一种汽车胎压动态控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及汽车装备领域，特别是涉及一种汽车胎压动态控制装置。


背景技术：

2.汽车高速行驶过程中由于受到气温变化、轮胎漏气以及轮彀变形和胎面受力不均等因素影响，车内胎压往往在一个较大范围的幅度内波动。在此过程中，如果胎压过高，轮胎的摩擦力、附着力就会降低，影响制动效果，极端情况下甚至有爆胎风险；胎压过低，与路面的摩擦系数便会增大，油耗上升，而且胎面磨损速度快，容易造成轮胎受力不均。因此，为了保证行驶安全，提高轮胎的使用寿命，必须采用一些方法使胎压保持在一个合理范围内能有效保障行驶安全、提高轮胎寿命。目前常用的方式是通过胎压监测系统检测轮胎压力，使用户实时了解胎压，当出现胎压异常时，为了减少安全隐患只能就近停车寻找专业人员处理，浪费精力和时间。


技术实现要素：

3.本实用新型主要解决的技术问题是提供一种汽车胎压动态控制装置，能够实时监测和控制胎压，减少行驶中的安全隐患，提高轮胎使用寿命。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种汽车胎压动态控制装置，所述汽车胎压动态控制装置包括：胎压控制器、胎压传感器、微型气泵组件和电源组件，所述胎压传感器、胎压控制器、微型气泵组件和电源组件集成安装在汽车轮彀壳内，所述轮彀壳固定装配在轮胎钢圈的内圈上；所述微型气泵组件包括驱动电机、泵体和连接管，所述连接管与轮胎的进气结构联通，所述泵体与连接管之间通过止回阀连接，所述胎压传感器安装在连接管的管身上，所述连接管身上设置歧管，所述歧管上安装有电磁泄压阀；所述电源组件包括充电模块、蓄电池和供电机构，所述充电模块具有蓄电池电量检测功能，所述供电机构与所述充电模块电性连接，所述充电模块与蓄电池电性连接，所述蓄电池与所述胎压控制器和微型气泵组件分别电性连接；所述胎压控制器包括无线信号传输模组和自动控制模组，所述无线信号传输模块的信号输入端接入所述自动控制模组，所述自动控制模组与所述胎压传感器、电磁泄压阀和驱动电机电性连接。
5.在本实用新型一个较佳实施例中，所述自动控制模组包括单片机和连接在所述单片机上的稳压供电电路、气压传感器接入电路、晶振电路、复位电路、程序下载接入电路、继电器接口电路和boot模式选择电路，所述稳压供电电路电性连接所述电源组件和单片机，所述气压传感器接入电路与所述胎压传感器连接，将即时的轮胎压力信号输入所述单片机中，所述驱动电机和电磁泄压阀的电控开关通过所述继电器接口电路接入单片机。所述稳压供电电路包括5v稳压供电电路和3.3v供电电路，所述5v稳压供电电路外接所述电源组件，所述3.3v供电电路由所述5v稳压供电电路供电，并向所述单片机输出工作电压。所述稳压供电电路还包括备用保护电路，所述备用保护电路与所述5v稳压供电电路并联。所述单片机上还连接有led显示灯电路。
6.在本实用新型一个较佳实施例中，所述供电机构包括自发电装置和补充供电装置。所述自发电装置包括直流发电机组，所述直流发电机组的底部固定在所述轮彀壳内侧的中心位置，所述直流发电机组的转子端头上安装有重力悬臂，所述重力悬臂的位置与所述轮彀壳内的其它部件在空间上错开，所述直流发电机组的正极和负极分别与所述充电模块的相应电极电性连接。
7.所述补充供电装置包括汽车电瓶补充供电结构和太阳能补充供电机构；所述汽车电瓶补充供电结构包括汽车电瓶和设置在汽车车轴上的正极滑块和负极滑块，所述正极滑块和负极滑块分别与所述充电模块的相应电极连接，所述正极滑块和负极滑块上皆设有相应的电刷，所述电刷与汽车电瓶电性连接；所述太阳能补充供电机构包括覆盖在所述轮彀壳外侧的太阳能薄膜电池，所述太阳能薄膜电池的正极和负极分别与所述充电模块的相应电极连接。
8.本实用新型的有益效果是：本实用新型能够通过动态监控的方式实时发现轮胎胎压变化，当胎压超出预设的范围后，又能够自动完成胎压控制动作，有效防止行驶过程中胎压不正常引起的安全隐患，提高轮胎的使用寿命，而且整个过程都是自动化完成，不需要专业人员操作，节省了驾乘人员的时间和精力。
附图说明
9.图1是本实用新型一较佳实施例的安装结构示意图；
10.图2是所示实施例中外源供电结构示意图；
11.图3是所示实施例中单片机结构示意图；
12.图4是所示实施例中应用的5v稳压供电电压电路结构示意图；
13.图5是所示实施例中应用的3.3v稳压供电电压电路结构示意图；
14.图6是所示实施例中应用的单片机晶振电路结构示意图；
15.图7是所示实施例中应用的单片机复位电路结构示意图；
16.图8是所示实施例中应用的程序下载接口电路结构示意图
17.图9是所示实施例中应用的led显示灯电路结构示意图
18.图10是所示实施例中应用的单片机的引导启动电路结构示意图
19.图11是所示实施例中应用的气压传感器接口电路结构示意图
20.图12是所示实施例中应用的继电器接口电路结构示意图
21.图13是所示实施例中应用的5v电源备用及保护电路结构示意图
22.附图中各部件的标记如下：
23.1.轮彀壳、2.胎压控制器、3.充电模块、4.蓄电池、5.驱动电机、6.泵体、7.
24.连接管、8.电磁泄压阀、9.胎压传感器、10.直流发电机组、11.重力悬臂、12.
25.正极滑块、13.负极滑块、14.电刷、15.汽车电瓶、16.车轴、17.钢圈、18.轮胎。
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
27.请参阅图1到图13，本实用新型实施例包括：
28.一种汽车胎压动态控制装置，所述汽车胎压动态控制装置包括：胎压控制器2、胎压传感器9、微型气泵组件和电源组件；所述胎压传感器9、胎压控制器2、微型气泵组件和电源组件集成安装在汽车的轮彀壳1内侧，所述轮彀壳1固定装配在轮胎钢圈17的内圈上；
29.所述微型气泵组件包括驱动电机5、泵体6和连接管7，所述连接管7与轮胎18的进气结构联通，所述泵体6与连接管7之间通过止回阀连接，所述胎压传感器2安装在连接管7的管身上，所述连接管7身上设置歧管，所述歧管上安装有电磁泄压阀8；
30.所述电源组件包括充电模块3、蓄电池4和供电机构，所述充电模块3具有蓄电池4电量检测功能，所述供电机构与所述充电模块3电性连接，所述充电模块3与蓄电池4一体化设计，所述蓄电池4与所述胎压控制器2和微型气泵组件分别电性连接，向二者供电；
31.所述胎压控制器2包括无线信号传输模组和自动控制模组，所述无线信号传输模组接入所述自动控制模组，所述自动控制模组与所述胎压传感器9、电磁泄压阀8和驱动电机5电性连接，能够根据胎压传感器9给出的信号控制电磁泄压阀8和驱动电机5的动作。
32.所述供电机构包括自发电装置和补充供电装置。所述自发电装置包括直流发电机组10，所述直流发电机组10的底部固定在所述轮彀壳1内侧的中心位置，所述直流发电机组10的转子端头上安装有重力悬臂11，所述重力悬臂11的位置与所述轮彀壳1内的其它部件在空间上错开，所述直流发电机组的电流的正极与负极分别与所述充电模块的正极和负极相连。这样，当汽车行驶时，轮彀壳1随着车轮旋转，带动所述直流发电机组10的壳体旋转，而此时中间转子在重力悬臂11的作用下不会随之转动，这样转子与所述直流发电机组10的壳体之间形成相对转动，使所述直流发电机组10持续产生直流电，通过充电模块3向蓄电池4持续供电，由于重力悬臂11的位置与所述轮彀壳1内的其它部件在空间上错开，这样重力悬臂11在惯性摆动时不会碰到其他部件影响整体的安全性。
33.所述补充供电装置包括汽车电瓶补充供电结构和太阳能补充供电机构；所述汽车电瓶补充供电结构包括汽车电瓶15和设置在汽车车轴16上的正极滑块12和负极滑块13，所述正极滑块12和负极滑块13分别与所述充电模块3的相应电极连接，所述正极滑块12和负极滑块13上皆设有相应的电刷14，电刷14依托车架底部固定，汽车电瓶15通过电刷14、正极滑块12和负极滑块13实现与充电模块3之间的电路联通。在实际工作时，充电模块3能够检测到蓄电池4的电量，这样在蓄电池4中有足够电量时，蓄电池4可以直接对胎压控制器2和驱动电机5供电，当蓄电池4中电量缺口较大时，充电模块3能够接通汽车电瓶15，使用汽车电瓶15对蓄电池4充电，弥补直流发电机组10的不足。所述太阳能补充供电机构包括覆盖在所述轮彀壳1外侧的太阳能薄膜电池，所述太阳能薄膜电池的正极和负极分别与所述充电模块3的相应电极连接，可以对蓄电池4进行补充供电。通过上述两种补充供电结构的接入，当蓄电池4中电量缺口较大时，可以直接向蓄电池4中补充电能，以弥补所述直流发电机组10发电能力的不足，满足电磁泄压阀8和驱动电机5运转的需求。
34.在实际安装时，所述胎压控制器2、微型气泵组件和电源组件集成安装在轮彀壳1内，所述轮彀壳1的外周面上设置卡槽，钢圈17上设置有相应的卡块，安装时，所述轮彀壳1卡接固定在轮胎18的钢圈17的内圈上，胎压控制器2、微型气泵组件和电源组件都固定在轮彀壳1内，这样可以防止轮胎18运动时各个装置在惯性作用下滑动撞击损毁。此时连接管7穿过轮彀壳1和钢圈17上预设的通孔连接轮胎18的进气结构也就是气嘴，
35.所述自动控制模组包括单片机和连接在所述单片机上的稳压供电电路、气压传感器接入电路、晶振电路、复位电路、程序下载接入电路、继电器接口电路和boot模式选择电路。所述稳压供电电路电性连接所述电源组件和单片机为单片机工作提供稳定的电流，所述气压传感器接入电路与所述胎压传感器9连接，将即时的轮胎压力信号输入所述单片机中，所述驱动电机5和电磁泄压阀8的电控开关通过所述继电器接口电路接入单片机。
36.在实际实施时，所述单片机采用型号为stm32f03c0t6，所述单片机的供电电压为3.3v,因此接入稳压供电电路包括两部分，分别为0v稳压供电电路和3.3v供电电路，所述0v稳压供电电路外接所述电源组件中的充电模块，并向所述3.3v供电电路供电，所述3.3v供电电路向所述单片机输出工作电压，其中5v稳压供电电路采用tps76000稳压芯片实现5v稳定电压的输出，3.3v供电电路采用rt000-33实现3.3v线性电压的稳定输出，所述3.3v供电电路通过所述stm32f03c0t6单片机的第一引脚(vbat)实现工作电压输入。所述稳压供电电路还包括备用保护电路，所述备用保护电路与所述0v稳压供电电路并联，防止单片机使用中受损。
37.所述stm32f03c0t6单片机的第30引脚连接led灯显示电路，通过所述led灯显示电路可以在检修时提示单片机的工作状态
38.所述单片机的程序下载接口电路与所述单片机的第37引脚(swclk)、第34引脚(swdio)以及3.3v供电电路的输入口连接，通过程序下载接口电路，现场人员可以通过无线控制终端将控制信号通过无线信号传输模块输入单片机中并且将采集到的数据反向输入无线控制终端中，所述的无线控制终端一般为遥控器或者是车辆的中控屏。这样现场人员可以通过中控屏或者遥控器直观的控制轮胎压力。
39.所述晶振电路为单片机的时钟电路，与单片机的第3引脚(pc0-osc32_in)和第4引脚(pc0-osc32_out)相连接，能够保证单片机的内部指令的工作时序。
40.所述单片机的复位电路由3.3v供电电路供电，通过第7引脚(nrst)接入所述单片机中，当所述单片机意外死机时，可以通过启动复位电路重启单片机，使电路恢复到初始状态。
41.所述单片机的第17引脚(pa7)连接所述气压传感器接入电路，所述气压传感器接入电路能够将胎压传感器9给出的即时压力信号输入单片机中。
42.所述boot选择电路为所述单片机的引导启动电路，可以通过跳帽选择单片机的第20引脚的boot1高电平启动模式或者第44引脚的boot0de低电平启动模式。
43.由于本技术中电路为示意图，所以只画出了一个继电器接口电路挂接位置，也就是第32引脚(pa0)和第33引脚(pa0)连接位置，在实际应用时，可以根据需要在空余接口上增加继电器接口电路挂接位置，在本技术中通常挂接两个继电器接口电路，分别控制所述微型气泵的驱动电机5的电控开关和电磁泄压阀8的电控开关，当胎压传感器9将即时的胎压力信号传送给所述单片机后，所述单片机根据预设的指令比较气压值，如果胎压超出预设范围，则对应电磁泄压阀8的继电器接口电路向电磁泄压阀8输入信号打开阀门，开始泄压至压力正常后关闭阀门，反之则控制对应驱动电机5的继电器接口电路向驱动电机5输入信号打开电控开关后向轮胎内打气至轮胎内胎压正常后关闭电控开关。
44.本实用新型的工作原理如下：
45.在汽车行驶前可以通过专用的遥控器或者汽车中控屏向胎压控制器发出指令，给
出相应的胎压控制范围，在汽车行驶过程中，胎压传感器9会将胎压信号按照设定的采集频率通过相应的气压传感器接口电路传送给单片机，单片机与内部预设胎压范围比较，如果压力正常，一切保持不变，如果压力低于预设的范围，则通过继电器接口电路向与控制驱动电机5的电控开关动作的继电器发出指令，控制所述驱动电机5开始动作，通过泵体6向轮胎内打入气体，提高胎压，当胎压恢复到预设范围内后停止动作，由于泵体6上安装有止回阀，所以气体不会从泵体位置泄露。具体而言，如果压力高于预设的范围，则通过继电器接口电路向与控制电磁泄压阀8的开关动作的继电器发出指令，控制所述电磁泄压阀8打开，调整胎压，至胎压恢复到预设范围内后再关闭。在此过程中所述胎压控制器2和微型气泵组件所需的电能由安装在轮彀壳1内的蓄电池4供应，而蓄电池4连接的充电模块3可以对蓄电池4的电量进行检验，当电量在正常范围内，所述充电模块3不工作，如果蓄电池4的电量不足，则充电模块3联通直流发电机组10利用汽车运动对蓄电池进行连续充电，必要时通过汽车电瓶15和设置在轮彀壳1外的的太阳能薄膜电池对所述蓄电池4补充充电。而且蓄电池4内的电流进入单片机之前要输先经稳压供电电路调制为可以稳定输出的3.3v线性直流电压，以保证单片机的运行稳定性。
46.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种汽车胎压动态控制装置，其特征在于，所述汽车胎压动态控制装置包括：胎压控制器、胎压传感器、微型气泵组件和电源组件，所述胎压传感器、胎压控制器、微型气泵组件和电源组件集成安装在汽车轮彀壳内，所述轮彀壳固定装配在轮胎钢圈的内圈上；所述微型气泵组件包括驱动电机、泵体和连接管，所述连接管与轮胎的进气结构联通，所述泵体与连接管之间通过止回阀连接，所述胎压传感器安装在连接管的管身上，所述连接管身上设置歧管，所述歧管上安装有电磁泄压阀；所述电源组件包括充电模块、蓄电池和供电机构，所述充电模块具有蓄电池电量检测功能，所述供电机构与所述充电模块电性连接，所述充电模块与蓄电池电性连接，所述蓄电池与所述胎压控制器和微型气泵组件分别电性连接；所述胎压控制器包括无线信号传输模组和自动控制模组，所述无线信号传输模块的信号输入端接入所述自动控制模组，所述自动控制模组与所述胎压传感器、电磁泄压阀和驱动电机电性连接。2.根据权利要求1所述的汽车胎压动态控制装置，其特征在于，所述自动控制模组包括单片机和连接在所述单片机上的稳压供电电路、气压传感器接入电路、晶振电路、复位电路、程序下载接入电路、继电器接口电路和boot模式选择电路，所述稳压供电电路电性连接所述电源组件和单片机，所述气压传感器接入电路与所述胎压传感器连接，将即时的轮胎压力信号输入所述单片机中，所述驱动电机和电磁泄压阀的电控开关通过所述继电器接口电路接入单片机。3.根据权利要求2所述的汽车胎压动态控制装置，其特征在于，所述稳压供电电路包括5v稳压供电电路和3.3v供电电路，所述5v稳压供电电路外接所述电源组件，所述3.3v供电电路由所述5v稳压供电电路供电，并向所述单片机输出工作电压。4.根据权利要求2所述的汽车胎压动态控制装置，其特征在于，所述稳压供电电路还包括备用保护电路，所述备用保护电路与所述5v稳压供电电路并联。5.根据权利要求2所述的汽车胎压动态控制装置，其特征在于，所述单片机上还连接有led显示灯电路。6.根据权利要求1所述的汽车胎压动态控制装置，其特征在于，所述供电机构包括自发电装置和补充供电装置。7.根据权利要求6所述的汽车胎压动态控制装置，其特征在于，所述自发电装置包括直流发电机组，所述直流发电机组的底部固定在所述轮彀壳内侧的中心位置，所述直流发电机组的转子端头上安装有重力悬臂，所述重力悬臂的位置与所述轮彀壳内的其它部件在空间上错开，所述直流发电机组的正极和负极分别与所述充电模块的相应电极电性连接。8.根据权利要求6所述的汽车胎压动态控制装置，其特征在于，所述补充供电装置包括汽车电瓶补充供电结构；所述汽车电瓶补充供电结构包括汽车电瓶和设置在汽车车轴上的正极滑块和负极滑块，所述正极滑块和负极滑块分别与所述充电模块的相应电极连接，所述正极滑块和负极滑块上皆设有相应的电刷，所述电刷与汽车电瓶电性连接；9.根据权利要求6所述的汽车胎压动态控制装置，其特征在于，所述补充供电装置包括太阳能补充供电机构；所述太阳能补充供电机构包括覆盖在所述轮彀壳外侧的太阳能薄膜电池，所述太阳能薄膜电池的正极和负极分别与所述充电模块的相应电极连接。

技术总结
本实用新型公开了一种汽车胎压动态控制装置包括：胎压控制器、胎压传感器、微型气泵组件和电源组件；所述微型气泵组件的气阀通过连接管连接车胎进气结构，所述胎压传感器安装在连接管上，所述胎压控制器与胎压传感器和气泵组件电性连接，所述电源组件包括充电模块、蓄电池和供电机构，所述供电机构与充电模块电性连接，所述充电模块与蓄电池电性连接，所述蓄电池与所述胎压控制器和微型气泵组件分别电性连接；所述胎压控制器包括无线信号传输模组和自动控制模组，所述自动控制模组与所述胎压传感器、电磁泄压阀和驱动电机电性连接。通过上述方式，本实用新型能够自动检测和控制胎压，减少安全隐患，提高轮胎使用寿命。提高轮胎使用寿命。提高轮胎使用寿命。


技术研发人员：宗华生
受保护的技术使用者：宗华生
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/6/27