一種爆胎偵測方法及腔體式爆胎傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明設(shè)計的一種爆胎偵測方法及腔體式爆胎傳感器，提供一種解決了無泄漏致命失效、敏感元件及開關(guān)長時間觸壓疲勞、輪胎內(nèi)部氣氛污染問題的技術(shù)方案；可實現(xiàn)爆胎傳感器體積小、敏感元件在多數(shù)條件下不觸壓開關(guān)，僅當(dāng)敏感元件內(nèi)部氣壓高于外部氣壓，需要輸出爆胎信號時開關(guān)才被觸壓，符合輪胎爆裂偵測實際需要的爆胎偵測方法。
【專利說明】
一種爆胎偵測方法及腔體式爆胎傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及車輛用充氣型輪胎的爆胎監(jiān)測技術(shù)，具體是用于爆胎偵測方法，爆胎傳感器結(jié)構(gòu)及爆胎傳感器的使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有爆胎傳感器均采用獨立結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)部充有某種氣體的可壓縮彈性密封腔體作為敏感元件;利用敏感元件在氣壓條件下被壓縮，當(dāng)輪胎爆裂氣壓消失后，敏感元件恢復(fù)形狀觸動開關(guān)輸出爆胎信號；該方式能有效偵測出任何形式的爆胎，但密封腔體泄漏將導(dǎo)致爆胎傳感器致命失效，必須選用高密度材料用于密封腔體制造。
[0003]其次動作參數(shù)的調(diào)整復(fù)雜，不利于大規(guī)模的批量生產(chǎn);爆胎傳感器的敏感元件在完成調(diào)整后的庫存、爆胎及胎壓監(jiān)測模塊制造、物流等過程中，處于非壓縮狀態(tài)而長時間觸壓開關(guān)，爆胎傳感器容易產(chǎn)生疲勞引發(fā)參數(shù)蛻變。用于輸出爆胎信號的開關(guān)觸點需要采取特殊的防護措施，解決輪胎內(nèi)部存在復(fù)雜的粉塵、油污、水蒸氣污染環(huán)境問題，將無疑增加了爆胎傳感器的制造復(fù)雜程度，以及制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的技術(shù)解決問題是:利用空氣可壓縮原理，和量孔在有限時間內(nèi)均衡密封腔體內(nèi)外氣壓的特性，提供一種將爆胎傳感器結(jié)構(gòu)融合在爆胎及胎壓監(jiān)測模塊結(jié)構(gòu)中、無泄漏引發(fā)致命失效、無機械接觸與開關(guān)觸壓疲勞、無需考慮輪胎內(nèi)部氣氛污染開關(guān)觸點問題的爆胎偵測技術(shù)方案；由于將爆胎傳感器結(jié)構(gòu)融合在爆胎及胎壓監(jiān)測模塊殼體中，極大的降低了爆胎及胎壓監(jiān)測模塊的體積和重量。
[0005]本發(fā)明爆胎偵測方法，其特征在于:在剛性的密封腔體設(shè)有內(nèi)外貫通的量孔;設(shè)有一端與密封腔體內(nèi)相通，另一端與外部環(huán)境相通，用于提供永磁活塞安裝和滑行位移，與輪胎軸線平行的管狀氣道;在管狀氣道永磁活塞的外側(cè)氣道，設(shè)有用于永磁活塞復(fù)位的彈簧，設(shè)有對永磁活塞置位狀態(tài)限位，安裝彈簧、設(shè)有封堵管狀氣道的封堵塞;在封堵塞設(shè)有貫通封堵塞限位端與外部的軸線通孔；用于輸出爆胎信號的磁敏開關(guān)，安裝于永磁活塞處于置位狀態(tài)受磁場作用的位置，磁敏開關(guān)可選用有源的霍爾開關(guān)或干簧管。
[0006]當(dāng)外部氣壓大于等于密封腔體內(nèi)部氣壓，永磁活塞在彈簧作用下處于復(fù)位狀態(tài)，磁敏開關(guān)處于斷開或截止?fàn)顟B(tài)，無爆胎信號輸出；僅當(dāng)密封腔體內(nèi)部氣壓大于外部氣壓時，永磁活塞在密封腔體內(nèi)部氣壓推動下產(chǎn)生位移，磁敏開關(guān)在永磁活塞影響下閉合或?qū)?，輸出爆胎信號，以此偵測出爆胎;在實際應(yīng)用中，爆胎傳感器處于輪胎充入氣壓的初始階段，輪胎氣壓大于密封腔體內(nèi)部氣壓，永磁活塞在外部氣壓與復(fù)位彈簧作用下處于復(fù)位狀態(tài)，磁敏開關(guān)處于斷開或截止?fàn)顟B(tài)，無爆胎信號輸出，量孔使密封腔體內(nèi)外氣壓均衡，密封腔體內(nèi)部氣壓與輪胎氣壓相等；當(dāng)輪胎爆裂造成輪胎氣壓瞬間消失，密封腔體內(nèi)部氣壓大于外部氣壓，永磁活塞在密封腔體內(nèi)部氣壓推動下，克服彈簧的彈力，位移至永磁活塞置位位置，磁敏開關(guān)在磁場作用下輸出爆胎信號，以此達(dá)到爆胎偵測的目的；與此同時，密封腔體內(nèi)部氣壓通過量孔實現(xiàn)內(nèi)外氣壓均衡，密封腔體推動永磁體位移的氣壓消失，永磁活塞在彈簧作用下回到復(fù)位位置。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案設(shè)計的爆胎傳感器第一方案，其特征在于:爆胎傳感器由設(shè)置于爆胎及胎壓監(jiān)測模塊殼體內(nèi)的半開放腔體、永磁活塞、封堵塞、彈簧、PCB與安裝于PCB的磁敏開關(guān)組成;所述的半開放腔體與PCB封閉形成密封腔體;在爆胎及胎壓監(jiān)測模塊殼體設(shè)有與半開放腔體連通，與車輪軸線平行的管形氣道;在半開放腔體設(shè)有貫通半開放腔體的量孔;所述的量孔設(shè)有調(diào)節(jié)流量的螺釘;所述的永磁活塞是表面包裹或涂敷固體潤滑材料的永磁體，永磁活塞經(jīng)涂覆潤滑硅脂裝入管形氣道內(nèi)側(cè);所述的封堵塞設(shè)有與管形氣道過盈裝配的圓柱體，圓柱體內(nèi)側(cè)設(shè)有用于彈簧安裝的導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱同時起到限制永磁活塞行程的作用，在封堵塞設(shè)有貫通導(dǎo)向柱與封堵塞的軸線貫通孔，改變導(dǎo)向柱限位端與永磁活塞的匹配形狀，在永磁活塞封堵封堵塞的軸線通孔時，實現(xiàn)改變永磁活塞滯留于置位狀態(tài)的時間的功能;彈簧安裝在導(dǎo)向柱隨封堵塞裝入管形氣道，永磁活塞在復(fù)位彈簧頂推下處于復(fù)位狀態(tài)，永磁活塞與導(dǎo)向柱之間留有永磁活塞位移的行程；
磁敏開關(guān)優(yōu)選干簧管，干簧管安裝于爆胎及胎壓監(jiān)測模塊的PCB板，干簧管連接于TPMS傳感器的觸發(fā)端與信號地之間，在PCB板裝入爆胎及胎壓監(jiān)測模塊后與半開放腔體形成密封腔體，干簧管處于僅在永磁活塞位移至置位位置，使其閉合產(chǎn)生輸出信號的位置。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)解決方案設(shè)計的爆胎傳感器第二方案，其特征在于:爆胎傳感器由設(shè)置于爆胎及胎壓監(jiān)測模塊殼體內(nèi)的密封腔體、永磁活塞、彈簧、封堵塞與磁敏開關(guān)組成；所述的密封腔體設(shè)置有內(nèi)外連通，與車輪軸線平行的管形氣道;所述的永磁活塞是表面包裹或涂敷固體潤滑材料的圓柱狀永磁體，永磁活塞安裝于密封腔體的管形氣道內(nèi)，通過調(diào)整永磁活塞與管形氣道的間隙配合，實現(xiàn)量孔流量的調(diào)節(jié)功能;所述的封堵塞設(shè)有與管形氣道過盈裝配的圓柱體，圓柱體內(nèi)側(cè)設(shè)有用于彈簧安裝的導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱同時起到限制永磁活塞行程的作用，在封堵塞設(shè)有貫通導(dǎo)向柱與封堵塞的軸線貫通孔;彈簧安裝在導(dǎo)向柱，隨封堵塞裝入管形氣道，永磁活塞在復(fù)位彈簧頂推下處于復(fù)位狀態(tài)，永磁活塞與導(dǎo)向柱之間留有永磁活塞位移的行程;所述的磁敏開關(guān)優(yōu)選干簧管，干簧管安裝于爆胎及胎壓監(jiān)測模塊的PCB板，連接于TPMS傳感器的觸發(fā)端與信號地之間，在PCB板裝入爆胎及胎壓監(jiān)測模塊后，干簧管處于僅在永磁活塞位移至置位位置，使其閉合產(chǎn)生輸出信號的位置。
[0009]本發(fā)明的顯著效果在于:提供一種將爆胎傳感器結(jié)構(gòu)融合在爆胎及胎壓監(jiān)測模塊結(jié)構(gòu)中、無泄漏引發(fā)致命失效、無機械接觸與開關(guān)觸壓疲勞、無需考慮輪胎內(nèi)部氣氛污染問題的爆胎偵測技術(shù)方案；由于將爆胎傳感器結(jié)構(gòu)融合在爆胎及胎壓監(jiān)測模塊殼體中，極大的降低了爆胎及胎壓監(jiān)測模塊的體積和重量；當(dāng)輪胎爆裂，僅當(dāng)密封腔體內(nèi)部氣壓高于外部氣壓，輸出爆胎信號，符合輪胎爆裂偵測實際需要的爆胎偵測方法。
[0010]由于本發(fā)明設(shè)計的爆胎偵測方法，利用空氣可壓縮原理，采用量孔均衡氣壓的特性，通過密封腔體積蓄的氣壓，在爆胎瞬間推動永磁活塞觸發(fā)磁敏開關(guān)輸出爆胎信號，密封腔體的密封性已經(jīng)成為非至關(guān)重要的因素，對密封腔體的材料無苛刻要求。
[0011]本發(fā)明設(shè)計的爆胎傳感器根據(jù)不同輪胎氣壓，一旦確定量孔流量，無繁雜的動作氣壓調(diào)整環(huán)節(jié)，有利于爆胎傳感器的大規(guī)模批量生產(chǎn);借助本發(fā)明，爆胎監(jiān)測不再是無法實現(xiàn)的事情，爆胎傳感器賦予了實時性低的TPMS系統(tǒng)具備監(jiān)測爆胎能力，既符合爆胎監(jiān)測所需實時性，又滿足長期低功耗穩(wěn)定工作的要求。
【附圖說明】
[0012]圖1、爆胎偵測原理示意圖；
圖2、爆胎傳感器結(jié)構(gòu)剖示圖；
圖3、管形氣道及封堵塞結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
下面結(jié)合圖1、圖2、圖3對本發(fā)明的實施例1的爆胎傳感器進行詳細(xì)描述。
[0014]爆胎傳感器由設(shè)置于爆胎及胎壓監(jiān)測模塊殼體(K)的半開放腔體(I)、永磁活塞(2)、彈簧(3)、封堵塞(4)、PCB板(5)與干簧管(6)組成;在爆胎及胎壓監(jiān)測模塊殼體(K)設(shè)有與半開放腔體(I)連通，與車輪軸線平行的管形氣道(A);在半開放腔體(I)設(shè)有貫通半開放腔體(I)的量孔(L);所述的量孔(L)，通過調(diào)節(jié)流量的螺釘(M)，調(diào)整達(dá)到不同輪胎氣壓需要的動態(tài)特性;所述的永磁活塞(2)是表面包裹或涂敷固體潤滑材料(如:特富龍)的永磁體，經(jīng)涂覆潤滑硅脂的永磁活塞(2)裝入管形氣道(A)內(nèi)側(cè);所述的封堵塞(4)設(shè)有與管形氣道(A)過盈裝配的圓柱體，圓柱體內(nèi)側(cè)設(shè)有用于彈簧(3)安裝的導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱同時起到限制永磁活塞(2)行程的作用，在封堵塞(4)設(shè)有貫通導(dǎo)向柱與封堵塞的軸線貫通孔;彈簧(3)安裝在導(dǎo)向柱隨封堵塞(4)裝入管形氣道(A)，永磁活塞(2)在彈簧(3)作用下處于復(fù)位狀態(tài)，永磁活塞(2)與導(dǎo)向柱之間留有永磁活塞(2)位移的行程;干簧管(6)安裝于爆胎及胎壓監(jiān)測模塊的PCB板(5)，干簧管(6)連接于TPMS傳感器的INT端與GND之間，在PCB板(5)裝入爆胎及胎壓監(jiān)測模塊殼體(K)后與半開放腔體(I)形成密封腔體(Q)，干簧管(6)處于僅在永磁活塞(2)位移至置位位置，使其閉合產(chǎn)生輸出信號的位置，在PCB板(5)的裸露部分灌注硅膠(J)做密封防潮處理。
[0015]爆胎監(jiān)測方法，其特征在于:當(dāng)爆胎及胎壓監(jiān)測模塊安裝于輪胎內(nèi)，在輪胎充氣至正常胎壓過程中，外部氣壓大于密封腔體(Q)內(nèi)部氣壓，永磁活塞(2)在彈簧(3)和外部氣壓作用下處于復(fù)位狀態(tài)，干簧管(6)無磁場影響，觸點處于斷開狀態(tài)，無爆胎信號輸出；通過量孔(L)的均衡作用，密封腔體(Q)內(nèi)部氣壓P與輪胎氣壓相等，在彈簧(3)的作用下永磁活塞(2)處于復(fù)位狀態(tài)；當(dāng)輪胎爆裂輪胎氣壓消失，密封腔體(Q)內(nèi)部氣壓P大于外部氣壓，永磁活塞(2)在密封腔體(Q)內(nèi)部氣壓推動下，產(chǎn)生位移至封堵塞(4)的導(dǎo)向柱限位端，永磁活塞
(2)磁場作用于干簧管(6)，干簧管(6)觸點閉合，使TPMS傳感器電路的外部喚醒端INT與GND端連通，TPMS傳感器被立即喚醒測試輪胎氣壓，通過RF發(fā)送含有爆胎信號與輪胎氣壓參數(shù)的數(shù)據(jù)幀完成爆胎偵測。
[0016]實施例2
下面結(jié)合圖1、圖2、圖3對本發(fā)明的實施例2的爆胎傳感器進行詳細(xì)描述。
[0017]作為一種變換，實施例2的量孔(L)，設(shè)置于管形氣道(A)，永磁活塞(2)不涂覆硅月旨，采用干式安裝，通過精確調(diào)整永磁活塞(2)與管形氣道(A)的間隙配合，實現(xiàn)量孔(L)流量的調(diào)節(jié)功能，還能減少調(diào)整環(huán)節(jié);磁敏開關(guān)也可選用有源的霍爾開關(guān)；
盡管實施例2在量孔的結(jié)構(gòu)上作了一些調(diào)整。相對實施例1并無本質(zhì)的改變;實施例2的爆胎傳感器的安裝，爆胎傳感器的爆胎監(jiān)測方法均與實施例1相同。
【主權(quán)項】
1.爆胎偵測方法，其特征在于:利用空氣可壓縮原理，在剛性的密封腔體設(shè)置內(nèi)外貫通、在有限時間內(nèi)均衡密封腔體內(nèi)外氣壓，使密封腔體內(nèi)部氣壓與外部氣壓相等的量孔;所述的量孔設(shè)置在與輪胎軸線平行，提供永磁活塞安裝和滑行位移的管狀氣道內(nèi)，其一端與密封腔體內(nèi)部相通，另一端與外部相通； 通過精確配合永磁活塞與管狀氣道的間隙，實現(xiàn)量孔流量的調(diào)整，達(dá)到需要的動態(tài)特性； 在安裝了永磁活塞的管狀氣道外側(cè)氣道，設(shè)有用于永磁活塞復(fù)位的彈簧，設(shè)有對永磁活塞置位狀態(tài)限位、安裝彈簧、設(shè)有封堵管狀氣道的封堵塞； 在所述的封堵塞設(shè)有用于彈簧安裝的導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱同時起到限制永磁活塞行程的作用，在封堵塞設(shè)有貫通導(dǎo)向柱與封堵塞的軸線貫通孔，改變導(dǎo)向柱限位端與永磁活塞的匹配形狀，在永磁活塞封堵封堵塞的軸線通孔時，實現(xiàn)改變永磁活塞滯留于置位狀態(tài)的時間的功能； 還設(shè)有用于輸出爆胎信號的磁敏開關(guān)，該磁敏開關(guān)安裝在永磁活塞位移至置位狀態(tài)磁場作用于磁敏開關(guān)輸出爆胎信號的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爆胎偵測方法，其特征是:當(dāng)胎壓正常時，密封腔體內(nèi)部氣壓與輪胎相等，當(dāng)出現(xiàn)爆胎時，輪胎氣壓瞬間消失，處于氣道中的永磁活塞兩端形成氣壓差，永磁活塞在密封腔體的氣壓推動下產(chǎn)生位移，磁敏開關(guān)在永磁活塞磁場作用下閉合或?qū)?，輸出爆胎信號?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爆胎偵測方法，其特征是:當(dāng)外部氣壓大于等于密封腔體內(nèi)部氣壓時，永磁活塞在彈簧作用下處于復(fù)位狀態(tài)，磁敏開關(guān)處于斷開或截止?fàn)顟B(tài)，無爆胎信號輸出；僅當(dāng)密封腔體內(nèi)部氣壓大于外部氣壓時，永磁活塞在密封腔體內(nèi)部氣壓推動下產(chǎn)生位移，磁敏開關(guān)在永磁活塞影響下閉合或?qū)?，輸出爆胎信號；在實際應(yīng)用中，爆胎傳感器處于輪胎充入氣壓的初始階段，輪胎氣壓大于密封腔體內(nèi)部氣壓，永磁活塞在外部氣壓與彈簧作用下處于復(fù)位狀態(tài)，磁敏開關(guān)處于斷開或截止?fàn)顟B(tài)，無爆胎信號輸出，量孔在有限時間內(nèi)使密封腔體內(nèi)外氣壓均衡。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爆胎偵測方法，其特征是:當(dāng)輪胎爆裂造成輪胎氣壓瞬間消失，密封腔體內(nèi)部氣壓大于外部氣壓，永磁活塞兩端出現(xiàn)氣壓差，永磁活塞在密封腔體內(nèi)部氣壓推動下，克服彈簧的彈力位移至永磁活塞置位位置，磁敏開關(guān)在永磁活塞磁場作用下閉合或?qū)ǎ敵霰バ盘?，以此達(dá)到爆胎偵測的目的；與此同時，密封腔體內(nèi)部氣壓通過量孔實現(xiàn)內(nèi)外氣壓均衡，密封腔體推動永磁體位移的氣壓消失，永磁活塞在彈簧作用下回到復(fù)位位置。5.實現(xiàn)權(quán)利要求1所述爆胎偵測方法的腔體式爆胎傳感器，其特征在于:爆胎傳感器由設(shè)置于爆胎及胎壓監(jiān)測模塊殼體內(nèi)的半開放腔體、永磁活塞、封堵塞、彈簧、PCB與安裝于PCB的磁敏開關(guān)組成;所述的半開放腔體與PCB封閉形成密封腔體;在爆胎及胎壓監(jiān)測模塊殼體設(shè)有與半開放腔體連通，與車輪軸線平行的管形氣道;在半開放腔體設(shè)有貫通半開放腔體的量孔;所述的量孔設(shè)有調(diào)節(jié)流量的螺釘;永磁活塞設(shè)置在管形氣道內(nèi)側(cè);所述的封堵塞設(shè)有與管形氣道過盈裝配的圓柱體，圓柱體內(nèi)側(cè)設(shè)有用于彈簧安裝的導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱同時起到限制永磁活塞行程的作用，在封堵塞設(shè)有貫通導(dǎo)向柱與封堵塞的軸線貫通孔;彈簧安裝在導(dǎo)向柱隨封堵塞裝入管形氣道，永磁活塞在復(fù)位彈簧頂推下處于復(fù)位狀態(tài)，永磁活塞與導(dǎo)向柱之間留有永磁活塞位移的行程。6.實現(xiàn)權(quán)利要求1所述爆胎偵測方法的腔體式爆胎傳感器，其特征在于:爆胎傳感器由設(shè)置于爆胎及胎壓監(jiān)測模塊殼體內(nèi)的密封腔體、永磁活塞、彈簧、封堵塞與磁敏開關(guān)組成；所述的密封腔體設(shè)置有內(nèi)外連通，與車輪軸線平行的管形氣道;永磁活塞安裝于密封腔體的管形氣道內(nèi)，通過調(diào)整永磁活塞與管形氣道的間隙配合，實現(xiàn)量孔流量的調(diào)節(jié)功能;所述的封堵塞設(shè)有與管形氣道過盈裝配的圓柱體，圓柱體內(nèi)側(cè)設(shè)有用于彈簧安裝的導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱同時起到限制永磁活塞行程的作用，在封堵塞設(shè)有貫通導(dǎo)向柱與封堵塞的軸線貫通孔;彈簧安裝在導(dǎo)向柱，隨封堵塞裝入管形氣道，永磁活塞在復(fù)位彈簧頂推下處于復(fù)位狀態(tài)，永磁活塞與導(dǎo)向柱之間留有永磁活塞位移的行程。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的腔體式爆胎傳感器，其特征在于:所述用于信號爆胎輸出的磁敏開關(guān)為干簧管，該干簧管安裝于爆胎及胎壓監(jiān)測模塊的PCB板與TPMS傳感器的觸發(fā)端形成觸發(fā)電路連接，在PCB板裝入爆胎及胎壓監(jiān)測模塊后，干簧管處于僅在永磁活塞位移至置位位置，使其閉合產(chǎn)生輸出信號的位置。8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的腔體式爆胎傳感器，其特征在于:所述用于信號爆胎輸出的磁敏開關(guān)為霍爾開關(guān)，霍爾開關(guān)安裝于爆胎及胎壓監(jiān)測模塊的PCB板與TPMS傳感器的觸發(fā)端形成觸發(fā)電路連接，在PCB板裝入爆胎及胎壓監(jiān)測模塊后，霍爾開關(guān)處于僅在永磁活塞位移至置位位置，使其導(dǎo)通產(chǎn)生輸出信號的位置。9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的腔體式爆胎傳感器，其特征在于:所述的永磁活塞是表面包裹或涂敷了固體潤滑材料的永磁體，永磁活塞經(jīng)涂覆潤滑硅脂裝入管形氣道內(nèi)側(cè)。10.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的腔體式爆胎傳感器，其特征是:所述量孔調(diào)整通過錐形內(nèi)孔與錐形針結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。
【文檔編號】G01L17/00GK105973527SQ201610545085
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月12日
【發(fā)明人】彭世益, 彭彥鈞
【申請人】桂林思超汽車科技有限公司