一種新型的汽車輪胎壓力檢測(cè)系統(tǒng)

張海峰　汪至中

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,人們?cè)絹?lái)越關(guān)注汽車的安全性能,ABS、安全氣囊已經(jīng)廣泛地安裝在各種檔次的汽車上。近年來(lái)，輪胎的安全也引起了人們的關(guān)注，大汽車廠商都推出了輪胎壓力檢測(cè)系統(tǒng)。

輪胎壓力檢測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)地檢測(cè)輪胎的壓力，這樣就可以防止汽車在高速公路上行駛時(shí)因?yàn)檩喬毫^(guò)大或者輪胎溫度過(guò)高而發(fā)生爆胎。

檢測(cè)系統(tǒng)概述

汽車輪胎壓力檢測(cè)系統(tǒng)示意圖如圖1所示。在現(xiàn)有的汽車車胎壓力檢測(cè)裝置中，每個(gè)輪胎中安裝一個(gè)從機(jī)，從機(jī)中包括信號(hào)發(fā)射器、壓力傳感器、控制單元和電池，從機(jī)的框圖見(jiàn)圖2。在汽車駕駛室內(nèi)放置一個(gè)主機(jī)，主機(jī)中包括信號(hào)接收器、控制單元、顯示裝置、按鍵等，主機(jī)的電源由汽車自身的蓄電池供給。從機(jī)每隔一段時(shí)間自動(dòng)檢測(cè)輪胎的壓力和溫度并向外發(fā)送。主機(jī)接收從機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，判斷壓力是否正常，如果正常則顯示各個(gè)輪胎當(dāng)前的壓力；如果壓力不在正常范圍內(nèi)，主機(jī)則提示輪胎壓力不正常并顯示當(dāng)前輪胎的壓力，主機(jī)框圖見(jiàn)圖3。

但是，現(xiàn)有的檢測(cè)系統(tǒng)存在著一些缺陷。其中，最大的缺點(diǎn)是從機(jī)系統(tǒng)耗電量大，由于安裝在車胎里的從機(jī)是單向發(fā)送信號(hào)的，不能智能判斷當(dāng)前狀態(tài)是否需要檢測(cè)車胎壓力（例如，當(dāng)汽車處于夜間停車的狀態(tài)時(shí)，不需要檢測(cè)車胎的壓力），所以，就會(huì)全天都在消耗車胎里電池的能量，這樣，就會(huì)導(dǎo)致電池的使用時(shí)間較短，需要經(jīng)常更換電池。一方面會(huì)增加使用的復(fù)雜性，提高使用成本，給用戶造成不便；另一方面這樣會(huì)增加換胎的次數(shù)，并且由于換胎時(shí)會(huì)磨損從機(jī)，更容易損壞從機(jī)。

檢測(cè)系統(tǒng)的改進(jìn)

針對(duì)現(xiàn)有汽車車胎壓力傳感器從機(jī)電池使用時(shí)間過(guò)短所存在的問(wèn)題，本設(shè)計(jì)提供了一種采用雙向傳輸數(shù)據(jù)的智能汽車車胎壓力檢測(cè)裝置。

主機(jī)包括信號(hào)收發(fā)器、控制單元、按鍵、顯示和語(yǔ)音提示單元，其中顯示及語(yǔ)音提示單元包括顯示和語(yǔ)音提示模塊和相應(yīng)的發(fā)聲和發(fā)光裝置。控制單元與駕駛室中里程表的速度輸出接口相連，主機(jī)的電路圖如圖4所示。

從機(jī)包括信號(hào)收發(fā)器、壓力溫度傳感器、控制單元和電池。主機(jī)和從機(jī)通過(guò)無(wú)線信號(hào)收發(fā)器進(jìn)行信號(hào)的相互傳輸，從機(jī)的電路圖如圖5所示。

從機(jī)的控制單元與信號(hào)收發(fā)器相連，這樣，從機(jī)就可以接收主機(jī)發(fā)出的指令，只有當(dāng)主機(jī)發(fā)出檢測(cè)指令時(shí)，從機(jī)才開(kāi)始檢測(cè)車胎壓力，在其他時(shí)間從機(jī)處于休眠狀態(tài)。在夜間和其他不需要檢測(cè)車胎壓力的情況下，主機(jī)不發(fā)送檢測(cè)指令，從機(jī)也就不進(jìn)行壓力和溫度的測(cè)量及數(shù)據(jù)傳送，這樣，就可以大幅度減少安裝在車胎內(nèi)的電池的電量消耗，減少更換電池對(duì)設(shè)備所帶來(lái)的影響。另外，壓力檢測(cè)裝置增加了聲音提示單元，可以在車胎壓力不正常時(shí)用聲音警告駕駛員。

當(dāng)汽車車速大于某一個(gè)設(shè)定的閾值時(shí)，主機(jī)的控制單元控制無(wú)線收發(fā)器每隔一段時(shí)間發(fā)出一個(gè)檢測(cè)車胎壓力的信號(hào)，從機(jī)的無(wú)線收發(fā)器接收到這個(gè)信號(hào)后，壓力傳感器單元開(kāi)始進(jìn)行溫度和壓力的檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)束后，從機(jī)將檢測(cè)到的溫度和壓力數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)。主機(jī)接收到從機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)后，由控制單元進(jìn)行判斷，如果壓力和溫度值處于正常范圍內(nèi)，主機(jī)通過(guò)顯示單元顯示每一個(gè)車胎的壓力值；如果壓力和溫度值不正常，主機(jī)則顯示不正常的輪胎編號(hào)、當(dāng)前的壓力值和溫度值，并且用語(yǔ)音提示駕駛員。采用這樣的控制方法后，從機(jī)就不需要時(shí)時(shí)刻刻都檢測(cè)車胎壓力，就可以大幅度地減少?gòu)臋C(jī)檢測(cè)車胎壓力的次數(shù)，可以節(jié)省電池的電量消耗。另外，由于汽車車胎爆胎主要發(fā)生在車速比較高的情況下，所以，這種通過(guò)設(shè)定車速閾值的方法來(lái)減少檢測(cè)次數(shù)的方法并不影響設(shè)備的正常使用。在車速小于閾值時(shí)，從機(jī)不檢測(cè)壓力值及不傳送數(shù)據(jù)，處于休眠狀態(tài)，從機(jī)電池的耗電量很低；如果希望在車速小于閾值的時(shí)候檢測(cè)車胎壓力，可以人為地通過(guò)主機(jī)發(fā)送命令給從機(jī)，進(jìn)行溫度和壓力的檢測(cè)。

結(jié)論

本設(shè)計(jì)改進(jìn)了傳統(tǒng)的汽車輪胎壓力檢測(cè)系統(tǒng)，可以延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間，減少更換電池的次數(shù)。本設(shè)計(jì)已在某汽車車胎壓力檢測(cè)裝置中得到成功的應(yīng)用，實(shí)踐證明，該系統(tǒng)可靠性高，線路簡(jiǎn)單可靠。