專利名稱：無線胎壓檢測器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種胎壓檢測器，尤其涉及一種具有可自行發電，且可近距離接收顯示胎壓狀況的無線胎壓檢測器。
胎壓檢測器裝置主要是安裝在汽車輪胎上，以檢測輪胎的胎壓值是否在正常的范圍內，其包括一發射電路及一接收電路，該發射電路是設置在一個胎壓檢測器內，而該接收電路可配置在汽車儀表板上，以便與觀察，當該胎壓檢測器測到的輪胎胎壓值非在正常范圍內，也就是胎壓值過高或低時，該發射電路會以無線電信號送出，而由該接收電路接收并辨識出無線電信號的來源，而顯示出或可適時發出警報，駕駛人就可獲知究竟是那一輪胎或那個輪胎的胎壓過高或過低。以往的接收電路是配置在車輛內，所以，該接收電路運作時所需的電源是使用汽車電源，而該發射電路是設置在該胎壓檢測器內進而安裝在輪胎上，所以發射電路運作時所需的電源是使用安裝在該胎壓檢測器內的電池組。
如此，當電池組電力耗盡時，必需要更換新的電池，才能使該胎壓檢測器的發射電路正常運作，以發揮其應有的功能，因此，增加了駕駛人員的費用支出，并且，增加更換電池組時所造成的不便。
本發明的目的在于提供一種無線胎壓檢測器，它可免于更換電池組而能持續供應電源，從而能達到省電、使用便利的效果。
本發明的另一目的在于提供一種無線胎壓檢測器，它可近距離發射、接收，以降低訊號傳送的干擾，并能提供訊號傳送的穩定度。
本發明的目的是這樣實現的一種無線胎壓檢測器，包括諸個可分別裝設在輪胎上的胎壓檢測發射器、至少一個與該胎壓檢測發射器對應而可裝設在車體上的胎壓接收器，及一控制單元，該胎壓檢測發射器具有一個殼體，該殼體內設有一電源單元、一壓力感測單元及一發射電路，其特點是所述的電源單元包含一個振動發電裝置及一整流電路；所述的振動發電裝置設有一個壓電元件、一個彈片及一個重塊，該壓電元件設在該彈片上，并由該壓電元件引出電源，在該彈片一端設置該重塊，當輪胎轉動時使該彈片振動，而由該彈片的振動力作用與該壓電元件從而產生一電源，該電源經該整流電路整流后，提供一電源給該壓力感測器及該發射電路；所述的壓力感測單元包含一個氣動件、一支磁芯棒、一個感應線圈及一轉換電路；所述的氣動件一端設有一個開口讓進入的輪胎胎壓推移該磁芯棒的位置，該磁芯棒設在該感應線圈內，以變化該感應線圈的電感值，該感應線圈連接至該轉換電路的振蕩回路，該轉換電路是檢測該振蕩電路所產生的波形次數，從而產生一表示胎壓數值的第一信號輸出；所述的發射電路接收來自該壓力感測器的第一信號，并送出一無線電的第二信號；所述的胎壓接收器接收相對應的該胎壓檢測發射器所發射的第二信號，并輸出一第三信號；所述的控制單元包含一控制電路及一指示電路，該控制電路是接收該第三信號，并且經由一微處理器處理后產生一指示訊號。
一種無線胎壓檢測器，包括諸個可分別裝設在輪胎上的胎壓檢測發射器、至少一個與該胎壓檢測發射器對應而可裝設在車體上的胎壓接收器，及一控制單元，該胎壓檢測發射器具有一個殼體，該殼體內設有一電源單元、一壓力感測單元及一發射電路，其特征在于所述的電源單元包含一個振動發電裝置及一整流電路；所述的振動發電裝置設有一個壓電元件、一個彈片及一個重塊，該壓電元件設在該彈片上，并由該壓電元件引出電源，在該彈片一端設置該重塊，當輪胎轉動時使該彈片振動，而由該彈片的振動力作用于該壓電元件從而產生一電源，該電源經該整流電路整流后，提供一電源給該壓力感測器及該發射電路；所述的電源單元包含一個振動發電裝置及一整流電路；所述的振動發電裝置設有一個壓電元件、一個彈片及一個重塊，壓電元件是設在該彈片上，并由該壓電元件引出電源，在該彈片一端設有該重塊，輪胎轉動時使該彈片振動，該彈片的振動力作用于壓電元件而產生一電源，該電源經該整流電路整流后，提供一電源給該壓力感測器及該發射電路；所述的壓力感測單元包括一個壓力感測器、一個信號轉換器、一編碼單元及一無線電轉換單元；所述的壓力感測器是感測該殼體內的胎壓，并輸出一對應胎壓的電壓值，該電壓值為一模擬信號；所述的信號轉換器是將從該壓力感測器輸入的模擬信號轉換為一數字信號輸出；所述的編碼單元是將該信號轉換器輸出的數字信號，經該編碼單元的編碼，而與該編碼單元內設的叁考值作比較，產生一第一信號；所述的無線電轉換單元是將該第一信號轉換成無線電的第二信號輸出；所述的胎壓接收器接收相對應的該胎壓檢測發射器所發射的第二信號，并輸出一第三信號；所述的控制單元包含一控制電路及一指示電路，該控制電路是接收該第三信號，并且經由一微處理器處理后產生一指示訊號。
本發明的無線胎壓檢測器，包括復數個分別裝設在汽車每一輪胎上的胎壓檢測發射器，該胎壓檢測發射器具有一個殼體，在該殼體內設有一電源單元、一壓力感測單元及一發射電路，其特徵在於該電源單元包含一個振動發電裝置及一整流電路，該振動發電裝置設有一壓電元件、一彈片及一重塊，該壓電元件設置在該彈片上，并由該壓電元件引出電源，該重塊設在該彈片一端，輪胎轉動時，可使該彈片振動，并利用該彈片的振動力作用於該壓電元件，而產生一電源，該電源經該整流電路整流後，可提供該壓力感測器及該發射電路電源。另外，在靠近每一個胎壓檢測發射器的車體處，更分別對應設有一個接收電路。
本發明無線胎壓檢測器由于采用上述的技術方案，不僅克服了現有技術存在的缺點，并且具有以下優點1．本發明由于采用了自動振動式發電裝置，所以使用壽命長，可以確保車子啟動后不會缺乏電源。
2．本發明由于是以電子感應方式檢測胎壓而獲得精確的胎壓數值，使駕駛人員有具體數字來獲知輪胎的狀況，對於一些特殊的狀況(如長距離長時間車程、高熱路面等)可以由顯示的胎壓數值來做事前的調整，并且在行駛中隨時觀察，可更加容易掌握輪胎的胎壓狀況，以做適時的調整，從而提高行車的安全性。
3．本發明由于其無線胎壓檢測發射器及胎壓接收器之間是采用近距離方式設置，并且因為該胎壓接收器接收范圍較小，因此可以降低接收到車子的電力系統發射出的電波干擾或其他同樣裝有胎壓檢測器的車輛的干擾，從而可獲得良好的接收訊號。
通過以下對本發明無線胎壓檢測器的若干實施例結合其附圖的描述，可以更進一步連接本發明的目的、結構特征和優點。其中，附圖為
圖1是依據本發明提出的無線胎壓檢測器第一實施例的結構示意圖。
圖2是依據本發明提出的無線胎壓檢測器第一實施例的組合剖視結構示意圖。
圖3是依據本發明提出的無線胎壓檢測器第一實施例的電路方塊圖。
圖4是依據本發明提出的無線胎壓檢測器第一實施例中整流電路及升壓電路的電原理圖。
圖5是依據本發明提出的無線胎壓檢測器第一實施例中接受單元的電路方塊圖。
圖6是依據本發明提出的無線胎壓檢測器第一實施例中接受單元的電原理圖。
圖7是依據本發明提出的無線胎壓檢測器第一實施例中控制單元的電路方塊圖。
圖8是依據本發明提出的無線胎壓檢測器第二實施例的組合剖視結構示意圖。
圖9是依據本發明提出的無線胎壓檢測器第二實施例中壓力感測單元的電路方塊圖。
圖10是依據本發明提出的無線胎壓檢測器第二實施例中接收單元的電路方塊圖。
圖11是依據本發明提出的無線胎壓檢測器中固定用的彈性帶體結構示意圖。
圖12是依據本發明提出的無線胎壓檢測器通過彈性帶體將第二實施例的胎壓檢測發射器固設在輪胎內的鋼圈上的結構示意圖。
圖13是依據本發明提出的無線胎壓檢測器中胎壓檢測發射器與定位座體配合的結構示意圖。
圖14是依據本發明提出的無線胎壓檢測器中以定位座體使胎壓檢測發射器固設在輪胎內的鋼圈上的結構示意圖。
如圖1所示，這是本發明的第一較隹實施例，包括數個分別裝設在車子的數個輪胎氣嘴上的胎壓檢測發射器1、數個分別裝設在靠近該等胎壓檢測發射器1車體上的胎壓接收器5及一個設在汽車儀板上的控制單元6。
如圖2、3所示，該胎壓檢測發射器1設有一個殼體10，在該殼體10內設有一電源單元20、一壓力感測單元30、及一發射電路40。
該殼體10的底部內設置有一個與輪胎內部或氣嘴(圖未示)相配置的通道11，該通道11受一支中空頂桿12貫通，當車輛的四個輪胎的內部或其氣嘴分別對應鎖固該無線胎壓檢測發射器1后，輪胎內的胎壓就可經由該通道11進入殼體10內，在該殼體10內與該通道11之間形成一個第一容置室13，在該殼體10的上方對應螺鎖一個罩蓋14，在該罩蓋14靠近底部嵌有一個隔板15，使該罩蓋14與該隔板15間形成一個第二容置室16，在該第一容置室13內設有一印刷電路板17，并在該印刷電路板17上設置該電源單元20、該發射電路40及該壓力感測單元30的電路。
如圖3所示，這是本發明的第一較隹實施例的胎壓檢測發射器1的電路方塊圖，該電源單元20是用以產生可供應該印刷電路板17上電路運作的電源，包括一振動發電裝置21、一整流電路22、一升壓電路23、一備用電源裝置24及一省電控制電路25。
如圖2所示，該振動發電裝置21是設置在該第二容置室16內，包括一個壓電元件210、一個彈片211及一個重塊212，該壓電元件210設在該彈片211上，并可引出電源連接至該印刷電路板17，該彈片211一端嵌設在該第二容置室16內側壁的中段部位，另一端嵌設在該重塊212中，該重塊212是用以連動該彈片211產生較大振幅的振動，當車輛的車輪在滾動的同時，該振動發電裝置21的該彈片211會不斷地上、下振動，使該壓電元件210產生壓電效應進而輸出一交流電。
如圖4所示，該整流電路22是由四顆二極管220(D1～D4)構成一全波整流電路，其作用是以將該壓電元件210所輸出的交流電整流為直流電。
該升壓電路23包括一個電力存儲元件230(在本實施例中為一電容)，可使從該整流電路22所輸出的直流電暫存于該電力存儲元件230內，然后再經過一個限流元件231(在本實施例中為一限流電阻)，以限制向該備用電源裝置24充電的電流量，并利用一個保護元件232(在本實施例中為一個二極管)以提供一電壓限制，避免該備用電池裝置24充電過量而損壞該壓力感測單元30的電路。
如圖3、4所示，該備用電源裝置24是連接在該升壓電路23的輸出端，以達到由該振動發電裝置21對該備用電源裝置24充電的作用，并且該備用電源裝置24可提供銜接電源在車子等車時或短時間停駛的時候而用，在本實施例中，該備用電源裝置24是采用一充電電池。
該省電控制電路25是用于當輪胎停止轉動時，該振動發電裝置21停止振動發電后，該整流電路22輸出為0伏，在一預定時間就會切斷供給該壓力感測單元30及發射電路電源40的該備用電源裝置24，以達到省電的目的。
如圖2、3所示，該壓力感測單元30包含一個氣動件31、一支磁芯棒32、一個感應線圈33及一轉換電路34，該氣動件31設在該通道11及第一容置室13之間，該氣動件31在本實施例中是可撓性材質，并且形成一氣室及復數個皺折，并在其一端設有一個開口(圖未示)而與該通道11連通，使輪胎的胎壓進入該氣動件31內，該氣動件31的頂部連接該磁芯棒32，該磁芯棒32是可移動地穿設在該印刷電板17上的該感應線圈33內，該轉換電路34中設有一個第一微處理器340，該感應線圈33連接在該轉換電路34的第一微處理器340的振蕩回路341上，通過由該磁芯棒32在感應線圈33內的移動，感應該感應線圈33，以改變該振蕩回路341所產生的LC振蕩頻率，該第一微處理器340是在一固定時間內檢測該振蕩回路341所產生的振蕩信號，由此，將所感應到的信號透過該第一微處理器340轉換成一數值，并由該第一微處理器340編以內碼產生一第一信號，而輸出至該發射電路40再發射出一無線電信號的第二信號。
請配合參見圖1、5、6所示，該等胎壓接收器5是固設在車體靠近輪胎處，且設有一個接收電路50，由此可以接收對應的胎壓檢測發射器1所發射出的第二信號，該接收電路50包含一接收天線51、一高頻放大電路52、一檢波電路53、一低頻濾波電路54、一低頻放大電路55及一比較電路56，該接收天線51是用來接收一相對應的胎壓檢測發射器1所發射出的第二信號并輸入至該高頻放大電路52，該高頻放大電路52是經由一第一級放大電路520輸出，連接一個濾波器521及第二、三級放大電路522、523，以增加信號中的高頻增益并降低其低頻的增益，該信號再由該檢波電路53、該低頻濾波電路54及該低頻放大電路55，以獲得噪聲比良好的模擬信號，并由該比較電路56對該模擬信號經由波形整形以轉換成一數字的第三信號。
如圖7所示，該控制單元6設有一穩壓電路60、一控制電路61及一指示電路62。該穩壓電路60是將車子所提供電源予以穩壓后提供該控制電路61及該指示電路62，并設有一個電源指示燈600，以顯示電源開啟狀態，該控制電路61是由一個第二微處理器610，以讀取該等胎壓接收器5所輸出的數字的第三信號，經由該第二微處理器610讀取該第三信號而獲得一胎壓值，該指示電路62是提供一數字顯示器621，在車子的儀表板內并設有一個警告器620，該胎壓值經該第二微處理器610比較預設的正常胎壓值范圍后，如果胎壓過高或太低就會開啟該警告器620，并且該第二微處理器610會將該胎壓值轉換成一指示信號，控制該數字顯示器621顯示一胎壓數值，在本發明中，該數字顯示器是一LCD數字顯示器，或是一LED顯示器(圖未示)，以顯示獲得的胎壓值是那一個輪胎的胎壓值。
如圖8、9所示，本發明的第二較隹實施例與上述第一較隹實施例不同的是在于壓力感測單元30及接收電路50，在本實施例是采用一種壓電感測方式的壓力感測單元70及胎壓接收器8(參見圖10)。
請配合參見圖8、9所示，該壓力感測單元70是由上述電源單元20提供其運作的電源，并可通過由一個壓電式的壓力感測器71感測胎壓，并輸出一對應胎壓的電壓值(是模擬信號)，另外，有一個可將從該壓力感測單元70輸入的模擬信號轉換為一數字信號輸出的信號轉換器72、一可將該信號轉換器72輸出的數字信號編碼并與其內設定的叁考值作比較而獲得一第一信號的編碼單元73，及一可將其轉換為無線電的第二信號送出的無線電轉換單元74(因為發射電路的詳細電路與以往的技術相同，所以不再詳細敘述)。
請配合參見圖10所示，該第二信號由裝設在車體儀表內的無線電號接收單元80接收信號，該信號先經由一解碼單元81進行解碼，再經一顯示裝置82以顯示出胎壓值或胎壓高低狀態，當胎壓為異常時，該解碼單元81會開啟一警報系統83發出聲響以示警告。
配合圖8、11、12所示，該胎壓檢測發射器1的固定方式也可以用一個兩端具有鉤扣件91的彈性帶體90固定，并且該胎壓檢測發射器1的殼體10的底部外緣及罩蓋14上成型數個可受該彈性帶體90的鉤扣件91扣接的定位孔92，使該彈性帶體90環扣與軸設在車輛車軸兩側的輪胎內的鋼圈上，以將該胎壓檢測發射器1固定輪胎內的鋼圈上，使該胎壓檢測發射器1可以隨時感測胎壓。
另外，請配合參見圖13、14所示，該胎壓檢測發射器1固定方式也可以是一個可固定在輪胎內的鋼圈上的定位座體93，該定位座體93設有一個第一嵌部94(本實施例為內螺紋)，而該胎壓檢測發射器1在該殼體10底部的通氣孔外成型一個與該第一嵌設部94相互配合的第二嵌設部95(本實施例為外螺紋)，使該胎壓檢測發射器1能以該第二嵌設部95螺固在該定位座體93的第一嵌設部94，使該胎壓檢測發射器1可以隨時感測胎壓。
綜上所述，本發明的無線胎壓檢測器由于采用自動振動式發電裝置，不僅使用壽命長，并可以確保車子啟動后不會缺乏電源；同時，由于采用了電子感應方式檢測胎壓，從而獲得精確的胎壓數值，并可根據胎壓數值的具體數字獲知輪胎的狀況，以做好事前的調整，在行駛中隨時觀察，可更加容易掌握輪胎的胎壓狀況，以做適時的調整，而提高行車的安全性；另外，由于無線胎壓檢測發射器及胎壓接收器之間是采用近距離方式設置，且因為該胎壓接收器接收范圍較小，因此可降低接收到車子的電力系統發射出的電波干擾或其他同樣裝有胎壓檢測器的車輛的干擾，從而可獲得良好的接收訊號。
權利要求
1．一種無線胎壓檢測器，包括諸個可分別裝設在輪胎上的胎壓檢測發射器、至少一個與該胎壓檢測發射器對應而可裝設在車體上的胎壓接收器，及一控制單元，該胎壓檢測發射器具有一個殼體，該殼體內設有一電源單元、一壓力感測單元及一發射電路，其特征在于所述的電源單元包含一個振動發電裝置及一整流電路；所述的振動發電裝置設有一個壓電元件、一個彈片及一個重塊，該壓電元件設在該彈片上，并由該壓電元件引出電源，在該彈片一端設置該重塊，當輪胎轉動時使該彈片振動，而由該彈片的振動力作用與該壓電元件從而產生一電源，該電源經該整流電路整流后，提供一電源給該壓力感測器及該發射電路；所述的壓力感測單元包含一個氣動件、一支磁芯棒、一個感應線圈及一轉換電路；所述的氣動件一端設有一個開口讓進入的輪胎胎壓推移該磁芯棒的位置，該磁芯棒設在該感應線圈內，以變化該感應線圈的電感值，該感應線圈連接至該轉換電路的振蕩回路，該轉換電路是檢測該振蕩電路所產生的波形次數，從而產生一表示胎壓數值的第一信號輸出；所述的發射電路接收來自該壓力感測器的第一信號，并送出一無線電的第二信號；所述的胎壓接收器接收相對應的該胎壓檢測發射器所發射的第二信號，并輸出一第三信號；所述的控制單元包含一控制電路及一指示電路，該控制電路是接收該第三信號，并且經由一微處理器處理后產生一指示訊號。
2．如權利要求1所述的無線胎壓檢測器，其特征在于所述的胎壓接收器與胎壓檢測發射器的數量相對應，每一個胎壓接收器分別裝設在接近每一輪胎的車體處，以近距離接收相鄰輪胎上對應的胎壓檢測發射器所發射的第二信號。
3．如權利要求1所述的無線胎壓檢測器，其特征在于所述的電源單元還設有一第二電源。
4．如權利要求3所述的無線胎壓檢測器，其特征在于所述的第二電源是一個可充電裝置。
5．如權利要求4所述的無線胎壓檢測器，其特征在于所述的電源單元還設有一個升壓電路，該升壓電路是將該振動發電裝置所產生的電源升壓，以對該第二電源進行充電動作。
6．如權利要求3所述的無線胎壓檢測器，其特征在于所述的電源單元還設有一省電控制電路，該省電控制電路是用以判斷該振動發電裝置在一特定時間內無發電時，關閉該第二電源。
7．如權利要求1所述的無線胎壓檢測器，其特征在于所述的氣動件是可撓性材質制成，并且形成一個氣室及復數個皺折。
8．如權利要求1所述的無線胎壓檢測器，其特征在于所述的胎壓接收器各包含一接收天線、一高頻放大電路、一檢波電路、一低頻放大電路及一比較器，該第二信號經由該接收天線接收后，經該高頻放大電路、該檢波電路、該低頻放大電路處理得一信號，并由該比較器做波形整形后，輸出代表胎壓值的該第三信號。
9．一種無線胎壓檢測器，包括諸個可分別裝設在輪胎上的胎壓檢測發射器、至少一個與該胎壓檢測發射器對應而可裝設在車體上的胎壓接收器，及一控制單元，該胎壓檢測發射器具有一個殼體，該殼體內設有一電源單元、一壓力感測單元及一發射電路，其特征在于所述的電源單元包含一個振動發電裝置及一整流電路；所述的振動發電裝置設有一個壓電元件、一個彈片及一個重塊，該壓電元件設在該彈片上，并由該壓電元件引出電源，在該彈片一端設置該重塊，當輪胎轉動時使該彈片振動，而由該彈片的振動力作用于該壓電元件從而產生一電源，該電源經該整流電路整流后，提供一電源給該壓力感測器及該發射電路；所述的電源單元包含一個振動發電裝置及一整流電路；所述的振動發電裝置設有一個壓電元件、一個彈片及一個重塊，壓電元件是設在該彈片上，并由該壓電元件引出電源，在該彈片一端設有該重塊，輪胎轉動時使該彈片振動，該彈片的振動力作用于壓電元件而產生一電源，該電源經該整流電路整流后，提供一電源給該壓力感測器及該發射電路；所述的壓力感測單元包括一個壓力感測器、一個信號轉換器、一編碼單元及一無線電轉換單元；所述的壓力感測器是感測該殼體內的胎壓，并輸出一對應胎壓的電壓值，該電壓值為一模擬信號；所述的信號轉換器是將從該壓力感測器輸入的模擬信號轉換為一數字信號輸出；所述的編碼單元是將該信號轉換器輸出的數字信號，經該編碼單元的編碼，而與該編碼單元內設的叁考值作比較，產生一第一信號；所述的無線電轉換單元是將該第一信號轉換成無線電的第二信號輸出；所述的胎壓接收器接收相對應的該胎壓檢測發射器所發射的第二信號，并輸出一第三信號；所述的控制單元包含一控制電路及一指示電路，該控制電路是接收該第三信號，并且經由一微處理器處理后產生一指示訊號。
10．如權利要求9所述的無線胎壓檢測器，其特征在于所述的胎壓接收器與胎壓檢測發射器的數量相對應，每一個胎壓接收器分別裝設在接近每一輪胎的車體處，以近距離接收相鄰輪胎上對應的胎壓檢測發射器所發射的第二信號。
11．如權利要求9所述的無線胎壓檢測器，其特征在于所述的電源單元還設有一個備用電源裝置。
12．如權利要求11所述的無線胎壓檢測器，其特征在于所述的備用電源裝置是一個可充電裝置。
13．如權利要求12所述的無線胎壓檢測器，其特征在于所述的電源單元還設有一升壓電路，該升壓電路是用以將該發電裝置所產生的電源升壓，以對該備用電源裝置進行充電動作。
14．如權利要求11所述的無線胎壓檢測器，其特征在于所述的電源單元還設有一省電控制電路，該省電控制電路是用以判斷該發電裝置在一特定時間內無發電時，關閉該備用電源裝置。
15．如權利要求1或9所述的無線胎壓檢測器，其特征在于所述的指示電路是采用發光二極管(LED)顯示器來顯示。
16．如權利要求1或9所述的無線胎壓檢測器，其特征在于所述的指示電路是采用液晶顯示器(LCD)數字顯示器來顯示。
全文摘要
一種無線胎壓檢測器，包括數個設在汽車輪胎上的胎壓檢測發射器，其內設有一電源單元及一壓力檢測單元，其特點是，電源單元包含一振動發電裝置及一整流電路，振動發電裝置設有一設在彈片上的壓電元件及一設在彈片一端的重塊，由壓電元件引出電源，使彈片振動作用與壓電元件產生一電源，壓力感測單元利用氣動件感測胎壓來改變磁芯棒位置，變化感應線圈的電感值，由微處理器處理后產生一代表胎壓數值的信號輸出。
文檔編號B60C23/02GK1227802SQ9810606
公開日1999年9月8日 申請日期1998年3月2日 優先權日1998年3月2日
發明者黃添財 申請人:黃添財