CN109606035B - 一种车胎监测装置和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车胎监测装置，包括：中央控制模块和至少一个车胎监测模块；至少一个车胎监测模块分别放置于车辆上的至少一个车胎上，中央控制模块位于车辆的车身中；车胎监测模块包括音频单元、与音频单元分别连接的车胎监测单元和音频震动换能器；车胎监测单元，用于对车胎进行监测，并将监测得到的车胎监测参数信息发送到音频单元；音频单元，用于根据车胎监测参数信息，确定与车胎监测参数信息对应的音频信号，并发送到音频震动换能器；音频震动换能器用于将音频信号转换为震动信号；中央控制模块的音频震动拾音器，用于当监测到所述震动信号时，将所述震动信号转换为与车胎监测参数信息所对应的电信号，以得到震动信号对应的车胎监测参数。

Description

一种车胎监测装置和车辆

技术领域

本发明涉及一种车胎监测装置和车辆。

背景技术

车胎监测的目的是对车辆的轮胎气压或温度进行监测，对车胎压力和温度进行预警，以确保行车安全。现有技术中车胎监测端通过车胎监测的电子传感器进行车胎压力和车胎温度采样，电子传感器采样的胎压和温度信号由射频单元通过无线通讯方式传输到中央控制端。为保证车胎监测端的无线信号传输的稳定性和准确性，必须使用灵敏度和稳定性好的射频芯片，对射频芯片的性能要求越高，硬件成本就越高。而道路车辆多，信号传递时可能产生其他车辆无线信号或前后轮无线信号的相互干扰，或者电磁污染，从而影响到检测准确度。同时，车胎运动过程中，监测端的射频单元每次传递车胎压力和温度监测值时，都需要消耗电能，如果长时供电，则耗电量过大；若间歇供电，则不能保证监测端的快速响应，造成传递到中央控制端的监测信息滞后，监测结果不准确。

发明内容

鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种车胎监测装置和车辆。

作为本发明实施例的一个方面，涉及一种车胎监测装置，包括：中央控制模块和至少一个车胎监测模块；所述至少一个车胎监测模块分别放置于车辆上的至少一个车胎上，所述中央控制模块位于车辆的车身中；

所述车胎监测模块包括音频单元、与所述音频单元分别连接的车胎监测单元和音频震动换能器；所述车胎监测单元，用于对车胎进行监测，并将监测得到的车胎监测参数信息发送到所述音频单元；所述音频单元，用于根据所述车胎监测参数信息，确定与所述车胎监测参数信息对应的音频信号，并发送到所述音频震动换能器；所述音频震动换能器用于将所述音频信号转换为震动信号；

所述中央控制模块包括音频震动拾音器，所述音频震动拾音器，用于当监测到所述震动信号时，将所述震动信号转换为与所述车胎监测参数信息所对应的电信号，以得到所述震动信号对应的车胎监测参数。

在一个实施例中，所述中央控制模块还包括信号分析单元和主控单元，所述信号分析单元分别连接所述音频震动拾音器和所述主控单元；

所述信号分析单元，用于对所述音频拾音器发送的所述电信号进行分析，得到车胎监测参数信息对应的编码信息，并发送到所述主控单元；

所述主控单元，用于对所述编码信息进行解码，得到与所述震动信号对应的车胎监测结果数据。

在一个实施例中，所述车胎监测模块，还包括电源、连接在音频单元和电源之间的运动检测传感器；所述运动检测传感器用于当检测到车轮转动时，连通所述音频单元和电源。

在一个实施例中，所述车胎监测单元包括压力检测部件和温度监测部件。

在一个实施例中，所述压力监测部件为压力传感器或压力开关；所述温度监测部件为温度传感器或温控开关。

在一个实施例中，所述音频单元，具体用于根据接收的车胎监测单元的车胎监测参数信息，生成与所述车胎监测参数信息对应的编码的音频信号；或用于根据接收的车胎监测单元的车胎监测参数信息，从预存的多个编码的音频信号中选择与所述车胎监测参数信息相对应的编码的音频信号；所述编码的音频信号包括：车胎压力参数信息和车胎温度参数信息中的至少一种。

在一个实施例中，所述车胎监测模块还包括分别连接电源和音频单元的低压比较电路，用于当检测到电源的电压低于预设的基准电压时，向音频单元发送低压报警信息。

在一个实施例中，所述电源为蓄电电池或太阳能电池。

在一个实施例中，所述中央控制模块，还包括与所述主控单元连接的输出单元；所述输出单元为下述任一种或多种的组合：显示屏、信号灯和扬声器；所述输出单元用于按照预设方式提示所述车胎监测结果数据。

作为本发明实施例的另一方面，涉及一种车辆，包括上述任一项所述的车胎监测装置。

本发明实施例至少实现了如下技术效果：

1、本发明实施例提供的车胎监测装置，通过将车胎监测模块的车胎监测信号转换成震动信号，由车轮经车身传递到驾驶室的中央控制模块，信号传递简单可靠；采用声音震动传输方式通用性好，不使用射频芯片，不存在射频信号干扰问题，还可以减少车胎监测模块的电线布线，节省空间，减少车胎监测模块的体积；采用音频单元和音频震动换能器，相对于射频芯片的成本更低，从而低成本实现从轮胎到中央控制模块的信号传输问题。

2、本发明实施例提供的车胎监测装置，车胎监测模块包括运动检测传感器，当车胎运动时，控制电源向音频单元供电，实现车辆在运动过程中的实时性监测，而车胎静止时，电源不能向音频单元供电，从而音频单元不工作，节约电能，通过运动检测单元对电源单元的供电进行控制，延长电源的供电时间，保证车胎监测装置对车胎长期监控的有较性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所记载的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种车胎监测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种车胎监测装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的车胎监测装置的车胎监测模块的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的车胎监测装置的另一种车胎监测模块的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的车胎监测装置的第三种车胎监测模块的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的车胎监测装置的第四种车胎监测模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

下面分别对本发明实施例提供的车胎监测装置和车辆的各种具体实施方式进行详细的说明。

实施例一：

参照图1，本发明实施例一提供的一种车胎监测装置，包括：中央控制模块2和至少一个车胎监测模块1，所述至少一个车胎监测模块1分别放置于车辆上的至少一个车胎上，所述中央控制模块2位于车辆的车身中；

所述车胎监测模块1包括音频单元102、与所述音频单元102分别连接的车胎监测单元101和音频震动换能器103；所述车胎监测单元101，用于对车胎进行监测，并将监测得到的车胎监测参数信息发送到所述音频单元102；所述音频单元102，用于根据所述车胎监测参数信息，确定与所述车胎监测参数信息对应的音频信号，并发送到所述音频震动换能器103；所述音频震动换能器103用于将所述音频信号转换为震动信号；

所述中央控制模块2中包括音频震动拾音器201，所述音频震动拾音器201，用于当监测到所述震动信号时，将所述震动信号转换为与所述车胎监测参数信息所对应的电信号，以得到所述震动信号对应的车胎监测参数。

本发明实施例提供的车胎监测装置，通过将车胎监测模块的车胎监测信号转换成震动信号，由车轮经车身传递到驾驶室的中央控制模块，信号传递简单可靠；采用声音震动传输方式通用性好，不使用射频芯片，不存在射频信号干扰问题，还可以减少车胎监测模块的电线布线，节省空间，减少车胎监测模块的体积；采用音频单元和音频震动换能器，相对于射频芯片的成本更低，从而低成本实现从轮胎到中央控制模块的信号传输问题。

在一个具体实施例中，所述音频震动换能器103可以是压电陶瓷换能器，将运动检测信号转换为震动信号，通过车轮、车身将震动信号传导到驾驶室的中央控制模块2。采用压电陶瓷换能器，因其制作方便，可操控强，灵敏度高，机电耦合性好的特点，可以提高车胎监测精确度，同时，可以节省车胎监测装置的整体成本。

参照图2，在一个实施例中，可以是，所述中央控制模块2还包括信号分析单元202和主控单元203，所述信号分析单元202用于对所述音频拾音器发送的所述电信号进行分析，得到车胎监测参数信息对应的编码信息，并发送到所述主控单元203；

所述主控单元203用于对所述编码信息进行解码，得到与所述震动信号对应的车胎监测结果数据。

参照图2，在一个实施例中，可以是，所述车胎监测模块1，还包括与音频单元102连接的运动检测传感器104、与运动检测单元连接的电源105，所述运动检测传感器104，用于当检测车轮转动时，连通所述音频单元102和电源105。

本发明实施例提供的车胎监测装置，运动检测传感器104用于检测车轮是否转动，当车轮开始转动时运动检测传感器104控制电源105单元向音频单元102供电，音频单元102得电启动工作；在车轮静止状态下，电源105不能向音频单元102供电，音频单元102没有供电不能工作，即车胎监测模块1不工作，从而实现节约电力。

在一个具体实施例中，当检测到车胎运动时，所述运动检测传感器104处于导通状态，控制所述电源105向所述音频单元102供电。

本发明实施例提供的车胎监测装置，当车胎运动时，运动检测传感器104导通，电源105向音频单元102供电，实现车辆在运动过程中车胎的实时性监测，而车胎静止时，运动检测传感器104断开，电源105不能向音频单元102供电，从而音频单元102不工作，节约电能，通过运动检测传感器104对电源105单元的供电进行控制，延长电源105的供电时间，保证车胎监测装置对车胎长期监控的有效性。

在一个具体实施例中，可以是，所述音频单元102，具体用于根据接收的车胎监测单元101的车胎监测参数信息，生成与所述车胎监测参数信息对应的编码的音频信号；或用于根据接收的车胎监测单元101的车胎监测参数信息，从预存的多个编码的音频信号中选择与所述车胎监测参数信息相对应的编码的音频信号；所述编码的音频信号包括：车胎压力参数信息和车胎温度参数信息中的至少一种。

参照图3或图4，在一个实施例中，可以是，所述车胎监测单元101包括压力检测部件和温度检测部件，所述压力检测部件用于检测车胎压力，所述温度检测部件用于检测车胎温度。

在一个实施例中，可以是，所述压力检测部件为压力传感器或压力开关；所述温度检测部件为温度传感器或温控开关。

参照图3所示，本发明实施例的车胎监测装置的车胎监测模块1，包括：运动检测传感器104、电源105、车胎监测单元101、音频单元102和音频震动换能器103。运动检测传感器104负责控制电源105的供电，当轮胎静止时，运动检测传感器104呈开路状态，电源105不能供电；当轮胎转动时，运动检测传感器104导通，电源105向音频单元102供电，车胎监测模块1分别通过车胎监测单元101的压力检测部件和温度检测部件对车胎的气压和温度进行监测，并通过音频检测单元将监测结果输出。

车胎监测结果可以输出连续值，或者是开关量。具体的，可以是，当车胎监测结果输出为连续值时，音频单元102根据接收的车胎监测单元101的车胎监测信息，经过音频编码后，调制生成与所述车胎监测信息对应的编码的音频信号，并驱动音频震动换能器103将该编码的音频信号转换为震动信号经过车轮、车身向外传递。当车胎监测结果输出为开关量时，在音频单元102预先存储有对应预设压力阈值或温度阈值的音频信号，当车胎监测单元101监测的车胎压力或温度达到预设的阈值时，则直接触发对应的音频信号，驱动音频震动换能器103将该编码的音频信号转换为震动信号经过车轮、车身向外传递。

作为本发明实施例的第一个可选的具体实施例：

车胎监测模块1的具体结构，可以是，包括：音频单元102，与音频单元102连接的车胎监测单元101、音频震动换能器103，低压比较电路106和电源105，以及连接电源105和音频单元102的运动检测传感器104。具体的，该音频单元102为音频集成电路(IntegratedCircuit，IC)。参照图4，音频IC包括4个信号输入端和一个信号输出端，车胎监测单元101包括两个压力开关和一个温度开关，两个压力开关分别为高压检测压力开关和低压检测压力开关，用于实现车胎压力的高压检测和低压高压；温度开关，用于实现轮胎温度的高温检测。车胎监测模块1的低压比较电路106，连接电源105单元和音频单元102，用于实现当检测到电源105的电压低于基准电压时的低电压报警。车胎监测单元101的高压压力开关、低压压力开关、温度开关和低压比较电路106的输出分别连接到音频IC的四个信号输入端，当车胎监测模块监测到车胎的压力、温度、和电源105的电压中的任一项超过设定的阈值时，向音频IC的对应的信号输入端输入车胎监测参数信息，音频IC根据该车胎监测参数信息，选择并发出对应的音频信号，驱动音频震动换能器103输出对应的震动信号，使震动信号透过车轮和车身进行传播。

具体的，可以是，音频IC内预存有多个编码的音频信号，例如，车胎高压音频信号、车胎低压音频信号、车胎高温音频信号和电源低电压音频信号。当车胎转动时，运动检测传感器104连通电源105和音频IC，使电源105向音频IC供电，当车胎监测单元101的高压检测压力开关或低压检测压力开关检测到压力或超过设定阈值，和/或，温度开关检测到温度超过设定阈值时，向音频IC发送对应的车胎监测参数信息，音频IC根据接收的车胎监测参数信息，播放对应的经过编码的音频信号，发送到所述音频震动换能器103，转换为震动信号，透过车轮和车身进行传播。音频IC在播放编码的音频信号时的次序可以根据实际情况进行调整，例如先播放车胎高压音频信号或车胎低压音频信号，再播放车胎高温音频信号。当低压比较电路106检测到电源105的电压超过设定的阈值时，向音频IC发送电源低压报警信息，音频IC根据接收的电源低压报警信息，播放电源105低压时对应的经过编码的音频信号。

中央控制模块2的音频拾音器监测到震动信号，转换为电信号，发送到信号分析单元202，信号分析单元202对该电信号进行分析，得到车胎监测参数信息对应的编码信息，并发送到所述主控单元203；主控单元203对该编码信息进行解码，得到与所述声音信号对应的车胎监测结果数据。

具体的，可以是，信号分析单元202在对电信号进行分析时，通过对电信号进行放大处理，并对放大后的信号进行过滤后，分析得到车胎监测参数信息对应的编码信息。中央控制模块2还包括与主控单元203连接的输入单元(图中未示出)，用户通过输入单元向主控单元203发送交互信息，主控单元203结合输入单元的输入信息，对所述编码信息进行解码，得到与所述声音信号对应的车胎监测结果数据。所述输入单元包括键盘、按键和触摸屏中的至少一种。

所述中央控制模块2，还包括与所述主控单元203连接的输出单元204；所述输出单元204为下述任一种或多种的组合：显示屏、信号灯和扬声器；所述输出单元204用于按照预设方式提示所述车胎监测结果数据。

作为本发明实施例的第二个可选的具体实施例：

车胎监测模块1的具体结构，可以是，包括：音频单元102，与音频单元102连接的车胎监测单元101、音频震动换能器103、电源105以及连接电源105和音频单元102的运动检测传感器104。参照图5，音频单元102包括与车胎监测单元101连接的信号转换子单元、编码子单元、信号比较器、包含载波发生器的信号调制子单元，编码子单元与信号转换子单元、信号比较器和信号调制子单元分别连接，信号调制子单元与音频震动换能器103连接。

信号转换子单元将车胎检测单元101输入的车胎监测信号(包括车胎压力参数信息和车胎温度参数信息中的至少一种)进行模数转换，以及对输入的车胎监测信号的格式进行转换，得到数字化信号；在编码子单元中对输入的数字化信号进行编码，以提高信号的传输效率；当信号比较器检测到编码子单元的编码后的数字化信号的值大于设定的阈值时，控制编码子单元将编码后的数字化信号发送到信号调制子单元，输出连续或不连续的信号到信号调制子单元；在信号调制子单元中，由载波发生器产生固定频率的载波信号，对输入的编码的数字化信号进行信号调制，输出包括编码的数字化信号的模拟波形信号到音频震动换能器103中，由音频震动换能器103将经过编码的模拟波形信号转换成对应的震动信号，使震动信号透过车轮和车身进行传递。

具体的，可以是，参照图6所示，音频单元102的信号调制子单元包括与编码子单元连接的差分编码子单元、载波发生器、与载波发生器连接的相移子单元。差分编码子单元对编码子单元输入的编码信号进行差分编码，对应的，载波发生器产生一个固定频率的载波信号，由相移子单元对载波发生器的固定频率的载波信号进行移相，差分前、差分后的两列编码后的数字化信号与相移前、相移后的两列载波信号分别相互作用得到两列包括了经过编码的数字化信号的模拟波形信号。本实施例中，通过差分编码的方式对数字化信号进行处理，提高信号的容错性和抗外部干扰性能。

对应于本发明实施例的车胎监测模块1，胎压监测装置的中央控制模块2的音频拾音器监测到震动信号，转换为电信号，即包括了经过编码的数字化信号的模拟波形信号，发送到信号分析单元202，由信号分析单元202对该信号进行差分解码，得到车胎监测参数信息对应的数字化信号的编码信息，并发送到所述主控单元203；主控单元203对该编码信息进行解码，得到与所述声音信号对应的车胎监测结果数据。中央控制模块2，还包括与所述主控单元203连接的输出单元204；该输出单元204可以为下述任一种或多种的组合：显示屏、信号灯和扬声器；所述输出单元204用于按照预设方式提示所述车胎监测结果数据。

在一个具体实施例中，上述信号比较器还可以与载波发生器连接。当信号比较器检测到编码子单元的编码后的数字化信号的值大于设定的阈值时，控制载波发生器产生固定频率的载波；当编码子单元的编码后的数字化信号的值小于设定的阈值时，载波发生器不工作，以节省电能。

在第二个可选的具体实施例中，运动检测传感器104控制电源105与音频单元102连接的方式与第一个可选的具体实施例相类似，在此，不再赘述。

在一个实施例中，音频单元102还可以采用其他方式对车胎监测单元101的车胎检测信号进行处理。例如，通过微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)连接音频震动换能器器103，当MCU接收到车胎监测单元101的车胎检测信号时，在MCU内部对车胎监测信号进行处理，在达到设定的驱动条件时，驱动音频震动换能器103发出音频信号，并转换为震动信号，通过轮胎和车身向外传递。

在上述实施例中，车胎监测单元101也可以包括压力检测部件和温度检测部件，所述压力检测部件用于检测车胎压力，所述温度检测部件用于检测车胎温度。具体的，所述压力检测部件可以为压力传感器或压力开关；所述温度检测部件可以为温度传感器或温控开关。

上述两个可选的实施例中，中央控制模块2的主控单元203还可以采用单片机。通过单片机可以实现更多的流程化控制，可以更进一步实现报警，节能控制。

在一个实施例中，可以是，所述电源105为蓄电电池或太阳能电池，或者是通过车轮转动或车身震动产生电能的自发电供电电源。

在一个具体实施例中，本发明实施例提供的电源105可以是，车载电源或无线供电电源。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种车辆，包括上述任一项所述的车胎监测装置。

本发明实施例提供的车胎监测方法，通过将车胎监测信息转换为声音震动信号进行传输，信号传输稳定，与无线传输方式相比，不存在无线干扰，信号质量高，便于对声音震动信号进行转换、分析，得到的车胎检测结果更真实、可靠。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种车胎监测装置，其特征在于，包括：中央控制模块和至少一个车胎监测模块；所述至少一个车胎监测模块分别放置于车辆上的至少一个车胎上，所述中央控制模块位于车辆的车身中；

所述车胎监测模块包括音频单元、与所述音频单元分别连接的车胎监测单元和音频震动换能器；所述车胎监测单元，用于对车胎进行监测，并将监测得到的车胎监测参数信息发送到所述音频单元；所述音频单元，用于根据所述车胎监测参数信息，确定与所述车胎监测参数信息对应的音频信号，并发送到所述音频震动换能器；所述音频震动换能器用于将所述音频信号转换为震动信号；

所述中央控制模块包括音频震动拾音器，所述音频震动拾音器，用于当监测到所述震动信号时，将所述震动信号转换为与所述车胎监测参数信息所对应的电信号，以得到所述震动信号对应的车胎监测参数；

所述中央控制模块还包括信号分析单元和主控单元，所述信号分析单元分别连接所述音频震动拾音器和所述主控单元；

所述信号分析单元，用于对所述音频震动拾音器发送的所述电信号进行分析，得到车胎监测参数信息对应的编码信息，并发送到所述主控单元；

所述主控单元，用于对所述编码信息进行解码，得到与所述震动信号对应的车胎监测结果数据；

所述车胎监测模块，还包括电源、连接在音频单元和电源之间的运动检测传感器；所述运动检测传感器用于当检测到车轮转动时，连通所述音频单元和电源；

所述音频单元，具体用于根据接收的车胎监测单元的车胎监测参数信息，生成与所述车胎监测参数信息对应的编码的音频信号；或用于根据接收的车胎监测单元的车胎监测参数信息，从预存的多个编码的音频信号中选择与所述车胎监测参数信息相对应的编码的音频信号；所述编码的音频信号包括：车胎压力参数信息和车胎温度参数信息中的至少一种；

所述车胎监测模块还包括分别连接电源和音频单元的低压比较电路，用于当检测到电源的电压低于预设的基准电压时，向音频单元发送低压报警信息。

2.如权利要求1所述的车胎监测装置，其特征在于，所述车胎监测单元包括压力检测部件和温度监测部件。

3.如权利要求2所述的车胎监测装置，其特征在于，所述压力检测部件为压力传感器或压力开关；所述温度监测部件为温度传感器或温控开关。

4.如权利要求1所述的车胎监测装置，其特征在于，所述电源为蓄电池或太阳能电池。

5.如权利要求1所述的车胎监测装置，其特征在于，所述中央控制模块，还包括与所述主控单元连接的输出单元；所述输出单元为下述任一种或多种的组合：显示屏、信号灯和扬声器；所述输出单元用于按照预设方式提示所述车胎监测结果数据。

6.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的车胎监测装置。