[发明专利]增强型轮胎气压监测系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆用充气型轮胎的安全监测与控制，特别是利用TPMS(轮胎气压监测系统)、原车已有制动伺服机构构成的增强型轮胎气压监测系统(E-TPMS)的技术方案。

背景技术

实现轮胎爆裂事故零伤害是人们梦寐以求的夙愿。在现有可用于运动轮胎的气压检测技术中，采用无线通讯方式的TPMS(见图7)由多个安装于轮胎的TPMS远程模块(a)和TPMS中央监视器(b)组成，为权衡其远程模块(a)重量和电池维持时间的矛盾，不得不牺牲TPMS的实时性，将TPMS远程模块(a)设定在每休眠3s甚至更长时间后检测一次气压，以保证电池维持TPMS数年工作时间的需要。而乘员生存希望就寄托于轮胎爆裂后的2s～3s时间内能及时有效的采取安全减速措施，因此，TPMS的功能只能定位于轮胎气压预警，而不是轮胎爆裂监测，更不能用于轮胎爆裂后的主动救助。

中国专利申请号200510078211.8公开的“轮胎气压监测系统功能改进与扩展技术方案”明知必须在爆胎后2s～3s时间内采取制动措施，却在没有对TPMS远程模块在实时性以及能源维持方面作任何实质性的改善的情况下，便将TPMS系统用作轮胎爆裂的监测和主动救助；若把轮胎爆裂后乘员生还的希望寄托于该技术方案，这无疑是十分危险的事情，该技术方案用于作为安全救助产品的轮胎爆裂监测与制动控制，本身存在如此大的技术漏洞，根本无实用性可言。

若将原设计电池使用寿命为3年的TPMS子系统的气压检测周期由3s缩短到每100ms检测一次，轮胎爆裂的最大监测盲区时间近100ms，而TPMS子系统能量消耗则是原来的30倍，电池维持时间将远远低于原设计维持时间的1/30，根据电池放电率特性可知，过分放电将严重缩短电池寿命。显然，现有TPMS无论是实时性，还是工作寿命均不能满足爆胎检测的所应具备的可靠性要求。

发明内容

本发明目的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种实时性强，无监测盲区时间，具备连续监测轮胎爆裂能力，结合原车已有制动伺服机构的增强型轮胎气压监测系统；该系统不仅能提供轮胎气压和温度的监测，更重要的是要在爆胎后的第一时刻准确获得爆胎信号，自动控制输出接口对爆胎车辆进行安全有效的制动控制。

本发明是这样实现的：增强型轮胎气压监测系统，其特征在于：由安装于车轮的多个无线监测模块、安装于车体具备无线通讯功能的主控系统和原车已有制动伺服机构三部分组成；无线监测模块由TPMS远程模块和爆胎传感器构成，用于轮胎爆裂监测、轮胎气压和温度等参数的检测，并以RF方式将获得的信号发送给主控系统；主控系统由TPMS中央监视器、车速输入接口电路、电源电路和制动控制输出接口电路构成；无线监测模块与主控系统之间以RF方式传递信息，主控系统根据轮胎爆裂信号、轮胎参数、车辆速度等相关信息实施轮胎气压监测、预警或通过控制接口对原车已有制动伺服机构实施制动控制。

原车已有制动伺服机构中，有可通过电磁阀改变气路或液路实现电控制动的真空助力器制动伺服机构、压缩空气制动伺服机构、液压助力器制动伺服机构；有可接受人工脚踏制动模拟信号的线控制动器，和可以通过数据总线发送制动指令控制制动的ABS制动器以及ESC制动器等电子控制制动伺服机构。

主控系统则可根据不同的控制对象，正确选择与之配接的开关型、模拟型、或总线型制动控制输出接口，实现对原车已有制动伺服机构的制动控制。

增强型轮胎气压监测系统的控制方法，其特征在于：当轮胎气压高于爆胎传感器限定气压，爆胎传感器无信号输出，无线监测模块工作于普通TPMS模式，每休眠3s或更长的时间后，对轮胎进行一次气压、温度等相关参数的检测，无线监测模块的单片机在完成相关参数采集和以RF方式发送相关参数后休眠；主控系统根据接受到的参数对各轮胎实施监测，通过信息显示及声讯电路传递相关参数或报警；当轮胎爆裂，轮胎气压小于等于爆胎传感器限定气压时，爆胎传感器输出爆胎信号，无线监测模块的单片机立即被爆胎信号唤醒工作于增强TPMS模式，将爆胎信号及轮胎气压和温度参数以RF方式发送给主控系统；当车辆行驶于安全车速以下，主控系统不采取制动措施，仅通过信息显示及声讯电路报警，当车辆行驶于安全车速以上，主控系统则立即通过制动控制输出接口，对车辆制动伺服机构进行制动控制，将车速降低到安全车速以下，并通过信息显示及声讯电路报警。