CN103434349B - 胎压监测系统的自动配对方法及装置、胎压监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及胎压监测系统的自动配对方法，通过汽车在转弯时的转向及各轮胎横向加速度的大小顺序判断各发射器的ID码对应的轮位，从而实现系统的自动配对，该配对方法实现简单方便，不需要专业人员操作，不需要专业工具，成本低，且配对准确率高，方便推广与应用。

Description

胎压监测系统的自动配对方法及装置、胎压监测系统

技术领域

本发明涉及胎压监测系统（TPMS）的技术领域，尤其涉及胎压监测系统的自动配对方法及装置、胎压监测系统。

背景技术

TPMS（TyrePressureMonitoringSystem，胎压监测系统）是一种对车辆轮胎的压力、温度、电压等进行实时监测的系统，方便驾驶员实时了解各轮胎的压力、温度等，在轮胎出现异常时，能及时得到解决，减少因爆胎、漏气等引起交通事故。

现有的TPMS包括在每个轮胎中的发射器和安装在车内的接收器，以四轮汽车为例，四轮汽车包括右前轮、左前轮、右后轮及左后轮，每一个轮胎中的发射器设置有一个ID码，发射器发送轮胎的相关信息到接收器的同时发送发射器的ID码以便接收器分辨出所接收的信息属于哪一个轮胎，故需要在进行胎压监测前对发射器和接收器进行配对，将ID码与轮胎位置进行关联，并保存。

现有技术中，TPMS的发射器与接收器的配对方法包括以下几种：

（1）手动向接收器输入与轮胎位置对应的发射器的ID码，接收器将ID码及其对应轮胎位置进行配对，并保存。

（2）通过对轮胎进行充气、放气或其他动作触发发射器发送ID码到接收器，接收器将所接收的ID码与其对应的轮胎位置进行配对，并保存。

（3）将接收器与触发器有线连接，通过接收器控制触发器触发发射器发送ID码到接收器，接收器将所接收的ID码与其对应的轮胎位置进行配对，并保存。

（4）手持仪收集发射器的ID码，并将所收集的ID码通过有线或无线方式发送给接收器，接收器将所接收的ID码与其对应的轮胎位置进行配对，并保存。

在汽车厂线配对工序上，方法（1）因为ID码具有唯一性，一般是一个12位数的序列号，手动输入容易输错，导致配对失败，且手动输入需要的时间长，效率低，系统配对成本高。方法（2）、（3）、（4）操作复杂，导致配对需要时间长，效率低，且需要辅助设备，导致配对成本高。在客户实际使用时，由于轮胎的更换或发射器的更换需要系统需要重新配对，由于上述四种方法都需要专业的操作步骤，需要专业人员操作，故汽车更换轮胎或更换发射器时需要送到专业汽修点或送回厂商处进行配对，给客户带来不便。

故现有的配对方法和装置亟需改善。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足和缺陷，提供一种胎压监测系统的自动配对方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：胎压监测系统的自动配对方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一检测各轮胎的横向加速度；

步骤二根据各轮胎的横向加速度大小顺序，将各轮胎的横向加速度对应的ID码与汽车的轮位进行配对，并将配对结果进行存储。

作为优选，预先在接收器中设定配对条件，所述步骤二判断所接收的横向加速度是否满足配对条件，若满足，则根据各轮胎的横向加速度大小顺序，将各轮胎的横向加速度对应的ID码与汽车的轮位进行配对，并将配对结果进行存储，否则返回步骤一。

作为优选，所述配对条件为任意两横向加速度数值之差的绝对值均大于的门限值A；还预先在接收器中设定汽车转向及其对应各轮位的横向加速度大小顺序，

步骤二具体为：接收器判断所接收的任意两个轮胎的横向加速度数值之差的绝对值是否均大于预设的门限值A，若是，则将各轮胎的横向加速度进行大小排序，并根据各轮胎的横向加速度的大小顺序，结合汽车的转向，将各轮胎的横向加速度对应的ID码与汽车的轮位进行配对，将配对结果进行存储，否则放弃配对，并返回步骤一。

作为优选，预先在发射器中设定轮胎的径向加速度门限值、横向加速度门限值，步骤一具体为：发射器定时检测其对应轮胎的径向加速度，并判断其径向加速度是否大于预设的径向加速度门限值，若是，则检测其对应轮胎的横向加速度，并判断其横向加速度是否大于预设的横向加速度门限值，若是，则将横向加速度和对应ID码发送至接收器，否则放弃配对，返回等待下一次径向加速度检测。

作为优选，预先设定轮胎个数，

步骤一具体为：发射器定定时检测其对应轮胎的径向加速度，并判断其径向加速度是否大于预设的径向加速度门限值，若是，则定时检测其对应轮胎的横向加速度，并判断其横向加速度是否大于预设的横向加速度门限值，若是，发射器以一定周期连续检测至少一次其对应轮胎的横向加速度，并将横向加速度及其对应的ID码发送至接收器，否则放弃配对，返回等待下一次径向加速度检测；

步骤二具体为：接收器判断每一周期内所接收的横向加速度的个数是否与预设的轮胎的个数相等，若不相等则配对失败，返回等待下一次径向加速度检测，若相等则判断任意两个横向加速度的数值之差的绝对值是否均大于预设的门限值A，若是，则将各周期内的横向加速度进行大小排序，否则配对失败，返回等待下一次横向加速度检测；

判断每一周期内的横向加速度大小顺序是否均一致，若一致，则确定横向加速度的大小顺序，并结合汽车的转向，将各轮胎的横向加速度对应的ID码与汽车的轮位进行配对，将配对结果进行存储，否则配对失败，返回等待下一次径向加速度检测。

作为优选，还根据各发射器的信号强度顺序，将各发射器的信号强度对应的ID码与汽车的轮位进行配对，并将配对结果与通过横向加速度得到的配对结果进行比较，若一致则配对成功，并将配对结果进行存储，否则配对失败，返回等待下一次径向加速度检测。

作为优选，预先设定各发射器的信号强度顺序及其对应的轮位，所述根据各发射器的信号强度顺序，将各发射器的信号强度对应的ID码与汽车的轮位进行配对的步骤具体为：接收器检测各发射器的信号强度的周期与发射器发送横向加速度的周期相同，且发射器将各周期的信号强度进行运算得到各发射器的综合信号强度，将各发射器的综合信号强度大小进行排序，并根据各发射器的综合信号强度顺序，将各发射器的综合信号强度对应的ID码与汽车的轮位进行配对。

作为优选，所述横向加速度和径向加速度由敏感方向包括轮胎的横向和径向的双轴加速度传感器测得或分别由用于检测横向加速度的第一加速度传感器和用于检测轮胎径向加速度的第二加速度传感器测得。

本发明的另一目的在于提供一种胎压监测系统的自动配对装置，包括一设置在车内的接收器、设置在汽车转向盘转向柱的转向传感器和分别设置在汽车每一轮胎中的发射器，

所述转向传感器，用于将汽车的转向信息传输至接收器；

所述发射器包括：

加速度传感器，根据中央处理单元的控制指令检测轮胎的径向加速度和横向加速度，并传输至中央处理单元；

中央处理单元，控制加速度传感器检测轮胎的径向加速度和横向加速度，并根据径向加速度和横向加速度控制信号发射电路是否发射横向加速度及其对应的ID码到接收器；

信号发射电路，根据中央处理单元的发送指令将横向加速度及其对应ID码发送至接收器的信号接收电路；

所述接收器包括：

信号接收电路，用于接收信号发射电路的横向加速度及其对应ID码，并将所接收信息传输至中央控制单元；

存储单元，用于存储预先设定的汽车转向及其对应各轮位的横向加速度大小的顺序、配对条件及配对结果；

中央控制单元，根据所接收的横向加速度及其对应的ID码，判断所接收的横向加速度是否满足配对条件，若满足，则将横向加速度进行大小排序，并结合汽车的转向，将横向加速度对应的ID码与汽车的轮位进行配对，并将配对结果存储到存储单元。

本发明的再一目的在于提供一种胎压监测系统，包括上述的自动配对装置。

本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：

（1）本发明通过汽车在行驶中进行转弯时的转向及各轮胎的横向加速度大小不同判断各发射器的ID码对应的轮位，从而实现系统的自动配对，该配对方法实现简单方便，不需要专业人员操作，不需要专业工具，成本低，且配对准确率高，方便推广与应用。

（2）本发明通过判断5个周期内的横向加速度大小顺序是否均一致的步骤，进一步提高系统配对准确率。

（3）本发明通过各轮胎的发射器的综合信号强度作为进一步判断各发射器的对应轮位的依据，进一步提高系统配对准确率。

（4）本发明提供的胎压监测系统的自动配对装置采用胎压监测系统的原有的硬件条件和汽车转向盘转向柱的转向传感器，成本低，且配对准确率高，方便推广与应用。

（5）本发明提供的胎压监测系统包括自动配对装置，系统配对简单，成本低，便于推广使用。

附图说明

图1本实施例中胎压监测系统的自动配对方法的流程图；

图2为实施例中胎压监测系统的自动配对装置的原理框图；

图3为实施例中双轴传感器的敏感方向示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本实施例以四轮汽车为例进行具体说明。

如图1所示，自动配对方法具体过程如下：

S101、预先在发射器中设定轮胎的径向加速度门限值（61.74m/s²）、横向加速度门限值（54.88m/s²），在接收器中设定配对条件、汽车轮胎个数（4个）、各发射器的信号强度顺序及其对应的轮位、汽车转向及其对应各轮位的横向加速度大小顺序，所述配对条件包括任意两横向加速度数值之差的绝对值均大于的门限值A（A=2.94m/s²）。

各轮胎的径向加速度、横向加速度可由安装在轮胎中的加速度传感器测得，具体可由敏感方向包括轮胎的横向和径向的双轴加速度传感器测得。如图3所示，与发射器的发射芯片平行的X轴方向即为轮胎的横向，与发射器的发射芯片垂直的Z轴方向即为轮胎的径向。

各轮胎的横向加速度和径向加速度也可分别由用于检测轮胎横向加速度的第一加速度传感器和用于检测轮胎径向加速度的第二加速度传感器测得，此外，所述横向加速度和径向加速度也可由加速度开关等器件测得。

汽车走直线时各轮胎速度相同，各轮胎径向加速度也相同，横向加速度也相同，但汽车转弯时各轮胎速度不同，各轮胎横向加速度也不相同。汽车在转弯时，同轴的内侧轮胎的轨迹和外侧轮胎的轨迹圆心相同，但由于外侧轮胎的轨迹的半径比内侧轮胎的轨迹的半径大，故外侧轮胎的轨迹的长度比内侧轮胎的轨迹的长度大，此外，前轮的轨迹的长度比后轮的轨迹的长度大。但汽车转向不同，各轮胎的速度大小顺序也不同。当汽车左转弯时，在相同的时间内，四个轮胎走过的轨迹的长度从大到小依次为右前轮>左前轮>右后轮>左后轮，各轮胎对应的速度从大到小也依次为右前轮>左前轮>右后轮>左后轮，故各轮胎对应的横向加速度从大到小也依次为右前轮>左前轮>右后轮>左后轮。同理，当汽车右转弯时，在相同的时间内，四个轮胎走过的轨迹的长度从大到小依次为左前轮>右前轮>左后轮>右后轮，各轮胎对应的速度从大到小也依次为左前轮>右前轮>左后轮>右后轮，故各轮胎对应的横向加速度从大到小也依次为左前轮>右前轮>左后轮>右后轮。系统还可预先在接收器设定汽车转向为左或右系统才进行配对。汽车转弯角度越大（汽车转弯角度指汽车原行驶方向与转弯后的行驶方向的夹角）各轮胎的速度之差越大，各轮胎的横向加速度数值之差的绝对值越大，且车速越大，各轮胎的横向加速度数值之差的绝对值越大。

在本实施例中，在接收器中预先设定汽车转向包括左转和右转，其中左转对应的各轮位的横向加速度大小的顺序为右前轮>左前轮>右后轮>左后轮，其中右转对应的各轮位的横向加速度大小的顺序为左前轮>右前轮>左后轮>右后轮。

此外，也可以在接收器中预先设定汽车转向仅为左转，其对应的各轮位的横向加速度大小的顺序为右前轮>左前轮>右后轮>左后轮；或预先设定汽车转向仅为右转，其对应的各轮位的横向加速度大小的顺序为左前轮>右前轮>左后轮>右后轮。

接收器接收到的各发射器的信号强度与发射器与接收器之间的距离、阻挡物等因素有关，发射器离接收器的距离越近，发射器接收到的信号强度越强。各发射器的信号强度可通过检测得到，并将各轮位的发射器对应的信号强度顺序预先设定在接收器中。若发射器的发射天线或接收器的接收天线等发生位置和/或方向发生变化，各发射器的信号强度需要重新检测，将接收器中各轮位的发射器对应的信号强度顺序进行更新。

S102、汽车行驶时，发射器以6s为周期定时检测其对应轮胎的径向加速度，并判断其对应轮胎的径向加速度是否大于预设的轮胎的径向加速度门限值（61.74m/s²），若是则发射器以1.5s为周期定时检测其对应轮胎的横向加速度，并判断其对应轮胎的横向加速度是否大于预设的轮胎的横向加速度门限值（54.88m/s²），若是则发射器以0.2s为周期连续检测5次其对应轮胎的横向加速度，并将横向加速度及其ID码发送至接收器，否则放弃配对，返回等待下一次径向加速度检测。

S103、接收器判断每一周期（0.2s）内所接收的横向加速度的个数是否与预设的轮胎的个数相等，若不相等则配对失败，返回等待下一次径向加速度检测，若相等则判断同一周期内（0.2s）任意两个横向加速度的数值之差的绝对值是否均大于预设的门限值（2.94m/s²），若是，则将各周期内的横向加速度进行大小排序，否则配对失败，返回等待下一次横向加速度检测；

S104、判断5个周期内的横向加速度大小顺序是否均一致，若一致，则确定横向加速度的大小顺序，并结合汽车的转向，确定各横向加速度对应的轮位，从而将各轮胎的横向加速度对应的ID码与汽车的轮位进行配对，否则配对失败，返回等待下一次径向加速度检测。

S105、接收器根据至少某一个周期的各轮胎的横向加速度信息及其ID码信息检测各发射器的信号强度。在本实施例中接收器检测各发射器的信号强度的周期与发射器发送横向加速度的周期相同，均为0.2s，且发射器将连续5个周期的信号强度进行运算得到各发射器的综合信号强度，将各发射器的综合信号强度进行排序，并根据各发射器的综合信号强度顺序，将各发射器的综合信号强度对应的ID码与汽车的轮位进行配对。所述综合信号强度可由检测到的5个信号强度进行累加或求平均等运算方式得到。所述接收器连续接收各轮胎的横向加速度信息及其ID码信息的次数可以根据实际需要进行调整，计算发射器综合信号强度的检测次数也可以根据实际需要进行调整，但检测次数不大于接收器接收各轮胎的横向加速度及其ID码的次数。

S106、接收器将通过综合信号强度得到的配对结果与通过横向加速度得到的配对结果进行比较，若一致，则配对成功，并将配对结果进行存储，否则配对失败，返回等待下一次径向加速度检测。

在汽车行驶过程中可重复实施上述配对过程，并将当前配对结果与上一次配对结果进行比较，若一致，则保存原来的配对结果，若不一致，则更新的配对结果。使胎压监测系统的配对得到及时更新。

如图2所示，一种胎压监测系统的自动配对装置，包括一设置在车内的接收器、设置在汽车转向盘转向柱的转向传感器和分别设置在汽车每一轮胎中的发射器。

所述转向传感器，用于将汽车的转向信息传输至接收器，所述转向传感器通过整车网络将转向信息通过CAN总线传输至接收器。

所述发射器包括：

加速度传感器，根据中央处理单元的控制指令检测轮胎的径向加速度和横向加速度，并传输至中央处理单元；

中央处理单元，控制加速度传感器检测轮胎的径向加速度和横向加速度，并根据径向加速度和横向加速度控制信号发射电路是否发射横向加速度及其对应的ID码到接收器；

信号发射电路，根据中央处理单元的发送指令将横向加速度及其对应ID码发送至接收器的信号接收电路；

所述接收器包括：

信号接收电路，用于接收信号发射电路的横向加速度及其对应ID码，并将所接收信息传输至中央控制单元；

存储单元，用于存储预先设定的汽车转向及其对应各轮位的横向加速度大小的顺序、配对条件及配对结果；

中央控制单元，根据所接收的横向加速度及其对应的ID码，判断所接收的横向加速度是否满足配对条件，若满足，则将横向加速度进行大小排序，并结合汽车的转向，将横向加速度对应的ID码与汽车的轮位进行配对，并将配对结果存储到存储单元。

所述加速度传感器为双轴加速度传感器，其敏感方向包括轮胎的横向和径向。如图3所示，与发射器的发射芯片平行的X轴方向即为轮胎的横向，与发射器的发射芯片垂直的Z轴方向即为轮胎的径向。

所述加速度传感器也可以包括用于检测轮胎横向的加速度的第一加速度传感器和用于检测轮胎向心力方向的加速度的第二加速度传感器。此外，所述加速度传感器也可由加速度开关等器件替代。

所述存储单元还用于预先存储各发射器的信号强度顺序及其对应的轮位等信息。所述中央控制单元还根据所接收的横向加速度及其对应的ID码检测各发射器的综合信号强度，并将各发射器的综合信号强度进行排序，根据各发射器的综合信号强度顺序，将各发射器的综合信号强度对应的ID码与汽车的轮位进行配对，且将通过综合信号强度得到的配对结果与通过横向加速度得到的配对结果进行比较，若一致，则配对成功，并将配对结果存储到存储单元。

上述胎压监测系统的自动配对装置采用胎压监测系统的原有的硬件条件和汽车转向盘转向柱的转向传感器，成本低，且配对准确率高，方便推广与应用。

一种胎压监测系统，包括上述的自动配对装置，胎压检测系统在汽车行驶过程中可实现自动配对，配对简单，且成本低，便于推广使用。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.胎压监测系统的自动配对方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101、预先在发射器中设定轮胎的径向加速度门限值、横向加速度门限值，在接收器中设定配对条件、汽车轮胎个数、各发射器的信号强度顺序及其对应的轮位、汽车转向及其对应各轮位的横向加速度大小顺序，所述配对条件包括任意两横向加速度数值之差的绝对值均大于的门限值A；

S102、汽车行驶时，发射器以6s为周期定时检测其对应轮胎的径向加速度，并判断其对应轮胎的径向加速度是否大于预设的轮胎的径向加速度门限值，若是则发射器以1.5s为周期定时检测其对应轮胎的横向加速度，并判断其对应轮胎的横向加速度是否大于预设的轮胎的横向加速度门限值，若是则发射器以0.2s为周期连续检测5次其对应轮胎的横向加速度，并将横向加速度及其ID码发送至接收器，否则放弃配对，返回等待下一次径向加速度检测；

S103、接收器判断每一周期内所接收的横向加速度的个数是否与预设的轮胎的个数相等，若不相等则配对失败，返回等待下一次径向加速度检测，若相等则判断同一周期内任意两个横向加速度的数值之差的绝对值是否均大于预设的门限值，若是，则将各周期内的横向加速度进行大小排序，否则配对失败，返回等待下一次横向加速度检测；

S104、判断5个周期内的横向加速度大小顺序是否均一致，若一致，则确定横向加速度的大小顺序，并结合汽车的转向，确定各横向加速度对应的轮位，从而将各轮胎的横向加速度对应的ID码与汽车的轮位进行配对，否则配对失败，返回等待下一次径向加速度检测；

S105、接收器根据至少某一个周期的各轮胎的横向加速度信息及其ID码信息检测各发射器的信号强度；接收器检测各发射器的信号强度的周期与发射器发送横向加速度的周期相同，均为0.2s，且发射器将连续5个周期的信号强度进行运算得到各发射器的综合信号强度，将各发射器的综合信号强度进行排序，并根据各发射器的综合信号强度顺序，将各发射器的综合信号强度对应的ID码与汽车的轮位进行配对；所述综合信号强度可由检测到的5个信号强度进行累加或求平均等运算方式得到；所述接收器连续接收各轮胎的横向加速度信息及其ID码信息的次数可以根据实际需要进行调整，计算发射器综合信号强度的检测次数也可以根据实际需要进行调整，但检测次数不大于接收器接收各轮胎的横向加速度及其ID码的次数；

S106、接收器将通过综合信号强度得到的配对结果与通过横向加速度得到的配对结果进行比较，若一致，则配对成功，并将配对结果进行存储，否则配对失败，返回等待下一次径向加速度检测。

2.根据权利要求1所述的胎压监测系统的自动配对方法，其特征在于，在汽车行驶过程中可重复实施配对步骤，并将当前配对结果与上一次配对结果进行比较，若一致，则保存原来的配对结果，若不一致，则更新的配对结果。