[发明专利]汽车轮胎压力监测系统用压电自供电装置

说明书

技术领域

本发明属于汽车电子应用领域， 具体涉及一种汽车轮胎压力监测系统用压电自供电装置。

背景技术

汽车轮胎压力监测系统（Remote tire pressure monitoring system,简称TPMS）的主要功能是对汽车轮胎气压进行实时监测，对压力过高、欠压和漏气进行报警，以预防由于汽车轮胎爆裂或欠压而引发的交通事故、避免欠压引起的油耗增加和轮胎磨损加剧。TPMS系统主要由安装在驾驶室内的监视器和安装在每个轮胎里的检测发射器构成。现有的检测发射器包括：集压力、温度、加速度以及电压检测和后信号处理的智能传感器、单片机（MCU）、RF发射芯片、电池、天线，其功能是检测轮胎内部压力与温度信号并将其发射出去，监视器接收到检测发射器发射的信号并显示与报警。目前，有关信号采集、发射与接收的技术已相当成熟，TPMS系统面临的最大问题是电池使用寿命较短、受环境影响性能不稳定，还存在电池能量耗尽时无法报警所形成的安全隐患。此外，电池的存在很难降低发射器的重量。

中国专利申请《用于汽车轮胎压力监测系统的自供电装置》、专利申请号200510016838.0中提供一种自供电装置，该专利包含至少两个安装平面不相互平行的压电振子，且使其中一个所述压电振子所在的安装平面与轮缘的某个切平面平行。这样安装的压电振子在实际工作中，并不能稳定的发电，没有应用价值。

发明内容

本发明提供一种汽车轮胎压力监测系统用压电自供电装置，以解决电池使用寿命较短、或因压电振子布置不当而不能正常工作的问题。

本发明采取的技术方案是，压电自供电装置与轮毂固定连接，该压电自供电装置采用的压电振子为悬臂结构、且压电振子的悬臂平面既与轮轴相平行又与车轮滚动方向相垂直，压电振子数为一个或一个以上。

本发明的压电自供电装置由一个或一个以上将机械能转换成电能的压电振子、印刷电路板以及在所述印刷电路板上的由其它电子器件组成的电源管理控制电路构成，所述压电振子由弹性基板、粘贴在基板上的压电陶瓷片和固定于基板一自由端的集中质量块构成，所述压电振子一端固定在壳体上，另一自由端利用限位装置进行限位；当基板两侧均粘贴压电陶瓷片时，两陶瓷片之间通过导线连接；当压电振子为两个及以上时，各压电振子分别通过导线与印刷电路板上的电源电路相连，所述的印刷电路板及其电源管理控制电路通过连接件固定在壳体上，经整流、能量积聚处理的脉冲电压通过导线输送给检测发射器，所述的导线由壳体上的通孔引出。

本发明的优点在于：可避免更换电池带来的使用不便和电池电能耗尽所带来的安全隐患。按本发明布置的压电振子，由此可最大限度的利用车辆行驶时轮毂的振动和速度变化等使压电振子产生弯曲变形，进而在所述压电振子的压电元件两端产生交流电压，所述交流电经进一步整流及能流积累后按需要以脉冲电能的形式输出给检测发射器，驱动其工作。由于本发明的压电自供电装置能够实时地将汽车运动中的机械能转换成电能，因此不需要设计节能电路和使用昂贵的节能器件，这可以大幅降低汽车轮胎压力监测系统的制造成本。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例在轮毂上安装方式的结构示意图；

图2是本发明的压电自供电装置的结构示意图；

图3是本发明实施例的电源管理控制电路。

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例对本发明结构及原理作进一步详细描述。

如图1所示，压电自供电装置与轮毂14固定连接，该压电自供电装置采用的压电振子1为悬臂结构、且压电振子的悬臂平面既与轮轴相平行又与车轮滚动方向相垂直，压电振子数为一个或一个以上。

如图2所示，本发明的压电自供电装置由2个将机械能转换成电能的压电振子一1和压电振子二1’、印刷电路板4以及在所述印刷电路板上的由其它电子器件组成的电源管理控制电路3构成。所述压电振子由弹性基板10、粘贴在基板上的压电陶瓷片9和固定于基板一自由端的集中质量块8构成；所述压电振子一端固定在壳体12上，另一自由端利用限位装置7进行限位；当基板两侧均粘贴压电陶瓷片9时，两陶瓷片之间通过导线11向连接；当压电振子为两个及以上时，各个压电振子分别通过导线13与印刷电路板4上的电源电路3相连。所述的印刷电路板4及其电源管理控制电路通过连接件2固定在壳体12上，经整流、能量积聚处理的脉冲电压通过导线6输送给检测发射器，所述的导线6由壳体12上的通孔5引出。如图1、图2所示，壳体将压电振子、印刷电路板和电源电路封闭起来，所述的壳体12通过紧箍扣15固定在轮毂14上，并随轮毂一起转动。