轮胎状态监测装置及方法制造方法及图纸

本申请涉及轮胎状态监测装置及方法，通过俘能模块将汽车运动时所述轮胎形变产生的能量转换为交流电信号；与所述俘能模块连接的能源管理模块对所述交流电信号进行处理，以输出直流电信号；分别与所述俘能模块、所述能源管理模块连接的监测模块根据所述交流电信号对所述汽车的运动速度进行监测，还在所述直流电信号的供电作用下对所述轮胎状态进行监测，以输出所述轮胎状态的监测结果，实现了轮胎工作状态的无源监测，且延长了针对轮胎工作状态的监测时间，从而保证了轮胎工作时的安全、稳定。稳定。稳定。

【技术实现步骤摘要】
轮胎状态监测装置及方法


[0001]本专利技术涉及车辆安全领域，特别是涉及一种轮胎状态监测装置及方法。

技术介绍

[0002]随着生活水平的提高和汽车保有量的不断增加，伴随着经济的飞速发展，中国的机动车保有量呈现爆发式增长。车辆在行驶过程中，由于天气情况、道路条件及交通状况等多变因素，导致轮胎成为车辆上最易磨损、老化和损伤的部件。据统计，中国高速公路上发生的交通事故约有70％是由于轮胎故障引起的，因此针对预防轮胎故障的汽车轮胎状态监测装置具有重要实用价值和研究意义。
[0003]现有的轮胎状态监测装置基本都是采用电池进行供电。虽然目前可以通过降低电子元件功耗、优化电路设计或增大电池容量等手段来延长轮胎状态监测装置的使用时间，但仍无法克服电池电量有限的根本问题。一旦电量耗尽，便需要及时的更换电池，同时，部分轮胎状态监测装置的电池高度集成化，更换电池需要连同相关设备一起更换，导致后期维护成本非常高。更严重的是，若驾驶者没有及时更换电量耗尽的电池，则会增加交通事故发生的风险。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种轮胎状态监测装置及方法。
[0005]一种轮胎状态监测装置，包括：
[0006]俘能模块，用于将汽车运动时所述轮胎形变产生的能量转换为交流电信号；
[0007]能源管理模块，与所述俘能模块连接，用于对所述交流电信号进行处理，以输出直流电信号；
[0008]监测模块，分别与所述俘能模块、所述能源管理模块连接，用于根据所述交流电信号对所述汽车的运动速度进行监测，还用于在所述直流电信号的供电作用下对所述轮胎状态进行监测，以输出所述轮胎状态的监测结果。
[0009]在其中一个实施例中，所述能源管理模块，还用于当所述直流电信号满足预设储能条件时，生成电能存储控制指令；所述监测装置还包括：
[0010]储能模块，与所述能源管理模块连接，用于根据所述电能存储控制指令对所述直流电信号进行存储处理，以生成备用电信号。
[0011]在其中一个实施例中，所述能源管理模块，还用于当所述直流电信号满足预设放电条件时，生成电能释放控制指令；
[0012]所述储能模块，还用于根据所述电能释放控制指令将所述备用电信号经由所述能源管理模块输出至所述监测模块；
[0013]所述监测模块，还用于在所述备用电信号的供电作用下对所述轮胎状态进行监测，以输出所述轮胎状态的监测结果。
[0014]在其中一个实施例中，所述直流电信号满足预设放电条件包括所述汽车的运动速
度小于预设速度阈值；所述能源管理模块包括：
[0015]整流控制单元，与所述俘能模块连接，用于对所述交流电信号进行滤波、整流处理，以输出直流电信号；
[0016]存储控制单元，与所述储能模块连接，用于当预设周期内产生的所述直流电信号大于所述监测模块工作所需电信号时，生成电能存储控制指令并将所述电能存储控制指令输出至所述储能模块；
[0017]所述存储控制单元，与所述俘能模块连接，还用于当所述汽车的运动速度小于预设速度阈值时，生成电能释放控制指令并将所述电能释放控制指令输出至所述储能模块。
[0018]在其中一个实施例中，所述俘能模块包括：
[0019]运动转换单元，用于将汽车运动时所述轮胎形变产生的直线形式的按压运动转换为旋转运动；
[0020]能量转换单元，与所述运动转换单元连接，用于当所述进行旋转运动时，将所述旋转运动产生的机械能转换为周期性输出的交流电信号。
[0021]在其中一个实施例中，所述能量转换单元包括：
[0022]电磁转换子单元，与所述运动转换单元连接，用于当所述进行旋转运动时，根据磁场耦合作用将机械能转换为周期性输出的交流电信号；和/或
[0023]压电转换子单元，与所述运动转换单元连接，用于当所述进行旋转运动时，根据磁场耦合作用、压电极化作用将所述机械能转换为周期性输出的交流电信号。
[0024]在其中一个实施例中，所述电磁转换子单元包括：
[0025]附有磁铁的圆盘、感应线圈；当所述圆盘进行旋转运动时，所述圆盘上的磁铁产生的磁感线切割所述感应线圈，以产生周期性交流电信号。
[0026]在其中一个实施例中，所述压电转换子单元包括：
[0027]附有磁铁的圆盘、一端附有磁铁的压电悬臂梁；当所述圆盘进行旋转运动时，所述圆盘上的磁铁对所述压电悬臂梁上的磁铁产生周期性的磁场相互作用力拨动压电悬臂梁，以产生周期性交流电信号。
[0028]在其中一个实施例中，所述监测模块包括：
[0029]感知单元，分别与所述俘能模块、所述能源管理模块连接，用于采集汽车运动时所述交流电信号的频率信息、所述轮胎的工作状态数据；
[0030]监测单元，与所述感知单元连接，用于根据所述交流电信号的频率信息获取所述汽车的运动速度，并根据所述工作状态数据与对应预设状态数据获取轮胎状态监测结果。
[0031]一种轮胎状态监测方法，包括：
[0032]将汽车运动时所述轮胎形变产生的按压运动转换为交流电信号；
[0033]对所述交流电信号进行处理，以输出直流电信号；
[0034]根据所述交流电信号对所述汽车的运动速度进行监测，还在所述直流电信号的供电作用下对所述轮胎状态进行监测，以输出所述轮胎状态的监测结果。
[0035]上述轮胎状态监测装置及方法，通过俘能模块将汽车运动时所述轮胎形变产生的能量转换为交流电信号；与所述俘能模块连接的能源管理模块对所述交流电信号进行处理，以输出直流电信号；分别与所述俘能模块、所述能源管理模块连接的监测模块根据所述交流电信号对所述汽车的运动速度进行监测，还在所述直流电信号的供电作用下对所述轮
胎状态进行监测，以输出所述轮胎状态的监测结果，实现了轮胎工作状态的无源监测，且延长了针对轮胎工作状态的监测时间，从而保证了轮胎工作时的安全、稳定。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1为一个实施例中轮胎状态监测装置的结构示意框图；
[0038]图2为一个实施例中轮胎状态监测装置的结构示意框图；
[0039]图3为一个实施例中能源管理模块的具体结构示意框图；
[0040]图4为一个实施例中俘能模块的具体结构示意框图；
[0041]图5为一个实施例中俘能模块的具体结构示意图；
[0042]图6为一个实施例中俘能模块的具体结构示意图；
[0043]图7为一个实施例中监测模块的具体结构示意框图；
[0044]图8为一个实施例中轮胎状态监测系统的示意图；
[0045]图9为一个实施例中轮胎状态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轮胎状态监测装置，其特征在于，包括：俘能模块，用于将汽车运动时所述轮胎形变产生的能量转换为交流电信号；能源管理模块，与所述俘能模块连接，用于对所述交流电信号进行处理，以输出直流电信号；监测模块，分别与所述俘能模块、所述能源管理模块连接，用于根据所述交流电信号对所述汽车的运动速度进行监测，还用于在所述直流电信号的供电作用下对所述轮胎状态进行监测，以输出所述轮胎状态的监测结果。2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述能源管理模块，还用于当所述直流电信号满足预设储能条件时，生成电能存储控制指令；所述监测装置还包括：储能模块，与所述能源管理模块连接，用于根据所述电能存储控制指令对所述直流电信号进行存储处理，以生成备用电信号。3.根据权利要求2所述的监测装置，其特征在于，所述能源管理模块，还用于当所述直流电信号满足预设放电条件时，生成电能释放控制指令；所述储能模块，还用于根据所述电能释放控制指令将所述备用电信号经由所述能源管理模块输出至所述监测模块；所述监测模块，还用于在所述备用电信号的供电作用下对所述轮胎状态进行监测，以输出所述轮胎状态的监测结果。4.根据权利要求3所述的监测装置，其特征在于，所述直流电信号满足预设放电条件包括所述汽车的运动速度小于预设速度阈值；所述能源管理模块包括：整流控制单元，与所述俘能模块连接，用于对所述交流电信号进行滤波、整流处理，以输出直流电信号；存储控制单元，与所述储能模块连接，用于当预设周期内产生的所述直流电信号大于所述监测模块工作所需电信号时，生成电能存储控制指令并将所述电能存储控制指令输出至所述储能模块；所述存储控制单元，与所述俘能模块连接，还用于当所述汽车的运动速度小于预设速度阈值时，生成电能释放控制指令并将所述电能释放控制指令输出至所述储能模块。5.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述俘能模块包括：运动转换单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪飞，徐玮含，罗安信，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：