专利名称：用于汽车轮胎压力监测系统的自供电装置的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车电子应用领域，具体涉及一种用于汽车轮胎压力监测系统的自供电装置。
背景技术：
轮胎压力监测系统(Remote tire pressure monitoring system，简称TPMS)的主要功能是自动监测行驶车辆轮胎气压，对压力过高、漏气和欠压进行报警，以预防由于汽车轮胎爆裂或欠压引发的交通事故、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的“监视器”和安装在每个轮胎里的检测发射模块构成。现有的检测发射包括具有压力、温度信号采集与处理的装置、RF射频发射芯片、电池和天线，其功能是检测轮胎内部压力与温度信号并将其发射出去，监视器则接收检测发射装置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基本成熟，面临的最大问题是由电池供电而带来的定期更换、制作和使用成本高、可靠性低等问题。
发明内容
本发明提供一种用于汽车轮胎压力监测系统的自供电装置，以解决目前汽车轮胎压力监测系统的自供电装置存在的由电池供电而带来的定期更换、制作和使用成本高、可靠性低等问题。本发明采取的技术方案是包括两端与壳体固定连接的将机械能转换成电能的压电振子，该压电振子的作用是将汽车运行过程中的振动及速度变化等机械能转换成电能，为轮胎压力监测系统的信号采集处理及发射装置提供脉冲能量，该压电振子和具有整流及能量累积功能的电源电路导线连接。
在本发明的一个实施方式中，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。
在本发明的另一个实施方式中，所述压电振子的结构是弹性基板上粘贴压电陶瓷片，集中质量块固定连接在该弹性基板的中部。
在本发明的一个实施方式中，所述的电源电路由整流电路模块、电压检测模块和电压输出模块三部分构成，且整流电路模块中包含与压电振子数量相同、彼此并联的整流桥，该整流电路模块的整流桥作用是将压电振子产生交流电转换成直流电并在电容上累积，当电容电压达到所设定的参考电压值时，电压检测模块的比较器置1，电压输出模块开始工作，输出脉冲电压。
本发明的自供电装置，在于依靠行驶车辆轮毂的振动和速度变化等激励压电振子使其产生弯曲变形，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以脉冲能的形式输出给信号采集处理及发射装置。
本发明的优点在于可避免更换电池带来的使用不便和电能耗尽未及时更换而带来的无法报警问题；可避免使用中的二次费用和大量废旧电池所造成的环境污染。由于本发明的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，因此不需要任何节能电路及昂贵的节能器件，也可大幅度降低轮胎压力监测系统制造成本。
图1、是本发明的一个较佳实施例的结构剖面示意图；图2、是本发明的一个较佳实施例在轮毂上安装方式的结构剖面示意图；图3、是本发明实施例的电源电路图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明的自供电装置由两个将机械能转换成电能的压电振子一1、压电振子二1’和主要载有电源电路4的印刷电路板3构成。所述压电振子一1由弹性基板13、粘贴在基板上的压电陶瓷片14和固定于基板中部的集中质量块15构成。所述的压电振子一1的弹性基板两端固定在壳体5上，所述的粘贴在基板同侧的压电陶瓷片14通过导线16串联，再由导线12与粘贴在弹性基板另一侧的两个串联的压电陶瓷片并联，压电振子二1’的结构同上述压电振子一1连接方式，该两个压电振子分别通过导线11与印刷电路板3上的电源电路4相连。采用多个压电陶瓷片串联可提高输出电流、多个压电陶瓷片并联可提高电压。所述的印刷电路板及其电源电路固定在连接件2上，经整流、能量积聚处理的脉冲电压通过导线6输送给信号采集处理及发射装置，所述的导线6由壳体5上的通孔8引出。如图1、图2所示，壳体5固定在所述连接件2上，所述的壳体和连接件将压电振子、印刷电路板和电源电路封闭起来。所述连接件2固定在轮毂7上，并随轮毂一起转动。
如图1、图2所示，所述两个压电振子安装在两个相互垂直的平面内，且所述的一个压电振子所在的安装平面与轮缘的某一个切平面平行。当车轮颠簸或转速变化时，所述压电振子上的集中质量块的受力状态发生变化，其径向惯性力变化将使与轮缘切平面平行的压电振子产生径向的弯曲变形、切向惯性力变化将使与轮缘切平面垂直安装的的压电振子产生切向的弯曲变形，进而将机械能转化成电能。
如图3所示，所述电源电路4包括整流电路模块410、电压检测模块420和电压输出模块430，其功能是为信号采集处理及发射单元提供满足使用要求的脉冲电能。所述整流电路模块由两个分别与压电振子相连的整流桥411构成的两组全波整流电路以及电容412组成，其作用是将各个压电振子输出的交流电转化成直流电并存储在电容内。所述的电压检测模块420由比较电器421和为该模块提供电压参考值的原件422组成。所述电压输出模块430由一个触发器431、一个功率放大电路432、一个滤波电路433、一个比较电路434、一个与电路435、为比较电路提供电流参考值的元件436和437，以及为比较电路提供电压参考值的元件438构成。当所述电容412的电压低于元件422所设定的电压参考值时，比较器421输出为0、输出模块430不工作，压电振子产生的电能继续在电容412上累积；当所述电容412的电压达到元件422所设定电压参考值时，比较器421输出为1、触发器431置1、输出模块430开始工作，进而输出一个脉冲电压。
权利要求
1.一种用于汽车轮胎压力监测系统的自供电装置，其特征在于，包括两端与壳体固定连接的将机械能转换成电能的压电振子，该压电振子的作用是将汽车运行过程中的振动及速度变化等机械能转换成电能，为轮胎压力监测系统的信号采集处理及发射装置提供脉冲能量，该压电振子和具有整流及能量累积功能的电源电路导线连接。
2.根据权利要求1所述的用于汽车轮胎压力监测系统的自供电装置，其特征在于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。
3.根据权利要求1或2所述的用于汽车轮胎压力监测系统的自供电装置，其特征在于所述压电振子的结构是弹性基板上粘贴压电陶瓷片，集中质量块固定连接在该弹性基板的中部。
4.根据权利要求1或2所述用于汽车轮胎压力监测系统的的自供电装置，其特征在于所述的电源电路由整流电路模块、电压检测模块和电压输出模块三部分构成，且整流电路模块中包含与压电振子数量相同、彼此并联的整流桥，该整流电路模块的整流桥作用是将压电振子产生交流电转换成直流电并在电容上累积，当电容电压达到所设定的参考电压值时，电压检测模块的比较器置1，电压输出模块开始工作，输出脉冲电压。
全文摘要
本发明涉及一种用于汽车轮胎压力监测系统的自供电装置，属于汽车电子应用领域。包括两端与壳体固定连接的将机械能转换成电能的压电振子，该压电振子的作用是将汽车运行过程中的振动及速度变化等机械能转换成电能，为轮胎压力监测系统的信号采集处理及发射装置提供脉冲能量，该压电振子和具有整流及能量累积功能的电源电路导线连接。优点在于可避免更换电池带来的使用不便和电能耗尽未及时更换而带来的无法报警问题。由于本发明的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，因此不需要任何节能电路及昂贵的节能器件，也可大幅度降低轮胎压力监测系统制造成本。
文档编号H02N2/02GK1702952SQ200510016838
公开日2005年11月30日 申请日期2005年6月1日 优先权日2005年6月1日
发明者阚君武, 唐可洪, 杨志刚, 程光明 申请人:长春博华科技有限公司