一种爆胎侦测方法及腔体式爆胎传感器的制造方法
【专利摘要】本发明设计的一种爆胎侦测方法及腔体式爆胎传感器，提供一种解决了无泄漏致命失效、敏感元件及开关长时间触压疲劳、轮胎内部气氛污染问题的技术方案；可实现爆胎传感器体积小、敏感元件在多数条件下不触压开关，仅当敏感元件内部气压高于外部气压，需要输出爆胎信号时开关才被触压，符合轮胎爆裂侦测实际需要的爆胎侦测方法。
【专利说明】
一种爆胎侦测方法及腔体式爆胎传感器
技术领域
[0001]本发明涉及车辆用充气型轮胎的爆胎监测技术，具体是用于爆胎侦测方法，爆胎传感器结构及爆胎传感器的使用方法。
【背景技术】
[0002]现有爆胎传感器均采用独立结构形式，内部充有某种气体的可压缩弹性密封腔体作为敏感元件;利用敏感元件在气压条件下被压缩，当轮胎爆裂气压消失后，敏感元件恢复形状触动开关输出爆胎信号；该方式能有效侦测出任何形式的爆胎，但密封腔体泄漏将导致爆胎传感器致命失效，必须选用高密度材料用于密封腔体制造。
[0003]其次动作参数的调整复杂，不利于大规模的批量生产;爆胎传感器的敏感元件在完成调整后的库存、爆胎及胎压监测模块制造、物流等过程中，处于非压缩状态而长时间触压开关，爆胎传感器容易产生疲劳引发参数蜕变。用于输出爆胎信号的开关触点需要采取特殊的防护措施，解决轮胎内部存在复杂的粉尘、油污、水蒸气污染环境问题，将无疑增加了爆胎传感器的制造复杂程度，以及制造成本。
【发明内容】
[0004]本发明目的技术解决问题是:利用空气可压缩原理，和量孔在有限时间内均衡密封腔体内外气压的特性，提供一种将爆胎传感器结构融合在爆胎及胎压监测模块结构中、无泄漏引发致命失效、无机械接触与开关触压疲劳、无需考虑轮胎内部气氛污染开关触点问题的爆胎侦测技术方案；由于将爆胎传感器结构融合在爆胎及胎压监测模块壳体中，极大的降低了爆胎及胎压监测模块的体积和重量。
[0005]本发明爆胎侦测方法，其特征在于:在刚性的密封腔体设有内外贯通的量孔;设有一端与密封腔体内相通，另一端与外部环境相通，用于提供永磁活塞安装和滑行位移，与轮胎轴线平行的管状气道;在管状气道永磁活塞的外侧气道，设有用于永磁活塞复位的弹簧，设有对永磁活塞置位状态限位，安装弹簧、设有封堵管状气道的封堵塞;在封堵塞设有贯通封堵塞限位端与外部的轴线通孔；用于输出爆胎信号的磁敏开关，安装于永磁活塞处于置位状态受磁场作用的位置，磁敏开关可选用有源的霍尔开关或干簧管。
[0006]当外部气压大于等于密封腔体内部气压，永磁活塞在弹簧作用下处于复位状态，磁敏开关处于断开或截止状态，无爆胎信号输出；仅当密封腔体内部气压大于外部气压时，永磁活塞在密封腔体内部气压推动下产生位移，磁敏开关在永磁活塞影响下闭合或导通，输出爆胎信号，以此侦测出爆胎;在实际应用中，爆胎传感器处于轮胎充入气压的初始阶段，轮胎气压大于密封腔体内部气压，永磁活塞在外部气压与复位弹簧作用下处于复位状态，磁敏开关处于断开或截止状态，无爆胎信号输出，量孔使密封腔体内外气压均衡，密封腔体内部气压与轮胎气压相等；当轮胎爆裂造成轮胎气压瞬间消失，密封腔体内部气压大于外部气压，永磁活塞在密封腔体内部气压推动下，克服弹簧的弹力，位移至永磁活塞置位位置，磁敏开关在磁场作用下输出爆胎信号，以此达到爆胎侦测的目的；与此同时，密封腔体内部气压通过量孔实现内外气压均衡，密封腔体推动永磁体位移的气压消失，永磁活塞在弹簧作用下回到复位位置。
[0007]本发明的技术解决方案设计的爆胎传感器第一方案，其特征在于:爆胎传感器由设置于爆胎及胎压监测模块壳体内的半开放腔体、永磁活塞、封堵塞、弹簧、PCB与安装于PCB的磁敏开关组成;所述的半开放腔体与PCB封闭形成密封腔体;在爆胎及胎压监测模块壳体设有与半开放腔体连通，与车轮轴线平行的管形气道;在半开放腔体设有贯通半开放腔体的量孔;所述的量孔设有调节流量的螺钉;所述的永磁活塞是表面包裹或涂敷固体润滑材料的永磁体，永磁活塞经涂覆润滑硅脂装入管形气道内侧;所述的封堵塞设有与管形气道过盈装配的圆柱体，圆柱体内侧设有用于弹簧安装的导向柱，导向柱同时起到限制永磁活塞行程的作用，在封堵塞设有贯通导向柱与封堵塞的轴线贯通孔，改变导向柱限位端与永磁活塞的匹配形状，在永磁活塞封堵封堵塞的轴线通孔时，实现改变永磁活塞滞留于置位状态的时间的功能;弹簧安装在导向柱随封堵塞装入管形气道，永磁活塞在复位弹簧顶推下处于复位状态，永磁活塞与导向柱之间留有永磁活塞位移的行程；
磁敏开关优选干簧管，干簧管安装于爆胎及胎压监测模块的PCB板，干簧管连接于TPMS传感器的触发端与信号地之间，在PCB板装入爆胎及胎压监测模块后与半开放腔体形成密封腔体，干簧管处于仅在永磁活塞位移至置位位置，使其闭合产生输出信号的位置。
[0008]本发明的技术解决方案设计的爆胎传感器第二方案，其特征在于:爆胎传感器由设置于爆胎及胎压监测模块壳体内的密封腔体、永磁活塞、弹簧、封堵塞与磁敏开关组成；所述的密封腔体设置有内外连通，与车轮轴线平行的管形气道;所述的永磁活塞是表面包裹或涂敷固体润滑材料的圆柱状永磁体，永磁活塞安装于密封腔体的管形气道内，通过调整永磁活塞与管形气道的间隙配合，实现量孔流量的调节功能;所述的封堵塞设有与管形气道过盈装配的圆柱体，圆柱体内侧设有用于弹簧安装的导向柱，导向柱同时起到限制永磁活塞行程的作用，在封堵塞设有贯通导向柱与封堵塞的轴线贯通孔;弹簧安装在导向柱，随封堵塞装入管形气道，永磁活塞在复位弹簧顶推下处于复位状态，永磁活塞与导向柱之间留有永磁活塞位移的行程;所述的磁敏开关优选干簧管，干簧管安装于爆胎及胎压监测模块的PCB板，连接于TPMS传感器的触发端与信号地之间，在PCB板装入爆胎及胎压监测模块后，干簧管处于仅在永磁活塞位移至置位位置，使其闭合产生输出信号的位置。
[0009]本发明的显著效果在于:提供一种将爆胎传感器结构融合在爆胎及胎压监测模块结构中、无泄漏引发致命失效、无机械接触与开关触压疲劳、无需考虑轮胎内部气氛污染问题的爆胎侦测技术方案；由于将爆胎传感器结构融合在爆胎及胎压监测模块壳体中，极大的降低了爆胎及胎压监测模块的体积和重量；当轮胎爆裂，仅当密封腔体内部气压高于外部气压，输出爆胎信号，符合轮胎爆裂侦测实际需要的爆胎侦测方法。
[0010]由于本发明设计的爆胎侦测方法，利用空气可压缩原理，采用量孔均衡气压的特性，通过密封腔体积蓄的气压，在爆胎瞬间推动永磁活塞触发磁敏开关输出爆胎信号，密封腔体的密封性已经成为非至关重要的因素，对密封腔体的材料无苛刻要求。
[0011]本发明设计的爆胎传感器根据不同轮胎气压，一旦确定量孔流量，无繁杂的动作气压调整环节，有利于爆胎传感器的大规模批量生产;借助本发明，爆胎监测不再是无法实现的事情，爆胎传感器赋予了实时性低的TPMS系统具备监测爆胎能力，既符合爆胎监测所需实时性，又满足长期低功耗稳定工作的要求。
【附图说明】
[0012]图1、爆胎侦测原理示意图；
图2、爆胎传感器结构剖示图；
图3、管形气道及封堵塞结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
下面结合图1、图2、图3对本发明的实施例1的爆胎传感器进行详细描述。
[0014]爆胎传感器由设置于爆胎及胎压监测模块壳体(K)的半开放腔体(I)、永磁活塞(2)、弹簧(3)、封堵塞(4)、PCB板(5)与干簧管(6)组成;在爆胎及胎压监测模块壳体(K)设有与半开放腔体(I)连通，与车轮轴线平行的管形气道(A);在半开放腔体(I)设有贯通半开放腔体(I)的量孔(L);所述的量孔(L)，通过调节流量的螺钉(M)，调整达到不同轮胎气压需要的动态特性;所述的永磁活塞(2)是表面包裹或涂敷固体润滑材料(如:特富龙)的永磁体，经涂覆润滑硅脂的永磁活塞(2)装入管形气道(A)内侧;所述的封堵塞(4)设有与管形气道(A)过盈装配的圆柱体，圆柱体内侧设有用于弹簧(3)安装的导向柱，导向柱同时起到限制永磁活塞(2)行程的作用，在封堵塞(4)设有贯通导向柱与封堵塞的轴线贯通孔;弹簧(3)安装在导向柱随封堵塞(4)装入管形气道(A)，永磁活塞(2)在弹簧(3)作用下处于复位状态，永磁活塞(2)与导向柱之间留有永磁活塞(2)位移的行程;干簧管(6)安装于爆胎及胎压监测模块的PCB板(5)，干簧管(6)连接于TPMS传感器的INT端与GND之间，在PCB板(5)装入爆胎及胎压监测模块壳体(K)后与半开放腔体(I)形成密封腔体(Q)，干簧管(6)处于仅在永磁活塞(2)位移至置位位置，使其闭合产生输出信号的位置，在PCB板(5)的裸露部分灌注硅胶(J)做密封防潮处理。
[0015]爆胎监测方法，其特征在于:当爆胎及胎压监测模块安装于轮胎内，在轮胎充气至正常胎压过程中，外部气压大于密封腔体(Q)内部气压，永磁活塞(2)在弹簧(3)和外部气压作用下处于复位状态，干簧管(6)无磁场影响，触点处于断开状态，无爆胎信号输出；通过量孔(L)的均衡作用，密封腔体(Q)内部气压P与轮胎气压相等，在弹簧(3)的作用下永磁活塞(2)处于复位状态；当轮胎爆裂轮胎气压消失，密封腔体(Q)内部气压P大于外部气压，永磁活塞(2)在密封腔体(Q)内部气压推动下，产生位移至封堵塞(4)的导向柱限位端，永磁活塞
(2)磁场作用于干簧管(6)，干簧管(6)触点闭合，使TPMS传感器电路的外部唤醒端INT与GND端连通，TPMS传感器被立即唤醒测试轮胎气压，通过RF发送含有爆胎信号与轮胎气压参数的数据帧完成爆胎侦测。
[0016]实施例2
下面结合图1、图2、图3对本发明的实施例2的爆胎传感器进行详细描述。
[0017]作为一种变换，实施例2的量孔(L)，设置于管形气道(A)，永磁活塞(2)不涂覆硅月旨，采用干式安装，通过精确调整永磁活塞(2)与管形气道(A)的间隙配合，实现量孔(L)流量的调节功能，还能减少调整环节;磁敏开关也可选用有源的霍尔开关；
尽管实施例2在量孔的结构上作了一些调整。相对实施例1并无本质的改变;实施例2的爆胎传感器的安装，爆胎传感器的爆胎监测方法均与实施例1相同。
【主权项】
1.爆胎侦测方法，其特征在于:利用空气可压缩原理，在刚性的密封腔体设置内外贯通、在有限时间内均衡密封腔体内外气压，使密封腔体内部气压与外部气压相等的量孔;所述的量孔设置在与轮胎轴线平行，提供永磁活塞安装和滑行位移的管状气道内，其一端与密封腔体内部相通，另一端与外部相通； 通过精确配合永磁活塞与管状气道的间隙，实现量孔流量的调整，达到需要的动态特性； 在安装了永磁活塞的管状气道外侧气道，设有用于永磁活塞复位的弹簧，设有对永磁活塞置位状态限位、安装弹簧、设有封堵管状气道的封堵塞； 在所述的封堵塞设有用于弹簧安装的导向柱，导向柱同时起到限制永磁活塞行程的作用，在封堵塞设有贯通导向柱与封堵塞的轴线贯通孔，改变导向柱限位端与永磁活塞的匹配形状，在永磁活塞封堵封堵塞的轴线通孔时，实现改变永磁活塞滞留于置位状态的时间的功能； 还设有用于输出爆胎信号的磁敏开关，该磁敏开关安装在永磁活塞位移至置位状态磁场作用于磁敏开关输出爆胎信号的位置。2.根据权利要求1所述的爆胎侦测方法，其特征是:当胎压正常时，密封腔体内部气压与轮胎相等，当出现爆胎时，轮胎气压瞬间消失，处于气道中的永磁活塞两端形成气压差，永磁活塞在密封腔体的气压推动下产生位移，磁敏开关在永磁活塞磁场作用下闭合或导通，输出爆胎信号。3.根据权利要求1所述的爆胎侦测方法，其特征是:当外部气压大于等于密封腔体内部气压时，永磁活塞在弹簧作用下处于复位状态，磁敏开关处于断开或截止状态，无爆胎信号输出；仅当密封腔体内部气压大于外部气压时，永磁活塞在密封腔体内部气压推动下产生位移，磁敏开关在永磁活塞影响下闭合或导通，输出爆胎信号；在实际应用中，爆胎传感器处于轮胎充入气压的初始阶段，轮胎气压大于密封腔体内部气压，永磁活塞在外部气压与弹簧作用下处于复位状态，磁敏开关处于断开或截止状态，无爆胎信号输出，量孔在有限时间内使密封腔体内外气压均衡。4.根据权利要求1所述的爆胎侦测方法，其特征是:当轮胎爆裂造成轮胎气压瞬间消失，密封腔体内部气压大于外部气压，永磁活塞两端出现气压差，永磁活塞在密封腔体内部气压推动下，克服弹簧的弹力位移至永磁活塞置位位置，磁敏开关在永磁活塞磁场作用下闭合或导通，输出爆胎信号，以此达到爆胎侦测的目的；与此同时，密封腔体内部气压通过量孔实现内外气压均衡，密封腔体推动永磁体位移的气压消失，永磁活塞在弹簧作用下回到复位位置。5.实现权利要求1所述爆胎侦测方法的腔体式爆胎传感器，其特征在于:爆胎传感器由设置于爆胎及胎压监测模块壳体内的半开放腔体、永磁活塞、封堵塞、弹簧、PCB与安装于PCB的磁敏开关组成;所述的半开放腔体与PCB封闭形成密封腔体;在爆胎及胎压监测模块壳体设有与半开放腔体连通，与车轮轴线平行的管形气道;在半开放腔体设有贯通半开放腔体的量孔;所述的量孔设有调节流量的螺钉;永磁活塞设置在管形气道内侧;所述的封堵塞设有与管形气道过盈装配的圆柱体，圆柱体内侧设有用于弹簧安装的导向柱，导向柱同时起到限制永磁活塞行程的作用，在封堵塞设有贯通导向柱与封堵塞的轴线贯通孔;弹簧安装在导向柱随封堵塞装入管形气道，永磁活塞在复位弹簧顶推下处于复位状态，永磁活塞与导向柱之间留有永磁活塞位移的行程。6.实现权利要求1所述爆胎侦测方法的腔体式爆胎传感器，其特征在于:爆胎传感器由设置于爆胎及胎压监测模块壳体内的密封腔体、永磁活塞、弹簧、封堵塞与磁敏开关组成；所述的密封腔体设置有内外连通，与车轮轴线平行的管形气道;永磁活塞安装于密封腔体的管形气道内，通过调整永磁活塞与管形气道的间隙配合，实现量孔流量的调节功能;所述的封堵塞设有与管形气道过盈装配的圆柱体，圆柱体内侧设有用于弹簧安装的导向柱，导向柱同时起到限制永磁活塞行程的作用，在封堵塞设有贯通导向柱与封堵塞的轴线贯通孔;弹簧安装在导向柱，随封堵塞装入管形气道，永磁活塞在复位弹簧顶推下处于复位状态，永磁活塞与导向柱之间留有永磁活塞位移的行程。7.根据权利要求5或6所述的腔体式爆胎传感器，其特征在于:所述用于信号爆胎输出的磁敏开关为干簧管，该干簧管安装于爆胎及胎压监测模块的PCB板与TPMS传感器的触发端形成触发电路连接，在PCB板装入爆胎及胎压监测模块后，干簧管处于仅在永磁活塞位移至置位位置，使其闭合产生输出信号的位置。8.根据权利要求5或6所述的腔体式爆胎传感器，其特征在于:所述用于信号爆胎输出的磁敏开关为霍尔开关，霍尔开关安装于爆胎及胎压监测模块的PCB板与TPMS传感器的触发端形成触发电路连接，在PCB板装入爆胎及胎压监测模块后，霍尔开关处于仅在永磁活塞位移至置位位置，使其导通产生输出信号的位置。9.根据权利要求5或6所述的腔体式爆胎传感器，其特征在于:所述的永磁活塞是表面包裹或涂敷了固体润滑材料的永磁体，永磁活塞经涂覆润滑硅脂装入管形气道内侧。10.根据权利要求5或6所述的腔体式爆胎传感器，其特征是:所述量孔调整通过锥形内孔与锥形针结构实现。
【文档编号】G01L17/00GK105973527SQ201610545085
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】彭世益, 彭彦钧
【申请人】桂林思超汽车科技有限公司