CN102555699A - 直接式轮胎压力监测系统中发射器的校准装置及校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直接式轮胎压力监测系统中发射器的校准装置，包括充气装置、无线采集数据传输板卡，无线采集数据传输板卡通过无线信号与轮胎压力监测系统中的发射器相连，无线采集数据传输板卡与数据处理装置相连；所述充气装置包括充气泵，充气泵通过导气管与轮胎充气枪的进气口相连。本发明还同时公开了该装置的校准方法。利用本发明的校准装置和校准方法，可以准确在检测出企业生产的胎压监测系统测量轮胎压力的准确度和误差，为企业开发胎压监测系统提供参考标准，为胎压监测产品生产提供可靠保证。

Description

直接式轮胎压力监测系统中发射器的校准装置及校准方法

技术领域

本发明涉及一种直接式轮胎压力监测系统领域，特别是涉及轮胎压力监测系统中压力检测和无线发射器的校准装置及校准方法。

背景技术

据2002年美国汽车工程师学会调查，全美平均每年有26万起交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的；而在高速公路上发生的交通事故有70％是由于爆胎引起的；此外，每年75％的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。统计表明：交通意外增加的主要原因是高速行驶中因轮胎故障引起的爆胎。

另据统计，在中国，46％的高速公路交通事故是由于轮胎故障引起的，这其中仅爆胎一项就占事故总量的70％。在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是杀伤力最大也是最难预防的事故隐患，是突发性交通事故发生的重要原因。

美国公路交通安全管理局(NTHTSA)制定了FMVSS 138法规，要求2007年9月以后，所有在美国销售的最大设计总质量不超过4536kg的四轮乘用车和商用车都必须安装轮胎气压监测系统。

近年来，轮胎压力监测系统产品生产企业迅速增多，但产品品种、型式、技术不平和质量不齐。企业参考的标准最多的是美国联邦法规FMVSS 138与2007年中国汽车研究院制定TPMS标准送审稿。

由于间接式轮胎压力监测系统检测的准确率低，且有不能同时检测出多个轮胎同时出现气压过低的缺点，因此，目前企业设计的大部分属于直接式轮胎压力监测系统。

直接式轮胎压力监测系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块，然后对各轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时，系统会自动报警。属于事前主动防御性汽车电子器件。

美国的联邦法规和中国的TPMS送审稿只规定了最基本的功能要求，如即当轮胎气压低于规定气压值时，TPMS应在规定的时间内发出欠压视觉报警信号。但对检测压力的精度，重复性和无线数据传输的稳定性等都没有做出明确规定，缺乏标准的校准装置和校准方法，无法为TPMS产品的质量提供保障。

中国专利ZL 200810064019.7公开了一种汽车轮胎压力监测系统标定仪及其标定方法，标定仪包括两部分，一为轮胎压力传感器，二为诊断标定设备，轮胎压力传感器包括中央控制模块(2)、传感器(1)、射频发射电路和低频接收电路，轮胎传感器连接低频接收电路和中央控制模块(2)，中央控制模块(2)连接射频发射电路和传感器(1)，标定仪包括单片机、低频发射电路、射频接收电路、人机界面和通信接口组成，单片机连接低频发射电路，轮胎传感器连接射频接收电路，射频接收电路连接单片机，单片机连接人机界面和通信接口。同时，该专利还公开了其标定方法。但是该专利公布的标定及方法是指更改轮胎压力监测系统的设定参数，以满足不同车型轮胎参数的使用要求。没有涉及对轮胎压力监测系统中发射传感器检测压力的准确度(精度)进行校准的装置和方法，无法判断发射传感器的压力检测的误差和判断其质量是否符合标准。具体详见该专利第22～28段介绍的校准方法过程；第46段：“轮胎传感器通过低频接收电路收到诊断标定命令时，将其发送到中央控制模块，中央控制模块对命令进行解析，根据命令内容改变内部存储器中的变量值，处理完成后通过射频发射电路将结果发送出去。”

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种直接式轮胎压力监测系统中发射器的校准装置及校准方法，其能够对直接式轮胎压力监测系统的发射器进行校准，判断安装在轮胎内部的发射器对压力检测的准确度，重复性，无线传输的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种直接式轮胎压力监测系统中发射器的校准装置，包括充气装置、无线采集数据传输板卡，所述无线采集数据传输板卡通过无线信号与轮胎压力监测系统中的发射器相连，无线采集数据传输板卡与数据处理装置相连，所述充气装置包括充气泵，充气泵通过导气管与轮胎充气枪的进气口相连。

所述无线采集数据传输板卡包括无线接收单元、中央处理单元和数据通讯单元，中央处理单元分别与无线接收单元、数据通讯单元相连，数据通讯单元通过串口与数据处理装置相连。

所述数据通讯单元为RS-232数据通讯单元。

所述数据处理装置为单片机或PLC或工控机或PC机。

所述导气管为软管。

所述轮胎充气枪为带压力显示装置的高精度轮胎充气枪。

一种直接式轮胎压力监测系统中发射器的校准装置的校准方法，步骤如下：

1)将待测的直接式轮胎压力监测系统发射器安装到轮胎上；

2)将充气装置的轮胎充气枪的出气口通过转换接头与安装有待测发射器的轮胎气门嘴相连；

3)将无线采数据传输板卡通过RS-232电缆与PC机相连，给无线采数据传输板卡供电；设置无线通讯帧的格式与载波频率，与轮胎发射器无线发射帧格式与载波频率相匹配；

4)打开PC端校准系统，并按下测试按钮，检测与无线采集数据板卡的连接是否正常，并输入待测发射器的无线数据传输帧的格式和待保存数据的文本文件名；

5)启动充气泵，用力将充气枪的金属把手下压到全程，为轮胎充气到80Kpa，松开把手，停止充气；在PC端校准系统上，输入压力设定文本框为”80”，按下开始检测并保存数据按钮，此按钮变灰，无线采集数据板卡开始接收发射器发出的压力信号；接收发射器发出的10组压力数据，计算发射器检测到的气压值和误差，并在检测压力文本框和检测误差文本框中相应显示且保存到文本文件中，开始检测并保存数据铵钮变正常；

6)依照上一步，依次检测100Kpa、120Kpa、140Kpa、160Kpa、180Kpa、200Kpa、220Kpa、240Kpa、260Kpa、280Kpa、300Kpa、330Kpa、370Kpa、400Kpa、450Kpa、500Kpa的发射器检测的气压值和误差；

7)关闭充气泵，将充气枪的金属把手下压到1/2行程，为轮胎放气，依次检测450Kpa、370Kpa、330Kpa、300Kpa、280Kpa、260Kpa、240Kpa、220Kpa、200Kpa、180Kpa、160Kpa、140Kpa、120Kpa、100Kpa、80Kpa的发射器检测的气压值和误差；

8)依照上面的检测步骤，再重复检测二次；

9)按下退出按钮关闭校准系统；

10)根据校准系统保存的数据文件，将这三次在不同气压下发射器检测的气压值和误差求平均，并绘制压力和误差曲线，即可确定在不同的气压范围内此发射器的测量误差。

本发明的装置包括硬件设备和PC端检测系统。

硬件设备主要包括：一台充气泵，一段充气专用软管，一个带压力显示的高精度轮胎充气枪和一块无线采集数据传输板卡。该板卡主要由三部分级组成：无线信号接收单元，用于接收轮胎内部发射器发出的信息；中央处理器单元，用于控制无线信号接收单元，并实现计算与PC通讯的功能；RS-232通讯单元，实现与PC的数据传输。

PC端监测系统主要用于设置无线通讯帧格式和无线传输的载波频率，设定轮胎气压，存储测量的数据，显示测量气压值和计算测压力的准确度。

本发明的校准装置和校准方法是对轮胎压力监测系统中发射器准确度(精度)进行检测的装置和方法，是判断厂家生产的发射传感器是否符合标准的依据。

本发明提供的校准方法：设置无线通讯帧的格式与载波频率，与轮胎发射器无线发射帧格式与载波频率相匹配；利用高精度轮胎充气枪测得安装有发射器轮胎气体压力，输入PC机软件设定压力文本框，按下开始检测并保存按钮，启动接收发射器发出的压力数据，软件在检测压力并自动计算发射器的测量压力误差，且把数据存储到指定文本文件中。

本发明的效果：利用本发明的校准装置和校准方法，可以准确在检测出企业生产的胎压监测系统测量轮胎压力的准确度和误差，为企业开发胎压监测系统提供参考标准，为胎压监测产品生产提供可靠保证。

附图说明

图1校准装置连接示意图；

图2校准用无线采集数据传输板卡功能框图；

图3校准PC端校准系统界面示意图；

其中1.充气泵，2.软管，3.充气枪，4.发射器，5.轮胎，6.无线采集数据传输板卡，7.无线接单元，8.中央处理单元，9.RS-232数据通讯单元，10.无线数据传输帧的格式，11.载波频率，12文件名，13压力设定文本框，14.检测压力文本框，15.检测误差文本框，16.测试按钮，17.开始检测并保存按钮，18.退出按钮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、图2所示，直接式轮胎压力监测系统中发射器的校准装置，包括充气装置、无线采集数据传输板卡6，无线采集数据传输板卡6通过无线信号与轮胎压力监测系统中的发射器相连，无线采集数据传输板卡6与数据处理装置相连；所述充气装置包括充气泵1，充气泵1通过导气管与轮胎充气枪3的进气口相连。导气管为软管2。

无线采集数据传输板卡6包括无线接收单元7、中央处理单元8和数据通讯单元，中央处理单元8分别与无线接收单元6、数据通讯单元相连。数据通讯单元为RS-232数据通讯单元9。

数据处理装置为单片机或PLC或工控机或PC机。

轮胎充气枪3为带压力显示装置的高精度轮胎充气枪。

直接式轮胎压力监测系统中发射器的校准装置的校准方法，步骤如下：

1)将待测的直接式轮胎压力监测系统发射器4安装到轮胎5上；

2)将充气装置的轮胎充气枪1的出气口通过转换接头与安装有待测发射器4的轮胎气门嘴相连；

3)将无线采数据传输板卡6通过RS-232电缆与PC机相连，给无线采数据传输板卡6供电；设置无线数据传输帧的格式10与载波频率11，与轮胎发射器无线发射帧格式与载波频率相匹配；

4)打开PC端校准系统，并按下测试按钮16，检测与无线采集数据板卡的连接是否正常，并输入待测发射器的无线数据传输帧的格式10和待保存数据的文本文件名12；

5)启动充气泵1，用力将充气枪3的金属把手下压到全程，为轮胎5充气到80Kpa，松开把手，停止充气；在PC端校准系统上，压力设定文本框13中输入”80”，按下开始检测并保存数据按钮17，此按钮变灰，无线采集数据板卡6开始接收发射器4发出的压力信号；接收发射器4发出的10组压力数据，计算发射器4检测到的气压值和误差，并在检测压力文本框14和检测误差文本框15中相应显示且保存到文本文件中，开始检测并保存数据铵钮17变正常；

6)依照上一步，依次检测100Kpa、120Kpa、140Kpa、160Kpa、180Kpa、200Kpa、220Kpa、240Kpa、260Kpa、280Kpa、300Kpa、330Kpa、370Kpa、400Kpa、450Kpa、500Kpa的发射器检测的气压值和误差；

7)关闭充气泵1，将充气枪3的金属把手下压到1/2行程，为轮胎5放气，依次检测450Kpa、370Kpa、330Kpa、300Kpa、280Kpa、260Kpa、240Kpa、220Kpa、200Kpa、180Kpa、160Kpa、140Kpa、120Kpa、100Kpa、80Kpa的发射器4检测的气压值和误差；

8)依照上面的检测步骤，再重复检测二次；

9)按下退出按钮18关闭校准系统；

10)根据校准系统保存的数据文件，将这三次在不同气压下发射器4检测的气压值和误差求平均，并绘制压力和误差曲线，即可确定在不同的气压范围内此发射器的测量误差。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种直接式轮胎压力监测系统中发射器的校准装置，其特征是，包括充气装置、无线采集数据传输板卡，无线采集数据传输板卡通过无线信号与轮胎压力监测系统中的发射器相连，无线采集数据传输板卡与数据处理装置相连；所述充气装置包括充气泵，充气泵通过导气管与轮胎充气枪的进气口相连。

2.如权利要求1所述的校准装置，其特征是，所述无线采集数据传输板卡包括无线接收单元、中央处理单元和数据通讯单元，中央处理单元分别与无线接收单元、数据通讯单元相连，数据通讯单元通过串口与数据处理装置相连。

3.如权利要求2所述的校准装置，其特征是，所述数据通讯单元为RS-232数据通讯单元。

4.如权利要求1所述的校准装置，其特征是，所述数据处理装置为单片机或PLC或工控机或PC机。

5.如权利要求1所述的校准装置，其特征是，所述导气管为软管。

6.如权利要求1所述的校准装置，其特征是，所述轮胎充气枪为带压力显示装置的高精度轮胎充气枪。

7.一种利用权利要求1-6中任一项所述的校准装置的校准方法，其特征是，步骤如下：

1)将待测的直接式轮胎压力监测系统发射器安装到轮胎上；

2)将充气装置的轮胎充气枪的出气口通过转换接头与安装有待测发射器的轮胎气门嘴相连；

3)将无线采数据传输板卡通过RS-232电缆与PC机相连，给无线采数据传输板卡供电；

4)打开PC端校准系统，并按下测试按钮，检测与无线采集数据板卡的连接是否正常；

5)启动充气泵，将充气枪的金属把手下压到全程，为轮胎充气到预定值，无线采集数据板卡开始接收发射器发出的压力信号，处理发射器检测到的气压值和误差，并保存到校准系统中；

6)依照上一步，为轮胎充气到多个不同的预定值，分别处理发射器检测的气压值和误差，并保存到校准系统中；

7)关闭充气泵，将充气枪的金属把手下压到1/2行程，为轮胎放气，为轮胎充气到多个不同的预定值，分别处理发射器检测的气压值和误差，并保持到校准系统中；

8)依照步骤5)-7)的检测步骤，再重复检测二次；

9)根据校准系统保存的数据文件，将这三次在不同气压下发射器检测的气压值和误差求平均，并绘制压力和误差曲线，即可确定在不同的气压范围内此发射器的测量误差。

8.如权利要求7所述的校准方法，其特征是，所述步骤4)中同时还需设置无线通讯帧的格式与载波频率与轮胎发射器无线发射帧格式与载波频率相匹配。

Images