一种爆胎安全装置、车辆及应用于车辆轮胎的检测方法与流程

本发明属于轮胎安全领域，尤其涉及一种爆胎安全装置、车辆及应用于车辆轮胎的检测方法。

背景技术

随着社会的不断发展，汽车越来越普及，汽车保有量越来越大，安全驾驶显得越来越重要。

而威胁汽车安全驾驶的一个重要因素就是爆胎，行驶中的车辆，轮胎突然爆胎的情况下，如果轮胎瘪胎或亏气程度严重，就会使胎边滑入轮槽中，轮胎会从轮毂上脱落分离，使得轮毂直接触地，因橡胶轮胎与金属轮毂对地面的摩擦系数有很大不同，导致车辆的转向系统和刹车系统失控，车辆会严重打滑出现侧滑、侧翻现象，极易酿成重大交通事故。

轮胎爆胎主要由如下原因：

1.轮胎漏气：在被铁钉或其他尖锐物刺扎而暂时没有把轮胎扎破，轮胎会出现漏气现象，进而引起爆胎；

2.轮胎气压过高：因汽车高速行驶，轮胎温度升高，气压随之升高，轮胎变形，胎体弹性降低，汽车所受到的动负荷也增大，如遇到冲击会产生内裂或爆胎；

3.轮胎气压不足：当汽车高速行驶时(速度超过120km/h)，轮胎气压不足容易造成胎体“谐振动”从而引发巨大的谐振作用力，如果轮胎不够结实或者已经有“伤”，就易爆胎。而且气压不足使得轮胎的下沉量增大，在急拐弯时容易造成胎壁着地，而胎壁是轮胎最薄弱的部分，胎壁着地同样会导致爆胎。

在现有技术中会在轮胎的轮毂上安装爆胎应急安全装置，发生爆胎状况时，爆胎应急安全装置会对胎体进行支撑，防止胎体与轮毂脱离，从而保证轮胎的抓地能力，使车辆的转向系统和刹车系统仍然能工作，以防止车辆在爆胎时造成过于严重的后果。

但现有技术中的爆胎应急安全装置装配在轮胎的内部并不可见，因此难以知晓其是否是正常工作状态；另一方面，在发生爆胎之后爆胎应急安全装置起作用时，汽车还在移动并且可控，可能导致驾驶员误认为汽车仍然行驶正常而进行危险驾驶。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种爆胎安全装置、车辆及应用于车辆轮胎的检测方法，旨在降低汽车爆胎导致的危险性，使汽车行驶更加安全。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，一种爆胎安全装置，包括：传感器，传感器包括外壳和传感组件，外壳设置有安装空间，传感组件装配在安装空间内，外壳上设有气孔、开关操作结构和卡嵌部，传感组件包括压力开关组件，压力开关组件与开关操作结构相抵顶，压力开关组件被压紧时处于常开状态且压力开关组件松开时改变为闭合状态，或，压力开关组件被压紧时处于常闭状态且压力开关组件松开时改变为开启状态；绑带安装结构，绑带安装结构包括安全绑带和连接件，连接件上设置有卡嵌空间和卡口结构，传感器装配在卡嵌空间内，卡嵌部与卡口结构相匹配，连接件连接安全绑带的两端，安全绑带用于环绕轮胎的轮毂设置；监测器，监测器用于接收传感器发射的检测数据，监测器根据接收的检测数据进行显示或警报。

进一步地，外壳包括下壳、面盖和套壳，下壳上开设有第一进气孔，面盖装配在安装空间的开口处，套壳套设在下壳外，卡嵌部设置在套壳上，套壳上开设有第二进气孔，第二进气孔和第一进气孔相对应；下壳的相对的两侧壁上均开设有限位缺口，面盖上相对的两侧边处均设置有限位块，限位块与限位缺口相匹配。

进一步地，下壳的相对的两内壁面上设置有卡接结构，卡接结构包括抵接块和卡凸，抵接块设置在内壁面的靠近安装空间底部处，卡凸设置在内壁面的靠近安装空间开口处，抵接块和卡凸之间形成间隔，卡凸的远离安装空间的一面为斜面；面盖的与卡接结构对应的侧边处开设有卡槽，卡槽与卡凸相匹配，当面盖装配在下壳内时，面盖卡嵌在间隔内。

进一步地，限位块的远离下壳的一侧设置有卡嵌槽，卡嵌槽与卡嵌部相配合的一面为弧面；卡嵌部上设置有弯曲结构，弯曲结构与卡嵌槽相配合，卡嵌部上设置有卡钩；卡口结构包括设置在连接件的两端的卡孔，卡钩与卡孔卡接。

进一步地，传感组件还包括：pcb板，下壳上开设有开关孔，下壳的位于开关孔处设置有开关槽；压力开关组件装配在pcb板上，压力开关组件包括压力开关和密封胶套，密封胶套装配在开关槽内，密封胶套与压力开关抵接，开关操作结构包括设置在套壳上的按钮，按钮穿过开关孔并与密封胶套抵接。

进一步地，密封胶套的周侧设置有法兰缘，法兰缘与开关槽相嵌合，传感组件的周围灌密封胶进行封装。

进一步地，传感组件还包括：ic感测器、天线和电池，ic感测器、天线和电池均焊接固定在pcb板上，ic感测器和第一进气孔对应设置，ic感测器用于检测轮胎内压，天线用于与监测器相连以传输信息。

进一步地，传感组件还包括：ic密封垫，下壳内设置有安装槽位，ic密封垫嵌设在ic感测器和安装槽位之间，ic密封垫上开设有第三进气孔，第三进气孔与第一进气孔相对应，第一进气孔开设在安装槽位内，ic感测器装配在安装槽位内。

进一步地，提供一种车辆，包括：车辆和爆胎安全装置，爆胎安全装置为如上述方案中任意一种的爆胎安全装置，传感器通过绑带安装结构装配在车辆的轮胎轮毂上，当传感器装配在轮胎轮毂上时，开关操作结构抵紧在轮胎轮毂表面以使压力开关组件处于压紧状态，监测器装配在车辆的驾驶室内。

进一步地，提供一种应用于上述方案中车辆的轮胎中的爆胎安全装置的检测方法，检测方法包括如下步骤：检测爆胎安全装置的传感器的压力开关组件被压紧时的正常工作状态数据，以及检测爆胎安全装置的传感器的压力开关组件被松开时的故障工作状态数据；传感器将正常工作状态数据或故障工作状态数据发送至爆胎安全装置的监测器，监测器根据正常工作状态数据判断爆胎安全装置正常工作，监测器根据故障工作状态数据判断爆胎安全装置处于故障事故；当监测器接收到正常工作状态数据时，监测器不响应；当监测器接收到故障工作状态数据时，监测器根据接收的检测数据进行显示或警报。

本发明中爆胎安全装置、车辆及应用于车辆轮胎的检测方法与现有技术相比，有益效果在于：

传感器通过安全绑带和连接件装配在车辆轮胎的轮毂上，并且开关操作结构抵接在轮毂的表面，使压力开关组件处于压紧状态，当绑带安装结构与轮胎轮毂松脱时，压力开关组件变为松开状态，此时传感器发送压力开关组件的状态变化信息给监测器，监测器进行显示或警报，使得爆胎安全装置的工作状态更加容易掌控，使车辆行驶更加安全。

附图说明

图1是本发明实施例中传感器的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中连接件和传感器的分解结构示意图；

图3是本发明实施例中爆胎安全装置和轮胎轮毂的装配示意图；

图4是本发明实施例中爆胎安全装置的整体结构示意图；

图5是图4中细节a的放大图；

图6是本发明实施例中应用于车辆轮胎的检测方法的结构示意图；

图7是本发明实施例中传感器的电路图。

在附图中，各附图标记表示：100、传感器；200、绑带安装结构；201、安全绑带；202、连接件；2021、卡口结构；300、轮毂；301、轮毂底部；1、外壳；11、下壳；12、面盖；13、套壳；111、安装空间；112、第一进气孔；113、限位缺口；114、卡接结构；115、安装槽位；116、开关槽；121、卡嵌槽；122、限位块；123、卡槽；131、第二进气孔；132、开关操作结构；133、卡嵌部；1321、按钮；2、传感组件；21、压力开关组件；22、pcb板；23、天线；24、电池；25、ic密封垫；211、压力开关；212、密封胶套；001、开关检测模块；002、低频模块；003、加速度模块；004、温度模块；005、压力模块；006、电量检测模块；007、主控模块；008、数据传输模块；009、监测器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：

在本实施例中，爆胎安全装置装配在车辆上，如图1-6所示，爆胎安全装置包括：传感器100、绑带安装结构200和监测器009，传感器100通过绑带安装结构200装配在轮胎的轮毂300上，监测器009装配在车辆的驾驶室内的仪表盘上，其中，传感器100包括外壳1和传感组件2，外壳1设置有安装空间111，传感组件2装配在安装空间111内，外壳1上设有气孔、开关操作结构132和卡嵌部133，传感组件2包括压力开关组件21，压力开关组件21与开关操作结构132相抵顶；在本实施例中，压力开关组件21被压紧时处于常闭状态且压力开关组件21松开时改变为开启状态，在其他实施例中，可以为压力开关组件21被压紧时处于常开状态且压力开关组件21松开时改变为关闭状态；绑带安装结构200包括安全绑带201和连接件202，连接件202上设置有卡嵌空间和卡口结构2021，传感器100装配在卡嵌空间内，卡嵌部133与卡口结构2021相匹配，连接件202连接安全绑带201的两端，安全绑带201用于环绕轮胎的轮毂300设置；监测器009用于接收传感器100发射的检测数据，监测器009根据接收的检测数据进行显示或警报。

传感器100通过安全绑带201和连接件202装配在车辆轮胎的轮毂300上，并且开关操作结构132抵接在轮毂300的表面，使压力开关组件21处于压紧状态，当绑带安装结构200与轮胎轮毂300松脱时，压力开关组件21变为松开状态，此时传感器100发送压力开关组件21的状态变化信息给监测器009，监测器009进行显示或警报，当轮胎内的气压变化过大时，传感器100发送轮胎内压信息给监测器009，监测器009进行显示或警报，使得爆胎安全装置的工作状态以及轮胎的爆胎情况更加容易掌控，使车辆行驶更加安全。

具体的，在本实施例中，如图1-2所示，外壳1包括下壳11、面盖12和套壳13，下壳11上开设有第一进气孔112，面盖12装配在下壳11的开口处，套壳13套设在下壳11外，卡嵌部133设置在套壳13上，套壳13上开设有第二进气孔131，第二进气孔131和第一进气孔112相对应；下壳11的相对的两侧壁上均开设有限位缺口113，面盖12上相对的两侧边处均设置有限位块122，限位块122与限位缺口113相匹配。装配时面盖12的限位块122卡嵌在下壳11的限位缺口113上，使得面盖12更容易安装并且安装更加精准。

为了使面盖12与下壳11的安装更加方便且更加稳定，在本实施例中，下壳11的相对的两内壁面上设置有卡接结构114，卡接结构114包括抵接块和卡凸，抵接块设置在内壁面的靠近下壳11的底部处，卡凸设置在内壁面的靠近下壳11的开口处，抵接块和卡凸之间具有间隔，卡凸的朝向开口的一侧为斜面；面盖12的与卡接结构114对应的侧边处开设有卡槽123，卡槽123与卡凸相匹配，当面盖12装配在下壳11内时，面盖12的侧边卡嵌在间隔内。

为了使下壳11装配在套壳13内时更加方便而稳固，在本实施例中，限位块122上设置有卡嵌槽121，卡嵌槽121的与卡嵌部133相配合的一面为弧面；卡嵌部133上设置有弯曲结构，弯曲结构与卡嵌槽121相配合，套壳13采用塑胶材料，因此卡嵌部133具有弹性，在进行装配时，弯曲结构与卡嵌槽121嵌合；为了使传感器100方便稳定地装配在绑带安装结构200上，在本实施例中，卡嵌部133的端部上设置有卡钩，卡口结构2021包括设置在连接件202上的卡孔，卡钩与卡孔卡接。

传感组件2还包括：pcb板22、ic感测器、天线23和电池24，ic感测器、天线23、电池24和压力开关组件21均焊接在pcb板22上。

如图2所示，ic感测器和第一进气孔112对应设置，ic感测器用于检测轮胎内压，天线23用于与监测器009相连以传输信息。下壳11内设置有安装槽位115，第一进气孔112开设在安装槽位115内，ic感测器装配在安装槽位115内。

传感组件2还包括ic密封垫25，ic密封垫25嵌设在ic感测器和安装槽位115之间，ic密封垫25上开设有第三进气孔，第三进气孔与第一进气孔112相对应，ic密封垫25的设置可以对ic传感器100进行保护，从而提高ic传感器100的可靠性和使用寿命。

如图2、图5所示，下壳11上开设有开关孔，下壳11的位于开关孔处设置有开关槽116；压力开关组件21包括压力开关211和密封胶套212，密封胶套212装配在开关槽116内，密封胶套212与压力开关211抵接，开关操作结构132包括设置在套壳13上的按钮1321，按钮1321穿过开关孔并与密封胶套212抵接，传感组件2的周围灌密封胶进行封装，为了避免密封胶影响压力开关211和开关操作结构132的动作，在本实施例中，密封胶套212的周侧设置有法兰缘，法兰缘的一端与开关槽116相嵌合，法兰缘的另一端与pcb板22贴合。如图3-5所示，当传感器100通过绑带安装结构200装配在车辆的轮毂300上时，按钮1321抵紧在轮毂底部301，从而使压力开关211被压紧。

进一步地，提供一种应用于上述车辆的轮胎中的爆胎安全装置的检测方法，检测方法包括如下步骤：

检测爆胎安全装置的传感器100的压力开关组件21被压紧时的正常工作状态数据，以及检测爆胎安全装置的传感器100的压力开关组件21被松开时的故障工作状态数据；传感器将正常工作状态数据或故障工作状态数据发送至爆胎安全装置的监测器009，监测器009根据正常工作状态数据判断爆胎安全装置正常工作，监测器009根据故障工作状态数据判断爆胎安全装置处于故障事故；当监测器009接收到正常工作状态数据时，监测器009不响应；当监测器009接收到故障工作状态数据时，监测器009根据接收的检测数据进行显示或警报。

具体的，如图6所示，传感器100包括：主控模块007、开关检测模块001和数据传输模块008，其中主控模块007内置于ic感测器内，监测器009包括显示单元和声音单元，显示单元为显示屏和led灯，声音单元为扬声器，监测器009与传感器100无线连接。开关检测模块001检测压力开关组件21被压紧时的正常工作状态数据或压力开关组件21被松开时的故障工作状态数据，当开关检测模块001检测到的是压力开关组件21被松开时的故障工作状态数据时，主控模块007控制数据传输模块008将压力开关组件21的故障工作状态数据发送给监测器009，监测器009的显示屏显示对应的图标、文字或颜色等进行提示，led灯闪烁红光、黄光等，扬声器发出警报声，从而对驾驶员进行提醒。

传感器还包括内置于ic感测器内的压力模块005、温度模块004和加速度模块003，压力模块005检测轮胎内的当前内压值，温度模块004检测轮胎内的当前温度值，加速度模块003检测轮胎的当前加速度信息；主控模块007控制数据传输模块008每隔预定时间将包含当前内压值、当前温度值和当前加速度信息的数据传输给监测器009，预定时间可以是1s(秒)、2s、3s、4s、5s、10s、15s、30s、1min(分钟)、1.5min、2min、3min、4min、5min、15min、20min、30min等，显示屏对当前内压值、当前温度值和当前加速度信息进行显示。

监测器009将当前内压值与预定内压值范围进行对比，预定内压值范围存储在监测器009内，在当前内压值超出预定内压值范围时(即当前内压值不在预定内压值范围内时)，监测器009的显示屏显示对应的图标、文字或颜色等进行提示，led灯闪烁红光、黄光等，扬声器发出警报声，从而提醒驾驶员车辆轮胎的当前内压值异常，监测器009上设置有输入按键，输入按键可以是设置在监测器009上的按钮也可以是虚拟按键，通过输入按键，驾驶员可以根据轮胎的标准压力设置预定内压值范围；根据压力模块005检测的当前内压值，主控模块007判断轮胎是否漏气，当判断为轮胎漏气时(漏气标准定义，每隔12秒漏气0.15bar(bar:巴，1巴＝100kpa)以上，就判断这个轮胎在漏气)，主控模块007控制数据传输模块008发送漏气指令给监测器009，监测器009控制显示屏显示对应的图标、文字或颜色等报警信息进行提示，与此同时，led灯也可以闪烁红光、黄光等，扬声器可以发出对应的警报声进行提示。通过对轮胎内压值的检测，驾驶员可以更加直观方便地了解到当前轮胎内的内压值情况，并且根据对应的情况进行相应的处理，从而有效地降低因轮胎漏气、气压过高或气压过低造成的爆胎发生概率，使得车辆的驾驶更加安全可靠。

监测器009将当前温度值与预定温度报警值进行对比，预定温度报警值存储在监测器009内，当温度值高于或等于预定温度报警值时，监测器009控制显示屏显示对应的图标、文字或颜色等报警信息进行提示，与此同时，led灯也可以闪烁红光、黄光等，扬声器可以发出对应的警报声进行提示。对轮胎内的温度进行检测并且在轮胎内当前温度处于危险值时提示驾驶员，可以让驾驶员及时采取有效措施避免因轮胎内温度过高导致的危险，如爆胎，提高了车辆驾驶的可靠性。

主控模块007根据加速度信息判断轮胎的当前动作，主控模块007控制数据传输模块008将当前动作传输给监测器009，监测器009显示当前动作；具体的，当前动作包括静止和运动，在当前动作为静止时，主控模块007控制传感器100进入待机状态，在当前动作为运动时，主控模块007控制传感器100进入激活状态。在车辆静止时，传感器进入待机状态，而在车辆运动时传感器正常工作，可以有效地降低传感器的功耗，从而提高电池的使用寿命。

传感器100还包括电量检测模块006，电量检测模块006检测电池24的当前电量值，主控模块007将当前电量值与预定低电报警值进行对比，在当前电量值低于预定低电报警值时，主控模块007将电池24定义为低电状态，并且主控模块007控制数据传输模块008发送低电状态给监测器009，监测器009的显示屏显示与低电状态对应的图标、文字或颜色等进行提示，与此同时，led灯也可以闪烁红光、黄光等，扬声器可以发出对应的警报声进行提示，从而对驾驶员进行提醒。在传感器的电池电量不足时，监测器009向驾驶员提示，驾驶员可以采取适当的措施，从而保证爆胎安全装置的正常使用。

传感器100还包括低频模块002，低频模块002用于感应外部终端，当低频模块002感应到外部终端时，传感器100实时被激活，并且主控模块007控制数据传输模块008将传感器100的数据发送给外部终端。

如图7为传感器的电路图，天线ant1与第一电容c11的一端相连并且接地形成回路增强抗干扰稳定发射功率，第二容c1的另一端与第一电感l1的一端连接，第一电感l1与芯片的天线硬件接口rf连接，第一电感l1的另一端还与第二电感l2的一端连接，第三电容c2的另一端接地。芯片和通过rf接口把所有信息通过天线ant1高频无线发射出去。k1表示压力开关，当ic感测器检测k1在常开状态时，那么说明爆胎应急安全装置的状态故障，如果ic感测器检测到k1在常闭状态时，说明爆胎安全装置状态正常。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。