專利名稱：集成胎壓檢測(cè)功能的汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)控制器。
背景技術(shù)：
汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)是一種能夠在極限工況(側(cè)滑、甩尾等)下，通過(guò)調(diào)節(jié)動(dòng)力系統(tǒng)或制動(dòng)系統(tǒng)工作狀態(tài)的方法，使車輛保持操縱穩(wěn)定性的裝置。汽車胎壓檢測(cè)系統(tǒng)則通常是通過(guò)對(duì)輪胎壓力進(jìn)行采集，通過(guò)監(jiān)測(cè)對(duì)駕駛員提出胎壓過(guò)高或者胎壓過(guò)低警告信息的 安全系統(tǒng)。汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESP系統(tǒng)通常由ESP控制器、執(zhí)行器和傳感器等部分組成，其中傳感器包括輪速傳感器、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器、縱向加速度傳感器、側(cè)向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器。汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)的工作原理為通過(guò)方向盤(pán)角度變化和當(dāng)前的車速、輪速、發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)等信息識(shí)別駕駛員意圖，同時(shí)不斷測(cè)量車輛的側(cè)向加速度、橫擺角速度，通過(guò)計(jì)算得出當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)與駕駛員意圖的差別。當(dāng)兩者產(chǎn)生一定差距時(shí)，車輛穩(wěn)定系統(tǒng)介入，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)或?qū)喬シ謩e施加制動(dòng)力的方式，使車輛運(yùn)行穩(wěn)定。汽車胎壓檢測(cè)系統(tǒng)通常由胎壓傳感器、接收器及控制器組成。其中胎壓傳感器包含壓力檢測(cè)模塊和無(wú)線發(fā)射模塊。胎壓檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理為，通過(guò)安裝在輪胎內(nèi)部的胎壓檢測(cè)模塊，對(duì)輪胎的氣壓進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后通過(guò)無(wú)線發(fā)射模塊進(jìn)行發(fā)送，控制器中無(wú)線接收模塊對(duì)輪胎壓力進(jìn)行接收，同時(shí)控制器通過(guò)對(duì)接收模塊數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取及判斷，將胎壓信息及警告信息反饋至駕駛員。由于汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)并不能感知到輪胎壓力的變化，因此汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)的控制是建立在胎壓正常的情況之下。而當(dāng)車輛發(fā)生爆胎時(shí)，車輛狀態(tài)產(chǎn)生不穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)輪胎壓力降為一個(gè)大氣壓，輪胎的路面附著力也急劇變化，極大的影響汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)的控制效果。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種集成胎壓檢測(cè)功能的汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)控制器，該控制器集成了胎壓檢測(cè)模塊，能實(shí)現(xiàn)爆胎控制功能，有效降低爆胎事故中的人員傷亡。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種集成胎壓檢測(cè)功能的汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)控制器，包括中央處理單元、電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、通訊接口模塊、電源模塊、輪速處理模塊和車輛狀態(tài)處理模塊，輪速處理模塊輸出和車輛狀態(tài)處理模塊輸出接中央處理單元輸入端，中央處理單元輸出接電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和通訊接口模塊，電源模塊與各模塊連接向各模塊供電；所述控制器還包括胎壓接收模塊，胎壓接收模塊輸出接中央處理單元輸入端，胎壓接收模塊采集安裝在輪胎上的壓力傳感器所發(fā)出的胎壓信號(hào)。所述胎壓接收模塊為無(wú)線接收模塊。所述電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊采用智能低端開(kāi)關(guān)，每片開(kāi)關(guān)具有四個(gè)通道；在電磁閥供電端還裝有一片智能高端開(kāi)關(guān)。 本實(shí)用新型是在現(xiàn)有電子穩(wěn)定系統(tǒng)控制器的基礎(chǔ)上，增加胎壓檢測(cè)模塊，實(shí)現(xiàn)爆胎控制功能。胎壓檢測(cè)模塊主要作用是通過(guò)專用的無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊，監(jiān)控并接收安裝在車輪的胎壓傳感器發(fā)出的無(wú)線信號(hào)，通過(guò)轉(zhuǎn)換得到需要的數(shù)值，并且送入中央處理單元進(jìn)行處理。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是在電子穩(wěn)定系統(tǒng)控制器硬件中集成了胎壓檢測(cè)模塊，在保證整車動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，可以針對(duì)爆胎這種特定工況進(jìn)行及時(shí)處理，能有效降低爆胎事故中的人員傷亡。

圖I為本實(shí)用新型集成胎壓檢測(cè)功能的汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)控制器電氣原理示意圖；圖2為中央處理單元基于MC9S12XDT256的本實(shí)用新型的電路示意圖。圖中1中央處理單元，2電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊，3電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，4通訊接口模塊，5電源模塊，6輪速處理模塊，7車輛狀態(tài)處理模塊，8胎壓接收模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。參見(jiàn)圖I和圖2，一種集成胎壓檢測(cè)功能的汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)控制器，包括中央處理單元I、電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊2、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊3、通訊接口模塊4、電源模塊5、輪速處理模塊6、車輛狀態(tài)處理模塊7和胎壓接收模塊8，輪速處理模塊6輸出和車輛狀態(tài)處理模塊7輸出接中央處理單元輸入端，中央處理單元輸出接電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊2、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊3和通訊接口模塊4，電源模塊5與各模塊連接向各模塊供電；所述胎壓接收模塊8輸出接中央處理單元輸入端，胎壓接收模塊8采集安裝在輪胎上的壓力傳感器所發(fā)出的胎壓信號(hào)。所述胎壓接收模塊8為無(wú)線接收模塊。所述電源模塊5構(gòu)成向各個(gè)模塊供電的供電系統(tǒng),輪速處理模塊6和車輛狀態(tài)處理模塊7對(duì)系統(tǒng)各個(gè)傳感器和部件進(jìn)行信號(hào)處理，分別送入中央處理單元I的模數(shù)轉(zhuǎn)換、輸入捕捉和數(shù)字IO模塊進(jìn)行信號(hào)測(cè)量。通過(guò)胎壓無(wú)線接收模塊8對(duì)胎壓傳感器發(fā)出的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且通過(guò)IO 口發(fā)送給中央處理單元I。中央處理控制單元I的控制算法信號(hào)經(jīng)電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊2和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊3輸出，作用于液壓控制單元，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行的控制操作信號(hào)經(jīng)通訊接口模塊4輸出。所述中央處理單元I采用飛思卡爾公司的MC9S12XDT256處理器。該處理器具有最大80Mhz的總線頻率，同時(shí)有16通道ADC、8通道CAP、8通道PWM、36通道GPIO和雙路CAN總線控制器，資源完全滿足汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESP控制、計(jì)算要求。中央處理單元I主要的功能是對(duì)汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)的輸入、輸出進(jìn)行管理，并且負(fù)責(zé)完成快速、復(fù)雜的控制算法。汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)主要用到中央處理單元I中的輸入捕捉模塊(CAP)、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADC)，脈寬調(diào)制模塊(PWM)和通用輸入輸出模塊(GPIO)。其中輸入捕捉模塊(CAP模塊)主要用來(lái)捕捉輪速信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后得到的方波脈寬，進(jìn)而經(jīng)過(guò)計(jì)算得到瞬時(shí)輪速；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADC模塊)主要處理模擬信號(hào)，包括壓力傳感器信號(hào)、橫擺角速度、縱向和橫向加速度及系統(tǒng)各個(gè)可靠性測(cè)量回路信號(hào)。脈寬調(diào)制模塊(PWM模塊)主要用來(lái)處理電磁閥工作需要的脈寬信號(hào)，通過(guò)調(diào)制，可以得到不同占空比的控制輸出。通用輸入輸出模塊(GPIO模塊)主要用來(lái)處理系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量和數(shù)字量，包括轉(zhuǎn)角傳感器信號(hào)、制動(dòng)警告燈、制動(dòng)踏板、ESP開(kāi)關(guān)等信號(hào)。中央處理單元I在完成輸入輸出管理功能的同時(shí)，還需要完成各種復(fù)雜的濾波、計(jì)算，并且運(yùn)行各種復(fù)雜的控制算法。所述胎壓接收模塊8采用NODIC公司的NRF401胎壓接收芯片，該芯片能以433. 92Mhz頻率接收胎壓傳感器發(fā)出的信號(hào)，并且通過(guò)IO 口與中央處理單元I進(jìn)行通信并傳輸信號(hào)。所述電源模塊5米用infineon公司的通用穩(wěn)壓電源模塊TLE4271,將蓄電池電壓12V轉(zhuǎn)化為5V，經(jīng)過(guò)電感進(jìn)行隔離，分成模擬電源5V和數(shù)字電源5V，分別給模擬電路和數(shù)字電路供電。同時(shí)，地線也分別經(jīng)電感隔離成驅(qū)動(dòng)地(電磁閥和電機(jī)驅(qū)動(dòng)回路)、模擬地和數(shù)字地，充分隔離各種干擾。所述輪速處理模塊6采用通用比較器LM339構(gòu)成比較器電路，輪速處理模塊6是對(duì)輪速傳感器進(jìn)行信號(hào)處理，比較基準(zhǔn)為5V電源經(jīng)分壓后得到的2. 5V。對(duì)于磁電式輪速傳感器，信號(hào)可以直接接該模塊兩端輸入即可得到標(biāo)準(zhǔn)方波；對(duì)于霍爾式傳感器，還需在比較器前增加一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮?，將電流信?hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)比較器整形得到方波。所述電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊2采用3片infineon公司的通用智能四通道低端開(kāi)關(guān)，每一片可以直接驅(qū)動(dòng)4個(gè)電磁閥，供電電流最大為5A，可以滿足12個(gè)電磁閥的驅(qū)動(dòng)能力。在電磁閥供電端，還加上了一片infineon公司的BTS6143D通用智能高端開(kāi)關(guān),最大負(fù)載電流可達(dá)70A，通過(guò)控制BTS6143D可以隨時(shí)切斷電磁閥供電，確保系統(tǒng)安全性。所述電機(jī)控制模塊3采用infineon公司的BTS6143D通用智能高端開(kāi)關(guān),可以以開(kāi)關(guān)方式或PWM方式驅(qū)動(dòng)ESP直流電機(jī)。所述車輛狀態(tài)處理模塊7分為數(shù)字信號(hào)、開(kāi)關(guān)量和模擬信號(hào)分別進(jìn)行處理。車輛狀態(tài)處理模塊7是對(duì)車輛狀態(tài)傳感器進(jìn)行信號(hào)處理，對(duì)于數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)向角度傳感器信號(hào)經(jīng)過(guò)上拉到5V電源后直接送入中央處理控制單元I的MC9S12XDT256的GPIO進(jìn)行處理；對(duì)于開(kāi)關(guān)量制動(dòng)警告燈、制動(dòng)踏板、ESP開(kāi)關(guān)經(jīng)通用三極管S8050反向后送入中央處理控制單元I的MC9S12XDT256的GPIO進(jìn)行處理。對(duì)于模擬量，橫擺角速度、縱向和側(cè)向加速度信號(hào)、壓力傳感器信號(hào)通過(guò)通用運(yùn)放LM224D構(gòu)成的反向比例運(yùn)算電路，將信號(hào)幅值分別按照比例變換到0-5V區(qū)間，然后送入中央處理控制單元I的MC9S12XDT256的ADC模塊進(jìn)行處理。所述通訊接口模塊4直接使用中央處理控制單元I的MC9S12XDT256自帶CAN控制器作為報(bào)文的收發(fā)控制，總線信號(hào)則由PHILIPS公司生產(chǎn)的通用高速CAN總線驅(qū)動(dòng)器PCA82C250來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。以上各個(gè)模塊分別有自己特定的功能，經(jīng)組合在一起后互相配合工作，完整實(shí)現(xiàn)汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)控制器輸入信號(hào)處理、輸出信號(hào)處理、通訊和計(jì)算功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)胎壓監(jiān)測(cè)功能。以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，因此，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均就包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種集成胎壓檢測(cè)功能的汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)控制器，包括中央處理單元(I)、電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊(2)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(3)、通訊接口模塊(4)、電源模塊(5)、輪速處理模塊(6)和車輛狀態(tài)處理模塊(7 )，輪速處理模塊(6 )輸出和車輛狀態(tài)處理模塊(7 )輸出接中央處理單元(I)輸入端，中央處理單元(I)輸出接電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊(2)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(3)和通訊接口模塊(4)，電源模塊(5)與各模塊連接向各模塊供電；其特征是所述控制器還包括胎壓接收模塊(8 )，胎壓接收模塊(8)輸出接中央處理單元(I)輸入端，胎壓接收模塊(8 )采集安裝在輪胎上的壓力傳感器所發(fā)出的胎壓信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成胎壓檢測(cè)功能的汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)控制器，其特征是所述胎壓接收模塊(8)為無(wú)線接收模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的集成胎壓檢測(cè)功能的汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)控制器，其特征是所述電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊(2)采用智能低端開(kāi)關(guān)，每片開(kāi)關(guān)具有四個(gè)通道；在電磁閥供電端還裝有一片智能高端開(kāi)關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種集成胎壓檢測(cè)功能的汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)控制器，包括中央處理單元(1)、電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊(2)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(3)、通訊接口模塊(4)、電源模塊(5)、輪速處理模塊(6)和車輛狀態(tài)處理模塊(7)，輪速處理模塊輸出和車輛狀態(tài)處理模塊輸出接中央處理單元輸入端，中央處理單元輸出接電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和通訊接口模塊，電源模塊與各模塊連接；所述控制器還包括胎壓接收模塊(8)，胎壓接收模塊輸出接中央處理單元輸入端，胎壓接收模塊采集安裝在輪胎上的壓力傳感器所發(fā)出的胎壓信號(hào)。所述胎壓接收模塊為無(wú)線接收模塊。本實(shí)用新型集成了胎壓檢測(cè)模塊，能實(shí)現(xiàn)爆胎控制功能，有效降低爆胎事故中的人員傷亡。
文檔編號(hào)B60W30/02GK202413784SQ20112052812
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者張丙軍, 張涌, 鐘國(guó)華 申請(qǐng)人:上海汽車集團(tuán)股份有限公司, 南京汽車集團(tuán)有限公司