製作方法
2023-08-07 14:59:26
專利名稱：一種爆胎傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輛用充氣型輪胎的輪胎安全監測技術，具體是用於爆胎監測 的爆胎傳感器及實現方法。
技術背景在現有可用於運動輪胎的氣壓檢測技術中，採用無線通訊方式的TPMS(輪 胎氣壓監測系統)為使其子系統電池能量維持數年的工作時間，TPMS子系統通常 在間隔3s甚至更長時間的休眠後檢測一次氣壓。而乘員生存希望就寄託於輪胎 爆裂後的2s 3s內能及時有效的採取安全減速措施；若將TPMS子系統的氣壓 檢測周期縮短到爆胎監測所能容忍的200ms(實時性最低要求)，則TPMS子系 統電池能量將不足以維持2000小時穩定工作的需要，因此，現有TPMS無論 是實時性，還是工作壽命均不能滿足爆胎檢測的要求。CN200410028564.2所述的非接觸氣壓監測，利用輪胎氣壓與大氣的氣壓 差作用於薄膜缸與彈簧平衡的原理，使"永磁發信體，，隨輪胎氣壓大小沿軸心方向位移，"永磁發信體"隨輪胎旋轉到霍耳傳感器安裝位置才能檢測出輪胎氣 壓信號。這種輪胎旋轉一圏檢測一次氣壓實時性並不理想，而且還需要在輪輞 上打孔將大氣引入輪胎，由此必然帶來輪胎安全隱患問題。 發明內容本發明目的技術解決問題是提供一種無須在輪胎內外貫通孔、實時性強 且可滿足低功耗檢測需要的無源輪胎爆胎檢測傳感器的技術方案，藉助本發明 能在爆胎的第一時刻準確獲得爆胎信號；可使工作於低功耗狀態、實時性低的 TPMS子系統具備輪胎爆胎監能力，並可通過TPMS傳遞爆胎信號用於輪胎爆
裂後的自動安全減速控制。本發明的技術解決方案 一種爆胎傳感器，其特徵在於氣壓傳感單元和 開關構成；氣壓傳感單元是內部至少充有一種氣體，在氣壓作用下容積可壓縮 或變形產生位移的密封腔體；開關安裝於氣壓傳感單元產生位移作用下能推動 開關閉合或斷開的位置。氣壓傳感單元可以是金屬膜盒或兩端密封的金屬彈簧管，還可以是橡膠氣 囊或其非金屬材料的在氣壓作用下容積可壓縮或變形產生位移的密封腔體。可利用金屬氣壓傳感單元與金屬觸點構成開關；也可利用非金屬氣壓傳感 單元安裝金屬部分與金屬觸點構成開關。爆胎傳感器的爆胎監測方法，其特徵在於爆胎傳感器安裝於輪胎中，爆 胎傳感器的開關與安裝於同一輪胎的TPMS子系統連接，當輪胎充氣至正常 胎壓輪胎時，氣壓傳感單元在輪胎內氣壓的作用下壓縮或變形，氣壓傳感單元 不推動開關，開關處於斷開狀態；當輪胎爆裂或洩漏，輪胎內氣壓下降，造成 氣壓傳感單元壓縮或變形的條件消失，氣壓傳感單元在內部氣壓作用下恢復形 態推動開關，使開關觸點閉合，TPMS子系統被立即喚醒，及時將爆胎信號或 輪胎氣壓參數發送給主控系統。本發明的顯著效果在於由於利用了氣壓傳感單元在正常胎壓下壓縮或變 形，輪胎爆裂或輪胎氣壓下降後形態恢復的特性驅動開關閉合輸出輪胎爆裂信 號；爆胎傳感器能在出現爆胎的第一時刻檢測出爆胎信號，既符合輪胎爆裂監 測實時性強的特點，又滿足檢測系統長期低功耗穩定工作的要求。
圖1、金屬膜盒與開關組成的爆胎傳感器結構圖及電原理圖； 圖2、爆胎傳感器輪胎氣壓一開關狀態圖3、圖1 :漆胎傳感器與TPMS子系統電連4姿原理圖； 圖4、金屬彈簧管與金屬觸點組成的爆胎傳感器的結構圖及電原理圖； 圖5、圖4爆胎傳感器與TPMS子系統電連接原理圖。
具體實施方式
下面結合圖1、圖2、圖3,對本發明的實施例1進行詳細描述。如圖1所示，爆胎傳感器由氣壓傳感單元1、開關2和外殼3組成，氣壓 傳感單元1採用內部充有一定氣壓氮氣的密封金屬膜盒，開關2選用了常用的 單刀雙擲微動開關，外殼3提供結構安裝，開關2安裝於能被金屬膜盒1受氣 壓影響變形而引發"開"或"關"動作的位置。當爆胎傳感器的開關2與安裝於同 一輪胎中的TPMS子系統連接(見圖3)， 爆胎傳感器的A、 B、 C端分別與TPMS子系統的INT、 GND、 Vcc連接，其 中，A-B是爆胎開關，A-C是增加的啟動開關。在輪胎沒有充氣時，金屬膜盒 1受其內部氣壓P作用下，使開關2的A-B閉合，A-C關斷；此時TPMS子 系統由於沒被啟動，對開關2的A-B的閉合無響應；當輪胎充氣至正常胎壓時， 金屬膜盒1受胎壓影響而被壓縮，開關2不受金屬膜盒推動，開關2的A-B 斷開，A-C閉合TPMS子系統被啟動進入工作狀態。當汽車進入行駛狀態，TPMS子系統因運動傳感器感受到車輪運動而進入 自身預定的間隔3s或更長時間休眠後，檢測一次輪胎參數的工作模式；當出 現輪胎爆裂時，輪胎內氣壓驟降或洩漏，造成金屬膜盒1被壓縮的條件消失， 金屬膜盒1在內部氣壓P作用下使開關2的A-B閉合，此時TPMS子系統被 立即喚醒，及時將爆胎信號和輪胎氣壓參數以無線方式發送給主控系統，為主 控系統採取安全措施提供信息。A-C則為更換新輪胎修整TPMS子系統後，再 次啟動TPMS子系統發揮作用。
下面結合圖4、圖2、圖5，對本發明的實施例2進行詳細描述。如圖4所示，氣壓傳感單元採用內部充有一定氣壓氮氣兩端密封的金屬彈 簧管1、和僉屬觸點2和絕緣體外殼3組成，全屬彈簧管1的全屬部分與金屬 觸點2共同組成開關A、 B端，外殼3提供爆胎傳感器結構和安裝。當爆胎傳感器與安裝於同一輪胎中的TPMS子系統連接(見圖5)，爆胎傳 感器的A、 B端分別與TPMS子系統的INT、 GND連接。在輪胎沒有充氣使， 金屬彈簧管1受其內部氣壓P作用下，使的A-B閉合；此時TPMS子系統由 於沒被運動傳感器啟動，對A-B的閉合無響應；當輪胎充氣至正常胎壓時，金 屬彈簧管1受胎壓影響而變形與金屬開關觸點2脫離，A-B斷開。當汽車進入行駛狀態，TPMS子系統因運動傳感器感受到車輪運動而進入 自身預定的間隔3s或更長時間休眠後，檢測一次輪胎參數的工作模式；當出 現輪胎爆裂時，輪胎內氣壓驟降或洩漏，造成金屬彈簧管1變形的條件消失， 金屬彈簧管1在內部氣壓作用下使A-B閉合，此時TPMS子系統被立即喚醒， 及時將爆胎信號和輪胎氣壓參數以無線方式發送給主控系統。
權利要求
1、一種爆胎傳感器，其特徵在於爆胎傳感器由氣壓傳感單元和開關組成；氣壓傳感單元是內部至少充有一種氣體，在氣壓作用下容積可壓縮或變形產生位移的密封腔體；開關安裝於氣壓傳感單元產生位移作用下能推動開關閉合或斷開的位置。
2、 爆胎傳感器的爆胎監測方法，其特徵在於爆胎傳感器安裝於輪胎中， 爆胎傳感器的開關與安裝於同一輪胎的TPMS子系統連接，當輪胎充氣至正常 胎壓輪胎時，氣壓傳感單元在輪胎內氣壓的作用下壓縮或變形，氣壓傳感單元 不推動開關，開關處於斷開狀態；當輪胎爆裂或洩漏，輪胎內氣壓下降，造成 氣壓傳感單元壓縮或變形的條件消失，氣壓傳感單元在內部氣壓作用下恢復形 態推動開關，使開關觸點閉合，TPMS子系統被立即喚醒，及時將爆胎信號或 輪胎氣壓參數發送給主控系統。
3、 根據權利要求1所述的爆胎傳感器，其特徵在於氣壓傳感單元是密封 的金屬膜盒。
4、 根據權利要求1所述的爆胎傳感器，其特徵在於氣壓傳感單元是密封的金屬彈簧管。
5、 根據權利要求1所述的爆胎傳感器，其特徵在於氣壓傳感單元是橡膠 氣囊或其非金屬氣壓敏感元件。
6、 根據權利要求1、 3、 4、 5所述的爆胎傳感器，其特徵在於氣壓傳感 單元的金屬部分與金屬觸點組成開關。
全文摘要
本發明設計的爆胎傳感器由氣壓傳感單元和開關組成，由於利用了氣壓傳感單元在正常胎壓下壓縮或變形，輪胎爆裂或輪胎氣壓下降後形態恢復的特性，驅動開關閉合輸出輪胎爆裂信號；爆胎傳感器能在出現爆胎的第一時刻檢測出爆胎信號，既符合輪胎爆裂監測實時性強的特點，又滿足檢測系統長期低功耗穩定工作的要求。
文檔編號G01L17/00GK101162180SQ20061003238
公開日2008年4月16日 申請日期2006年10月11日 優先權日2006年10月11日
發明者彭世益, 彭彥均 申請人:桂林思超汽車科技有限公司