專利名稱：一種基于無線傳感器和can總線的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于汽車電子領(lǐng)域，特別是涉及一種基于無線傳感器 和CAN總線的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計，目前在中國高速公路上，由爆胎引發(fā)的交通事故已占事 故總數(shù)的70%，在美國這一比例更高達80%。 SAE(美國汽車工程師協(xié) 會)的調(diào)查統(tǒng)計表明，美國每年有26萬起交通事故是由于輪胎氣壓低 或滲漏造成的，而75%的輪胎故障是由于輪胎氣壓不足或滲漏引起的。 由于每年造成的經(jīng)濟損失巨大，美國政府要求汽車制造商加速發(fā)展輪 胎氣壓監(jiān)測設(shè)備，以求減少輪胎事故的發(fā)生。2000年11月1日美國關(guān) 于修改聯(lián)邦運輸法的提案，要求2003年后所有的新車都需把這種系統(tǒng) 作為標準配置。2001年7月，為響應(yīng)美國國會對車輛安裝TPMS立法 的要求，美國運輸部(US Department of Transportation)和國家高 速公路安全管理局(National Highway Traffic Safety Admini s t ra t ion)聯(lián)合對現(xiàn)有的兩種胎壓檢測系統(tǒng)進行了評價。美國的 道路安全協(xié)會NHTSA為了利用胎壓檢測系統(tǒng)，提升道路安全，計劃在 2003年11月起，到2006年10月間，立法規(guī)范車身毛重在4, 500公斤 以下的卡車、巴士、轎車、SUV車，必須裝配胎壓偵測系統(tǒng)。
目前，在已知技術(shù)中，市場上很多都采用的是間接式胎壓檢測， 通過汽車ABS系統(tǒng)的輪速傳感器來比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別，以達到 監(jiān)視胎壓的目的，該類型系統(tǒng)的主要缺點是無法對兩個以上輪胎同時 缺氣的狀況和速度超過100公里/小時的情況進行判斷。發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是開發(fā)一種系統(tǒng)穩(wěn)定、成本適中、使用壽命長的
胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS: Tire Pressure Monitoring System)，具體4支 術(shù)方案如下。
一種汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，包括無線傳感器模塊、與CAN總線連 接的胎壓檢測接收模塊、用于狀態(tài)顯示的顯示器以及胎壓檢測初始化儀器。
無線傳感器模塊采用氣門嘴方式安裝在輪輞上氣門嘴閥桿根部，用 于監(jiān)測輪胎內(nèi)部氣壓和溫度狀況，其包括壓力傳感器、溫度傳感器、 傳感器模塊微處理器、射頻電路、供電電池及低頻天線和發(fā)射端高頻 天線，在輪胎異常情況下或在規(guī)定的時間間隔內(nèi)，通過高頻天線發(fā)射 無線信號給胎壓檢測接收模塊。
胎壓檢測接收模塊置于駕駛室內(nèi)儀表板下方，接收和處理無線信號， 把處理后的信號通過高速CAN總線送往儀表顯示，并和車身控制模塊 以及其它總線節(jié)點進行信息交互。
胎壓檢測接收模塊主要包括射頻接收模塊、微處理器、CAN控制器、 CAN通信模塊、接收機連接器及電源模塊，其接收端高頻天線接收來自 無線傳感器模塊的高頻無線信號，經(jīng)過射頻接收模塊處理后送往微處 理器進行處理。微處理器根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)操作。所述相 應(yīng)操作包括通過接收機連接器向儀表發(fā)送消息包或者從總線上接收 需要的消息包。
初始化儀器發(fā)射低頻信號，接收高頻信號，通過診斷座與汽車CAN 總線網(wǎng)絡(luò)進行通訊，用于生產(chǎn)線上四輪胎壓傳感器識別、傳感器生產(chǎn) 確認、售后傳感器識別、和/或系統(tǒng)無線胎壓傳感器故障診斷。
本實用新型將傳感器與氣門嘴二合一，節(jié)省成本及安裝空間，利 用該系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)控胎壓，減少輪胎事故的發(fā)生。

圖1:胎壓監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖； 閨2:胎壓監(jiān)測系統(tǒng)部件關(guān)系圖； 罔3:無線傳感器電路結(jié)構(gòu)框圖； 圖4:接收模塊電路結(jié)構(gòu)框圖； 圖5:生產(chǎn)用初始化工作流程； 圍6:手持初始化儀器工作流程。 附圖標記說明
1 -無線傳感器模塊；2 -胎壓檢測接收模塊；3 -顯示器；
-初始化4義器；5 - 0BD-int斷座；1-壓力傳感器；12-溫度傳感器；13-傳感器模塊微處理器；
14-低頻接口；15-射頻電路；16-供電電池；
17 -低頻天線；18-發(fā)射端高頻天線；
21-射頻接收模塊；22-微處理器；23-CAN控制器；
24-接收機連接器；25-電源模塊；26-接收端高頻天線；
27 - LIN通信才莫塊； 28 - CAN通信才莫塊。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行具體描述。
如圖1、 2所示，胎壓監(jiān)測系統(tǒng)包括氣門嘴方式安裝的無線傳感器 模塊l、與CAN總線連接的胎壓檢測接收模塊2、用于狀態(tài)顯示的顯示 器3以及胎壓檢測初始化儀器4。 系統(tǒng)各部件具體介紹如下
1、無線傳感器模塊 無線傳感器模塊1采用氣門嘴方式安裝在輪輞上氣門嘴閥桿根部， 主要用來監(jiān)測輪胎內(nèi)部氣壓和溫度狀況,每隔數(shù)秒定時將檢測到的輪 胎內(nèi)部的氣壓和溫度信號通過無線調(diào)制方式發(fā)送給胎壓檢測接收模塊 2。當有報警數(shù)據(jù)時，傳感器模塊l發(fā)射數(shù)據(jù)的頻率加快。在初始化時，接收#<頻初始化命令。
無線傳感器模塊1電路部分主要包括壓力傳感器11、溫度傳感器12、 微處理器13、低頻接口 14、射頻電路15、供電電池16以及低頻天線 17和發(fā)射端高頻天線18，如圖3所示。橋式電子氣壓傳感器11感應(yīng) 輪胎內(nèi)部的氣壓，將氣壓信號轉(zhuǎn)換為電信號，并送往微處理器13進行 放大、補償?shù)葦?shù)字化處理。低頻天線17感應(yīng)低頻觸發(fā)器發(fā)送來的125KHz 低頻信號，根據(jù)觸發(fā)信號的指令內(nèi)容，由微處理器13執(zhí)行相應(yīng)操作， 在輪胎異常情況下或在規(guī)定的時間間隔內(nèi)，通過高頻天線18發(fā)射無線 信號給胎壓檢測接收模塊，信號的中心頻率為433MHz。
無線胎壓傳感器l還檢測電池電量，當電池電量不足時，發(fā)送信號 給胎壓檢測接收模塊2。
2、 胎壓檢測接收模塊
胎壓檢測接收模塊2置于駕駛室內(nèi)儀表板下方，接收和處理無線信 號，把處理后的信號通過高速CAN總線送往儀表顯示ICM( Instrument Control Module)，并和車身控制模塊BCM(BodyControl Module)等總 線節(jié)點進行信息交互。
如圖4所示，胎壓檢測接收模塊2的電路主要包括射頻接收模塊21、 微處理器22及CAN控制器23、 CAN通信模塊、接收機連接器24及電 源模塊25。接收端高頻天線26接收來自無線傳感器的高頻無線信號， 經(jīng)過射頻接收模塊21的濾波、放大、混頻及解調(diào)后送往微處理器22 進行處理。微處理器22根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)操作，包括通過 接收模塊連接器24向儀表發(fā)送消息包或者從總線上接收需要的消息 包。電源模塊25對轎車電瓶電源進行濾波、防反壓、電平轉(zhuǎn)換、電平 瞬態(tài)抑制等處理。
接收機連接器24是汽車專用接插件，為胎壓檢測接收模塊2的電源、 地線、CAN線束提供連接，使得胎壓檢測接收模塊2可以與轎車CAN總 線網(wǎng)絡(luò)進行通信。
3. 顯示器顯示器3安裝在儀表臺上或集成在儀表內(nèi)部顯示器里，用于顯示胎 壓報警符號、系統(tǒng)故障報警符號及車形狀符號。 4、胎壓檢測系統(tǒng)初始化儀器
胎壓檢測系統(tǒng)初始化儀器4是可應(yīng)用于生產(chǎn)和售后的多功能儀器。 初始化儀器4發(fā)射低頻信號，接收高頻信號，并通過0BD-II診斷座5 與汽車CAN總線網(wǎng)絡(luò)進行通訊，可以用于生產(chǎn)線上四輪胎壓傳感器識 別、傳感器生產(chǎn)確認、售后傳感器識別、系統(tǒng)無線胎壓傳感器故障診 斷等。
4.1生產(chǎn)上用于四輪的胎壓傳感器識別
一套生產(chǎn)用初始化儀器4主要包括胎壓傳感器ID收集器、ID處理 中心和連接線束。
在生產(chǎn)線上時，用胎壓傳感器ID收集器把四個輪胎的傳感器ID 讀出，統(tǒng)一送往ID處理中心。然后由PC控制和設(shè)置界面的規(guī)范操作， 通過CAN總線把傳感器ID寫入主機中，由此能夠進行四輪胎的胎壓傳 感器識別，適合大規(guī)模生產(chǎn)。初始化儀器獲取ID和設(shè)置流程如圖5所
示o
4. 2生產(chǎn)終檢
系統(tǒng)裝配生產(chǎn)完畢后，需要對其進行高頻功率的測試和對整個系統(tǒng) 生產(chǎn)完畢的確認。具體步驟是用初始化儀器向胎壓傳感器發(fā)送相應(yīng)的 指令，傳感器接收到指令后就通過高頻通道回復(fù)相應(yīng)數(shù)據(jù)包，初始化 儀器4接收回復(fù)信息來確認其發(fā)送指令成功。 4.3售后用于傳感器識別和故障診斷
是一種簡化生產(chǎn)用初始化儀器功能，可以用于售后用的手持初始 化儀器。當用戶更換輪胎時，也可以到專門的經(jīng)銷商或維修點那里去 進行初始化輪胎定位，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，也可以進行故障診斷，手 持診斷儀的工作流程如圖6所示，當手持診斷儀按次序收集四輪胎胎 壓傳感器完畢，會集中通過CAN總線送往系統(tǒng)接收模塊。
下面描述本系統(tǒng)的具體使用。1、 系統(tǒng)初始i殳置
在生產(chǎn)線上，利用初始化儀器進行初始化；在用戶更換輪胎后， 需要到專門的維修店里進行初始化，與儀表無關(guān)。
2、 報警顯示
當由于慢速漏氣導(dǎo)致輪胎壓力達到低壓狀態(tài)時，儀表就顯示黃色 胎壓報警符號。
在鑰匙打到ON檔位置的狀態(tài)下，只要胎壓值不正常，儀表就顯示 相應(yīng)符號且在液晶顯示區(qū)車型符號中顯示相應(yīng)的輪胎位置。
3、 系統(tǒng)故障顯示
當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時候，儀表上的胎壓符號將進行報警。
權(quán)利要求1、一種汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，包括無線傳感器模塊(1)、與CAN總線連接的胎壓檢測接收模塊(2)、用于狀態(tài)顯示的顯示器(3)以及胎壓檢測初始化儀器(4)。
2、 如權(quán)利要求1所述的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于無線傳感 器模塊(1)采用氣門嘴方式安裝在輪輞上氣門嘴閥桿根部，用于監(jiān)測 輪胎內(nèi)部氣壓和溫度狀況，其包括壓力傳感器(11 )、溫度傳感器(12)、 傳感器模塊微處理器(13)、射頻電路(15)、供電電池(16)及低頻天 線(17)和發(fā)射端高頻天線(18)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于胎壓 檢測接收模塊(2)置于駕駛室內(nèi)儀表板下方，接收和處理無線信號，把 處理后的信號通過高速CAN總線送往儀表顯示，并和車身控制模塊以 及其它總線節(jié)點進行信息交互。
4、 如權(quán)利要求3所述的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于胎壓檢測 接收模塊(2 )主要包括射頻接收模塊(21)、微處理器(22 ) 、 CAN控 制器(23 ) 、 CAN通信模塊(28 )、接收機連接器(24 )及電源模塊(25 ), 其接收端高頻天線(25)接收來自無線傳感器模塊(1)的高頻無線信 號，經(jīng)過射頻接收模塊(21)處理后送往微處理器(22)進行處理， 微處理器(22)根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)操作。
5、 如權(quán)利要求4所述的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于接收機連 接器(24)為胎壓檢測接收模塊(2)的電源、地線、CAN線束提供連接。
6、如權(quán)利要求5所述的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于初始化儀 器(4 )發(fā)射低頻信號，接收高頻信號，通過診斷座(5 )與汽車CAN總 線網(wǎng)絡(luò)進行通訊。
7、如權(quán)利要求6所述的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于初始化 儀器(4)主要包括胎壓傳感器ID收集器、ID處理中心和連接線束。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，包括無線傳感器模塊(1)、與CAN總線連接的胎壓檢測接收模塊(2)、顯示器(3)以及胎壓檢測初始化儀器(4)，其中無線傳感器模塊采用氣門嘴方式安裝在輪輞上氣門嘴閥桿根部，用于監(jiān)測輪胎內(nèi)部氣壓和溫度狀況，胎壓檢測接收模塊置于駕駛室內(nèi)儀表板下方，接收和處理無線信號，把處理后的信號通過高速CAN總線送往儀表顯示，并和車身控制模塊以及其它總線節(jié)點進行信息交互。初始化儀器用于生產(chǎn)線上四輪胎壓傳感器識別、傳感器生產(chǎn)確認、售后傳感器識別、和/或系統(tǒng)無線胎壓傳感器故障診斷。本實用新型將傳感器與氣門嘴二合一，節(jié)省成本及安裝空間，利用該系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)控胎壓，減少輪胎事故的發(fā)生。
文檔編號B60C23/02GK201325292SQ20082017771
公開日2009年10月14日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者波 于, 偉 劉, 坤 趙, 陸均堯 申請人:奇瑞汽車股份有限公司