專利名稱：汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽車制動性能監測技術領域，特別涉及運動狀態的感知方式及其內置電池供電的節能技術，具體是指一種汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置。
背景技術：
目前，通過對汽車輪胎制動性能進行動態監測，是確保駕駛安全和減少交通事故的重要手段。這種監測系統采取輪胎內置傳感方式，采集和發送輪胎徑向加速度信號，用以進行制動性能變換。與傳統方法相比，該方式的智能化程度、隱蔽性和技術難度更高。在這種狀態下，輪胎內置電池長年對監測系統供電的能耗便成了嚴峻的問題。為了節省內置電池的能耗，其中制動信號的傳感機構和發射機構采取由運動感知的方式供電，使汽車在停駛時和非制動時的電池能耗減到最低，是延長輪胎內置電池工作壽命的一種有效途徑。
發明內容
本發明的目的就是為了解決汽車輪胎制動性能動態監測系統中的輪胎內置電池長年直接供電方式所引起的能耗嚴峻問題，提供一種只有在感知到汽車輪胎運動狀態時才對系統信號傳感機構和發射機構的主體電路供電的汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置，該裝置使汽車在停駛時的電池能耗減到最低，延長內置電池的工作壽命。
本發明的目的通過下述技術方案實現所述汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置，由安裝在汽車輪胎上的支承托板及運動感知觸發式供電電路板共同組成，所述支承托板上安裝運動感知觸發式供電電路板以及重力加速度傳感器、供電狀態指示燈、供電輸出插座和直流電池，上述部件分別與運動感知觸發式供電電路板中的電路相應點相電氣連接。
為了更好地實現本發明，所述運動感知觸發式供電電路板包括輪胎內置直流電池、+5V穩壓輸出電路、+3.3V穩壓輸出電路、重力加速度傳感器電路、電平檢測與整形電路、運動自鎖門控電路、微處理器反饋控制電路、電源供電總電子開關、供電輸出接口以及供電狀態指示電路共同電氣連接構成，其相互連接關系為所述+5V穩壓輸出電路分別通過輪胎內置直流電池連接線、+3.3V穩壓輸出電路的電源輸入線、重力加速度傳感器電路的電源輸入線、電平檢測與整形電路的電源輸入線、運動自鎖門控電路的電源輸入線與輪胎內置直流電池、+3.3V穩壓輸出電路、重力加速度傳感器電路、電平檢測與整形電路、運動自鎖門控電路相電氣連接，所述電平檢測與整形電路分別通過重力加速度傳感器電路信號線、運動自鎖門控電路信號線、微處理器反饋控制電路信號線與重力加速度傳感器電路、運動自鎖門控電路、微處理器反饋控制電路相電氣連接，所述電源供電總電子開關分別通過+3.3V穩壓輸出電路的電源輸出線、供電輸出接口連接線、運動自鎖門控電路信號線與+3.3V穩壓輸出電路、供電輸出接口、運動自鎖門控電路相電氣連接，所述微處理器反饋控制電路分別通過運動自鎖門控電路信號線、供電輸出接口連接線與運動自鎖門控電路、供電輸出接口相電氣連接，所述供電輸出接口還通過供電狀態指示電路信號線與供電狀態指示電路相電氣連接。
本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果1、本發明對汽車輪胎內置制動性能動態監測系統中的主體電路提供了運動感知的電池節能供電方式。
2、本發明能自動識別汽車行駛狀態和停駛狀態，只有在汽車運動狀態時才對輪胎內置制動信號傳感機構和發射機構的主體電路供電，使輪胎內置電池的能耗減到最低，大為延長內置電池的工作壽命。
3、本發明為汽車輪胎內置制動性能動態監測系統中的運動感知觸發式電池供電控制電路的集成化提供了設計依據。
圖1是本發明所述汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置的結構示意圖；圖2是本發明所述汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置的電路方框圖；圖3是本發明所述汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置的電路原理圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例，對本發明做進一步詳細說明，但本發明的實施方式并不限于此。
如圖1所示，本實施例的汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置包括汽車輪胎1、支承托板2、重力加速度傳感器3、供電狀態指示燈4、供電輸出插座5、運動感知觸發式供電電路板6、直流電池7。重力加速度傳感器3、供電狀態指示燈4、供電輸出插座5、運動感知觸發式供電電路板6、直流電池7均安裝在支承托板2上，支承托板2固定在汽車輪胎1上。
如圖2所示，汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置電路包括輪胎內置直流電池8、+5V穩壓輸出電路9、+3.3V穩壓輸出電路10、重力加速度傳感器電路11、電平檢測與整形電路12、運動自鎖門控電路13、微處理器反饋控制電路14、電源供電總電子開關15、供電輸出接口16、供電狀態指示電路17共同電氣連接構成，其相互連接關系為+5V穩壓輸出電路9分別通過輪胎內置直流電池8的連接線、+3.3V穩壓輸出電路10的電源輸入線、重力加速度傳感器電路11的電源輸入線、電平檢測與整形電路12的電源輸入線、運動自鎖門控電路13的電源輸入線與輪胎內置直流電池8、+3.3V穩壓輸出電路10、重力加速度傳感器電路11、電平檢測與整形電路12、運動自鎖門控電路13相電氣連接，電平檢測與整形電路12分別通過重力加速度傳感器電路11的信號線、運動自鎖門控電路13的信號線、微處理器反饋控制電路14的信號線與重力加速度傳感器電路11、運動自鎖門控電路13、微處理器反饋控制電路14相電氣連接，電源供電總電子開關15分別通過+3.3V穩壓輸出電路10的電源輸出線、供電輸出接口16的連接線、運動自鎖門控電路13的信號線與+3.3V穩壓輸出電路10、供電輸出接口16、運動自鎖門控電路13相電氣連接，微處理器反饋控制電路14分別通過運動自鎖門控電路13的信號線、供電輸出接口16的連接線與運動自鎖門控電路13、供電輸出接口16相電氣連接，供電輸出接口16還通過供電狀態指示電路17的信號線與供電狀態指示電路17相電氣連接。
本實施例的工作原理為輪胎內置直流電池8經+5V穩壓輸出電路9穩壓后，向重力加速度傳感器電路11、電平檢測與整形電路12、運動自鎖門控電路13提供+5V穩壓工作電源；另外，+5V穩壓輸出電路9的輸出電壓經+3.3V穩壓輸出電路10穩壓后，向電源供電總電子開關15提供+3.3V穩壓電源；一旦汽車輪胎運動，重力加速度傳感器電路11便感應有脈動模擬電壓信號輸出，經電平檢測與整形電路12的檢測并整形成為脈沖信號波形，一路供作運動自鎖門控電路13的控制信號，另一路供作微處理器反饋控制電路14中對應于每個脈沖波形的中斷控制信號；運動自鎖門控電路13反相后輸出低直流電平信號，使電源供電總電子開關15導通，向供電輸出接口16的負載提供+3.3V穩壓輸出，供電狀態指示電路17伴隨發亮；微處理器反饋控制電路14從供電輸出接口16得到供電電源而進入工作狀態，向運動自鎖門控電路13提供高直流電平信號，使運動自鎖門控電路13在電平檢測與整形電路12的脈沖間歇期間仍能維持輸出低直流電平信號，從而保持電源供電總電子開關15的導通狀態；當汽車輪胎停止運動后，供作運動自鎖門控電路13的一路控制信號消失，而另一路送到微處理器反饋控制電路14的脈沖中斷控制信號也消失，微處理器反饋控制電路14隨之撤消了向運動自鎖門控電路13所提供的高直流電平信號，使運動自鎖門控電路13反相輸出高直流電平，使電源供電總電子開關15關斷，從而切斷了對供電輸出接口16的負載供電電源。
如圖3所示，在本實施例的汽車輪胎運動感知觸發式供電控制電路中，+5V穩壓輸出電路包括輪胎內置直流電池BATTERY、三端穩壓集成件U5、電解電容C7共同電氣連接構成；+3.3V穩壓輸出電路包括三端穩壓集成件U6、電解電容C8共同電氣連接構成；重力加速度傳感器電路包括重力加速度傳感器U1、濾波電阻R1、電容C1、C2共同電氣連接構成；電平檢測與整形電路包括集成件U2、電阻R2～R4、電容C3共同電氣連接構成；運動自鎖門控電路包括集成件U3、電容C4共同電氣連接構成；微處理器反饋控制電路包括集成件U4、晶體振蕩器CY、電阻R7、電容C5、C9～C11共同電氣連接構成；電源供電總電子開關包括晶體三極管TR1、電阻R5共同電氣連接構成；供電輸出接口包括雙端插座J1、電容C6共同電氣連接構成；供電狀態指示電路包括電阻R6、發光二極管LED共同電氣連接構成。
本實施例的電路工作原理是內置直流電池BATTERY接到三端穩壓集成件U5的輸入端Vin，從輸出端Vout經電容C7濾波，提供+5V穩定的直流電壓，獨立提供作為集成件U1～U3的供電電源；另外，U5的輸出端Vout送到三端穩壓集成件U6的輸入端Vin，經穩壓后從輸出端Vout經電容C8濾波，向電源供電總電子開關TR1提供+3.3V穩定的直流電源；重力加速度傳感器U1一旦感應到汽車輪胎運動，輸出端Vout便送出脈動模擬電壓信號，經R1和C2阻容濾波，再由R2和R3分壓后，送到電平檢測與整形集成件U2的輸入端IN+進行模擬電壓比較和整形，從輸出端OUT送出正脈沖波形信號，其中一路送到運動自鎖門控集成件U3的輸入端1，使或非門U3的輸出端4輸出低直流電平，另一路送到微處理器反饋控制集成件U4的中斷輸入口INT0，使中斷能響應于從U2來的每一個正脈沖波形的下降沿；電源供電總電子開關的PNP晶體三極管TR1在低直流電平作用下導通，向供電輸出接口的負載提供+3.3V供電電源；此時，微處理器反饋控制集成件U4因得到供電電源便進入工作狀態，啟動內部定時器，同時從輸出口PD1向運動自鎖門控集成件U3的輸入端2送出高直流電平信號，實現運動自鎖門控集成件U3的輸出信號自鎖，即使輸入端1的信號處于脈沖之間的間歇期間，輸入端2的連續高直流電平信號仍能維持U3的輸出端4的連續低直流電平，使電源供電總電子開關PNP晶體三極管TR1保持導通；微處理器反饋控制集成件U4所設定的內部定時器在10秒鐘之內，作用在于當汽車輪胎停止運動后且定時時間到達、發生溢出之時能從輸出口PD1送出低直流電平信號，使運動自鎖門控集成件U3的自鎖信號撤消，從而切斷電源供電總電子開關對負載電路的供電；然而，當汽車輪胎運動期間，從U2來的每一個正脈沖波形的下降沿會使U4的中斷輸入口INT0產生一次內部中斷，其作用是重裝定時常數，使定時時間無法溢出，輸出口PD1不會送出低直流電平信號，從而使運動自鎖門控集成件U3的輸出信號維持自鎖狀態，電源供電總電子開關TR1繼續導通對負載電路供電，供電狀態指示燈LED伴隨發亮，可直觀指示出汽車輪胎的運動或停止供電狀態。
發明人經過研究試驗，認為實現本發明的優選方式可為(1)按圖1所示，支承托板2固定在汽車輪胎1中的金屬外罩上，重力加速度傳感器3、供電狀態指示燈4、供電輸出插座5、運動感知觸發式供電電路板6、直流電池7均安裝在支承托板2上；(2)作為本發明的實施例之一，如圖2和圖3所示，制作成70×50mm的運動感知觸發式供電電路PCB板，并篩選元器件后進行安裝連接，例如，集成件U1可選用MMA2260D型，靈敏度高達1.5g，U2可選用MAX917型，靜態耗電約0.4微安，U3可選用74V1G02型，靜態耗電約1微安，U4可選用ATMEGA8型，U5可選用LM7805型，U6可選用LM1117型，晶體振蕩器CY可選4MHZ型，晶體三極管TR1可選用9015型，直流電池用6V鈕扣電池；可按圖2、3所示以及上面說明書所述的連接關系進行電路板安裝連接，并與相關部件進行電氣連接，進行簡單的運轉調試，就能較好地實施本發明。
權利要求
1.汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置，其特征是，由安裝在汽車輪胎上的支承托板及運動感知觸發式供電電路板共同組成，所述支承托板上安裝運動感知觸發式供電電路板以及重力加速度傳感器、供電狀態指示燈、供電輸出插座和直流電池，上述部件分別與運動感知觸發式供電電路板中的電路相應點相電氣連接。
2.根據權利要求1所述的汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置，其特征是，所述運動感知觸發式供電電路板包括輪胎內置直流電池、+5V穩壓輸出電路、+3.3V穩壓輸出電路、重力加速度傳感器電路、電平檢測與整形電路、運動自鎖門控電路、微處理器反饋控制電路、電源供電總電子開關、供電輸出接口以及供電狀態指示電路共同電氣連接構成，其相互連接關系為所述+5V穩壓輸出電路分別通過輪胎內置直流電池連接線、+3.3V穩壓輸出電路的電源輸入線、重力加速度傳感器電路的電源輸入線、電平檢測與整形電路的電源輸入線、運動自鎖門控電路的電源輸入線與輪胎內置直流電池、+3.3V穩壓輸出電路、重力加速度傳感器電路、電平檢測與整形電路、運動自鎖門控電路相電氣連接，所述電平檢測與整形電路分別通過重力加速度傳感器電路信號線、運動自鎖門控電路信號線、微處理器反饋控制電路信號線與重力加速度傳感器電路、運動自鎖門控電路、微處理器反饋控制電路相電氣連接，所述電源供電總電子開關分別通過+3.3V穩壓輸出電路的電源輸出線、供電輸出接口連接線、運動自鎖門控電路信號線與+3.3V穩壓輸出電路、供電輸出接口、運動自鎖門控電路相電氣連接，所述微處理器反饋控制電路分別通過運動自鎖門控電路信號線、供電輸出接口連接線與運動自鎖門控電路、供電輸出接口相電氣連接，所述供電輸出接口還通過供電狀態指示電路信號線與供電狀態指示電路相電氣連接。
3.根據權利要求2所述的汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置，其特征是，所述+5V穩壓輸出電路包括輪胎內置直流電池BATTERY、三端穩壓集成件U5、電解電容C7共同電氣連接構成。
4.根據權利要求2所述的汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置，其特征是，所述+3.3V穩壓輸出電路包括三端穩壓集成件U6、電解電容C8共同電氣連接構成。
5.根據權利要求2所述的汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置，其特征是，所述重力加速度傳感器電路包括重力加速度傳感器U1、濾波電阻R1、電容C1、C2共同電氣連接構成。
6.根據權利要求2所述的汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置，其特征是，所述電平檢測與整形電路包括集成件U2、電阻R2～R4、電容C3共同電氣連接構成。
7.根據權利要求2所述的汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置，其特征是，所述運動自鎖門控電路包括集成件U3、電容C4共同電氣連接構成。
8.根據權利要求2所述的汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置，其特征是，所述微處理器反饋控制電路包括集成件U4、晶體振蕩器CY、電阻R7、電容C5、C9～C11共同電氣連接構成。
9.根據權利要求2所述的汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置，其特征是，所述電源供電總電子開關包括晶體三極管TR1、電阻R5共同電氣連接構成。
10.根據權利要求2所述的汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置，其特征是，所述供電輸出接口包括雙端插座J1、電容C6共同電氣連接構成；所述供電狀態指示電路包括電阻R6、發光二極管LED共同電氣連接構成。
全文摘要
本發明是一種汽車輪胎運動感知觸發式供電控制裝置，它由安裝在汽車輪胎上的支承托板及運動感知觸發式供電電路板共同組成，支承托板上安裝有運動感知觸發供電電路板以及重力加速度傳感器、供電狀態指示燈、供電輸出插座和直流電池，上述部件分別與運動感知觸發供電電路板中的電路相應點相電氣連接。本發明解決了汽車輪胎制動性能動態監測系統中的輪胎內置電池長年直接供電方式所引起的能耗問題，提供一種只有在感知到汽車輪胎運動時才對系統的主體電路供電的控制裝置和方式，使汽車在停駛時的電池能耗減到最低，延長內置電池的工作壽命。
文檔編號G01M17/02GK101067591SQ20071002855
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月12日 優先權日2007年6月12日
發明者林土勝, 鄭元華 申請人:華南理工大學
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
