一种新型的汽车轮胎压力检测系统

一种新型的汽车轮胎压力检测系统

北京交通大学 张海峰 汪至中

引言
随着汽车工业的发展，人们越来越关注汽车的安全性能，ABS、安全气囊已经广泛的安装在各种档次的汽车上。近年来，轮胎的安全也引起了人们的关注。各大汽车厂商都推出了轮胎压力检测系统。
轮胎压力检测系统可以实时的检测轮胎的压力，这样就可以防止汽车在高速公路上行驶，因为轮胎压力过大或者轮胎温度过高而引起的爆胎现象。

汽车轮胎压力检测系统概述

汽车轮胎压力检测系统见图1。

在现有的汽车车胎压力检测装置中，每个轮胎安装一个从机，从机包括信号发射器、压力传感器、控制单元和电池，从机的框图见图2。在汽车驾驶室内放置一个主机，主机中包括信号接收器、控制单元、显示装置、按键等。主机的电源由汽车自身的蓄电池供给。从机每隔一段时间自动检测轮胎的压力和温度并向外发送。主机接收从机发送的数据，判断压力是否正常，如果正常则显示各个轮胎当前的压力；如果压力不在正常范围内，主机则提示轮胎压力不正常并显示当前轮胎的压力。主机框图见图3。

夜间停车的状态时，不需要检测车胎的压力，但是由于从机单向发送信号，不能判断汽车当前的状态，所以就会全天都在消耗车胎里电池的能量，这样就会导致电池的使用时间较短，需要经常更换电池。这样一方面会增加使用的复杂性，提高使用成本，给用户造成不便；另一方面会增加换胎的次数，并且由于换胎时会磨损从机，更容易损坏从机。 车轮胎压力检测系统的改进

针对现有汽车车胎压力传感器从机电池使用时间过短所存在的问题，本设计提供了一种采用双向传输数据的智能汽车车胎压力检测装置。
为达到上述目的，主机包括信号收发器、控制单元、按键、显示和语音提示单元，其中显示及语音提示单元包括显示和语音提示模块和相应的发声和发光装置。控制单元与驾驶室中里程表的速度输出接口相连，主机的电路图见图4。

从机包括信号收发器、压力温度传感器、控制单元和电池。主机和从机通过无线信号收发器进行信号的相互传输。从机的电路图见图5。

从机的控制单元与信号收发器相连，这样从机就可以接收主机发出的指令，只有当主机发出检测指令时，从机才开始检测车胎压力，在其他时间从机处于休眠状态。在夜间和其他不需要检测车胎压力的情况下，主机不发送检测指令，从机也就不进行压力和温度测量数据的传送，这样就可以大幅度减少安装在车胎内的电池的电量消耗，减少更换电池对设备所带来的影响。另外，压力检测装置增加了声音提示单元，可以在车胎压力不正常时用声音警告驾驶员检查车胎。

当汽车车速大于某一个设定的阈值时，主机的控制单元控制无线收发器每隔一段时间发出一个检测车胎压力的信号，从机的无线收发器接收到这个信号后，压力传感器单元开始进行温度和压力的检测。检测结束后，从机将检测到的温度和压力数据发送给主机。主机接收到从机发送的数据后，控制单元进行判断。如果压力和温度值处于正常范围内，主机通过显示单元显示每一个车胎的压力值；如果压力和温度值不正常，主机则显示不正常的轮胎编号、当前的压力值和温度值，并且用语音提示驾驶员。采用这种控制方法，从机就不需要时时刻刻都检测车胎压力，就可以大幅度的减少从机检测车胎压力的次数，可以节省车胎内电池的电量消耗。另外，由于汽车车胎爆胎主要发生在车速比较高的情况下，所以这种通过设定车速阈值的方法来减少检测次数的方法并不影响设备的正常使用。在车速小于阈值时，从机不检测压力值，不传送任何数据，处于休眠状态，从机电池的耗电量很低；如果希望在车速小于阈值的时候检测车胎压力，可以人为地通过主机发送命令给从机，进行温度和压力的检测。

结论

本设计改进了传统的汽车轮胎压力检测系统，可以延长电池的使用时间，减少更换电池的次数。本设计已在某汽车车胎压力检测装置中得到成功的应用，实践证明，该系统可靠性高，线路简单可靠。