专利名称：汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车制动性能监测技术领域，特别涉及运动状态的感知方式及其内置电池供电的节能技术，具体是指一种汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置。
背景技术：
目前，通过对汽车轮胎制动性能进行动态监测，是确保驾驶安全和减少交通事故的重要手段。这种监测系统采取轮胎内置传感方式，采集和发送轮胎径向加速度信号，用以进行制动性能变换。与传统方法相比，该方式的智能化程度、隐蔽性和技术难度更高。在这种状态下，轮胎内置电池长年对监测系统供电的能耗便成了严峻的问题。为了节省内置电池的能耗，其中制动信号的传感机构和发射机构采取由运动感知的方式供电，使汽车在停驶时和非制动时的电池能耗减到最低，是延长轮胎内置电池工作寿命的一种有效途径。
发明内容
本发明的目的就是为了解决汽车轮胎制动性能动态监测系统中的轮胎内置电池长年直接供电方式所引起的能耗严峻问题，提供一种只有在感知到汽车轮胎运动状态时才对系统信号传感机构和发射机构的主体电路供电的汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置，该装置使汽车在停驶时的电池能耗减到最低，延长内置电池的工作寿命。
本发明的目的通过下述技术方案实现所述汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置，由安装在汽车轮胎上的支承托板及运动感知触发式供电电路板共同组成，所述支承托板上安装运动感知触发式供电电路板以及重力加速度传感器、供电状态指示灯、供电输出插座和直流电池，上述部件分别与运动感知触发式供电电路板中的电路相应点相电气连接。
为了更好地实现本发明，所述运动感知触发式供电电路板包括轮胎内置直流电池、+5V稳压输出电路、+3.3V稳压输出电路、重力加速度传感器电路、电平检测与整形电路、运动自锁门控电路、微处理器反馈控制电路、电源供电总电子开关、供电输出接口以及供电状态指示电路共同电气连接构成，其相互连接关系为所述+5V稳压输出电路分别通过轮胎内置直流电池连接线、+3.3V稳压输出电路的电源输入线、重力加速度传感器电路的电源输入线、电平检测与整形电路的电源输入线、运动自锁门控电路的电源输入线与轮胎内置直流电池、+3.3V稳压输出电路、重力加速度传感器电路、电平检测与整形电路、运动自锁门控电路相电气连接，所述电平检测与整形电路分别通过重力加速度传感器电路信号线、运动自锁门控电路信号线、微处理器反馈控制电路信号线与重力加速度传感器电路、运动自锁门控电路、微处理器反馈控制电路相电气连接，所述电源供电总电子开关分别通过+3.3V稳压输出电路的电源输出线、供电输出接口连接线、运动自锁门控电路信号线与+3.3V稳压输出电路、供电输出接口、运动自锁门控电路相电气连接，所述微处理器反馈控制电路分别通过运动自锁门控电路信号线、供电输出接口连接线与运动自锁门控电路、供电输出接口相电气连接，所述供电输出接口还通过供电状态指示电路信号线与供电状态指示电路相电气连接。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果1、本发明对汽车轮胎内置制动性能动态监测系统中的主体电路提供了运动感知的电池节能供电方式。
2、本发明能自动识别汽车行驶状态和停驶状态，只有在汽车运动状态时才对轮胎内置制动信号传感机构和发射机构的主体电路供电，使轮胎内置电池的能耗减到最低，大为延长内置电池的工作寿命。
3、本发明为汽车轮胎内置制动性能动态监测系统中的运动感知触发式电池供电控制电路的集成化提供了设计依据。
图1是本发明所述汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置的结构示意图；图2是本发明所述汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置的电路方框图；图3是本发明所述汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置的电路原理图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
如图1所示，本实施例的汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置包括汽车轮胎1、支承托板2、重力加速度传感器3、供电状态指示灯4、供电输出插座5、运动感知触发式供电电路板6、直流电池7。重力加速度传感器3、供电状态指示灯4、供电输出插座5、运动感知触发式供电电路板6、直流电池7均安装在支承托板2上，支承托板2固定在汽车轮胎1上。
如图2所示，汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置电路包括轮胎内置直流电池8、+5V稳压输出电路9、+3.3V稳压输出电路10、重力加速度传感器电路11、电平检测与整形电路12、运动自锁门控电路13、微处理器反馈控制电路14、电源供电总电子开关15、供电输出接口16、供电状态指示电路17共同电气连接构成，其相互连接关系为+5V稳压输出电路9分别通过轮胎内置直流电池8的连接线、+3.3V稳压输出电路10的电源输入线、重力加速度传感器电路11的电源输入线、电平检测与整形电路12的电源输入线、运动自锁门控电路13的电源输入线与轮胎内置直流电池8、+3.3V稳压输出电路10、重力加速度传感器电路11、电平检测与整形电路12、运动自锁门控电路13相电气连接，电平检测与整形电路12分别通过重力加速度传感器电路11的信号线、运动自锁门控电路13的信号线、微处理器反馈控制电路14的信号线与重力加速度传感器电路11、运动自锁门控电路13、微处理器反馈控制电路14相电气连接，电源供电总电子开关15分别通过+3.3V稳压输出电路10的电源输出线、供电输出接口16的连接线、运动自锁门控电路13的信号线与+3.3V稳压输出电路10、供电输出接口16、运动自锁门控电路13相电气连接，微处理器反馈控制电路14分别通过运动自锁门控电路13的信号线、供电输出接口16的连接线与运动自锁门控电路13、供电输出接口16相电气连接，供电输出接口16还通过供电状态指示电路17的信号线与供电状态指示电路17相电气连接。
本实施例的工作原理为轮胎内置直流电池8经+5V稳压输出电路9稳压后，向重力加速度传感器电路11、电平检测与整形电路12、运动自锁门控电路13提供+5V稳压工作电源；另外，+5V稳压输出电路9的输出电压经+3.3V稳压输出电路10稳压后，向电源供电总电子开关15提供+3.3V稳压电源；一旦汽车轮胎运动，重力加速度传感器电路11便感应有脉动模拟电压信号输出，经电平检测与整形电路12的检测并整形成为脉冲信号波形，一路供作运动自锁门控电路13的控制信号，另一路供作微处理器反馈控制电路14中对应于每个脉冲波形的中断控制信号；运动自锁门控电路13反相后输出低直流电平信号，使电源供电总电子开关15导通，向供电输出接口16的负载提供+3.3V稳压输出，供电状态指示电路17伴随发亮；微处理器反馈控制电路14从供电输出接口16得到供电电源而进入工作状态，向运动自锁门控电路13提供高直流电平信号，使运动自锁门控电路13在电平检测与整形电路12的脉冲间歇期间仍能维持输出低直流电平信号，从而保持电源供电总电子开关15的导通状态；当汽车轮胎停止运动后，供作运动自锁门控电路13的一路控制信号消失，而另一路送到微处理器反馈控制电路14的脉冲中断控制信号也消失，微处理器反馈控制电路14随之撤消了向运动自锁门控电路13所提供的高直流电平信号，使运动自锁门控电路13反相输出高直流电平，使电源供电总电子开关15关断，从而切断了对供电输出接口16的负载供电电源。
如图3所示，在本实施例的汽车轮胎运动感知触发式供电控制电路中，+5V稳压输出电路包括轮胎内置直流电池BATTERY、三端稳压集成件U5、电解电容C7共同电气连接构成；+3.3V稳压输出电路包括三端稳压集成件U6、电解电容C8共同电气连接构成；重力加速度传感器电路包括重力加速度传感器U1、滤波电阻R1、电容C1、C2共同电气连接构成；电平检测与整形电路包括集成件U2、电阻R2～R4、电容C3共同电气连接构成；运动自锁门控电路包括集成件U3、电容C4共同电气连接构成；微处理器反馈控制电路包括集成件U4、晶体振荡器CY、电阻R7、电容C5、C9～C11共同电气连接构成；电源供电总电子开关包括晶体三极管TR1、电阻R5共同电气连接构成；供电输出接口包括双端插座J1、电容C6共同电气连接构成；供电状态指示电路包括电阻R6、发光二极管LED共同电气连接构成。
本实施例的电路工作原理是内置直流电池BATTERY接到三端稳压集成件U5的输入端Vin，从输出端Vout经电容C7滤波，提供+5V稳定的直流电压，独立提供作为集成件U1～U3的供电电源；另外，U5的输出端Vout送到三端稳压集成件U6的输入端Vin，经稳压后从输出端Vout经电容C8滤波，向电源供电总电子开关TR1提供+3.3V稳定的直流电源；重力加速度传感器U1一旦感应到汽车轮胎运动，输出端Vout便送出脉动模拟电压信号，经R1和C2阻容滤波，再由R2和R3分压后，送到电平检测与整形集成件U2的输入端IN+进行模拟电压比较和整形，从输出端OUT送出正脉冲波形信号，其中一路送到运动自锁门控集成件U3的输入端1，使或非门U3的输出端4输出低直流电平，另一路送到微处理器反馈控制集成件U4的中断输入口INT0，使中断能响应于从U2来的每一个正脉冲波形的下降沿；电源供电总电子开关的PNP晶体三极管TR1在低直流电平作用下导通，向供电输出接口的负载提供+3.3V供电电源；此时，微处理器反馈控制集成件U4因得到供电电源便进入工作状态，启动内部定时器，同时从输出口PD1向运动自锁门控集成件U3的输入端2送出高直流电平信号，实现运动自锁门控集成件U3的输出信号自锁，即使输入端1的信号处于脉冲之间的间歇期间，输入端2的连续高直流电平信号仍能维持U3的输出端4的连续低直流电平，使电源供电总电子开关PNP晶体三极管TR1保持导通；微处理器反馈控制集成件U4所设定的内部定时器在10秒钟之内，作用在于当汽车轮胎停止运动后且定时时间到达、发生溢出之时能从输出口PD1送出低直流电平信号，使运动自锁门控集成件U3的自锁信号撤消，从而切断电源供电总电子开关对负载电路的供电；然而，当汽车轮胎运动期间，从U2来的每一个正脉冲波形的下降沿会使U4的中断输入口INT0产生一次内部中断，其作用是重装定时常数，使定时时间无法溢出，输出口PD1不会送出低直流电平信号，从而使运动自锁门控集成件U3的输出信号维持自锁状态，电源供电总电子开关TR1继续导通对负载电路供电，供电状态指示灯LED伴随发亮，可直观指示出汽车轮胎的运动或停止供电状态。
发明人经过研究试验，认为实现本发明的优选方式可为(1)按图1所示，支承托板2固定在汽车轮胎1中的金属外罩上，重力加速度传感器3、供电状态指示灯4、供电输出插座5、运动感知触发式供电电路板6、直流电池7均安装在支承托板2上；(2)作为本发明的实施例之一，如图2和图3所示，制作成70×50mm的运动感知触发式供电电路PCB板，并筛选元器件后进行安装连接，例如，集成件U1可选用MMA2260D型，灵敏度高达1.5g，U2可选用MAX917型，静态耗电约0.4微安，U3可选用74V1G02型，静态耗电约1微安，U4可选用ATMEGA8型，U5可选用LM7805型，U6可选用LM1117型，晶体振荡器CY可选4MHZ型，晶体三极管TR1可选用9015型，直流电池用6V钮扣电池；可按图2、3所示以及上面说明书所述的连接关系进行电路板安装连接，并与相关部件进行电气连接，进行简单的运转调试，就能较好地实施本发明。
权利要求
1.汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置，其特征是，由安装在汽车轮胎上的支承托板及运动感知触发式供电电路板共同组成，所述支承托板上安装运动感知触发式供电电路板以及重力加速度传感器、供电状态指示灯、供电输出插座和直流电池，上述部件分别与运动感知触发式供电电路板中的电路相应点相电气连接。
2.根据权利要求1所述的汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置，其特征是，所述运动感知触发式供电电路板包括轮胎内置直流电池、+5V稳压输出电路、+3.3V稳压输出电路、重力加速度传感器电路、电平检测与整形电路、运动自锁门控电路、微处理器反馈控制电路、电源供电总电子开关、供电输出接口以及供电状态指示电路共同电气连接构成，其相互连接关系为所述+5V稳压输出电路分别通过轮胎内置直流电池连接线、+3.3V稳压输出电路的电源输入线、重力加速度传感器电路的电源输入线、电平检测与整形电路的电源输入线、运动自锁门控电路的电源输入线与轮胎内置直流电池、+3.3V稳压输出电路、重力加速度传感器电路、电平检测与整形电路、运动自锁门控电路相电气连接，所述电平检测与整形电路分别通过重力加速度传感器电路信号线、运动自锁门控电路信号线、微处理器反馈控制电路信号线与重力加速度传感器电路、运动自锁门控电路、微处理器反馈控制电路相电气连接，所述电源供电总电子开关分别通过+3.3V稳压输出电路的电源输出线、供电输出接口连接线、运动自锁门控电路信号线与+3.3V稳压输出电路、供电输出接口、运动自锁门控电路相电气连接，所述微处理器反馈控制电路分别通过运动自锁门控电路信号线、供电输出接口连接线与运动自锁门控电路、供电输出接口相电气连接，所述供电输出接口还通过供电状态指示电路信号线与供电状态指示电路相电气连接。
3.根据权利要求2所述的汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置，其特征是，所述+5V稳压输出电路包括轮胎内置直流电池BATTERY、三端稳压集成件U5、电解电容C7共同电气连接构成。
4.根据权利要求2所述的汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置，其特征是，所述+3.3V稳压输出电路包括三端稳压集成件U6、电解电容C8共同电气连接构成。
5.根据权利要求2所述的汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置，其特征是，所述重力加速度传感器电路包括重力加速度传感器U1、滤波电阻R1、电容C1、C2共同电气连接构成。
6.根据权利要求2所述的汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置，其特征是，所述电平检测与整形电路包括集成件U2、电阻R2～R4、电容C3共同电气连接构成。
7.根据权利要求2所述的汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置，其特征是，所述运动自锁门控电路包括集成件U3、电容C4共同电气连接构成。
8.根据权利要求2所述的汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置，其特征是，所述微处理器反馈控制电路包括集成件U4、晶体振荡器CY、电阻R7、电容C5、C9～C11共同电气连接构成。
9.根据权利要求2所述的汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置，其特征是，所述电源供电总电子开关包括晶体三极管TR1、电阻R5共同电气连接构成。
10.根据权利要求2所述的汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置，其特征是，所述供电输出接口包括双端插座J1、电容C6共同电气连接构成；所述供电状态指示电路包括电阻R6、发光二极管LED共同电气连接构成。
全文摘要
本发明是一种汽车轮胎运动感知触发式供电控制装置，它由安装在汽车轮胎上的支承托板及运动感知触发式供电电路板共同组成，支承托板上安装有运动感知触发供电电路板以及重力加速度传感器、供电状态指示灯、供电输出插座和直流电池，上述部件分别与运动感知触发供电电路板中的电路相应点相电气连接。本发明解决了汽车轮胎制动性能动态监测系统中的轮胎内置电池长年直接供电方式所引起的能耗问题，提供一种只有在感知到汽车轮胎运动时才对系统的主体电路供电的控制装置和方式，使汽车在停驶时的电池能耗减到最低，延长内置电池的工作寿命。
文档编号G01M17/02GK101067591SQ20071002855
公开日2007年11月7日 申请日期2007年6月12日 优先权日2007年6月12日
发明者林土胜, 郑元华 申请人:华南理工大学