CN114211915B - 带有多线圈分布低频激励天线的整车下线tpms检测系统及其检测方法 - Google Patents

带有多线圈分布低频激励天线的整车下线tpms检测系统及其检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供带有多线圈分布低频激励天线的整车下线TPMS检测系统，包括多线圈分布低频激励天线；所述多线圈分布低频激励天线包括天线框架，所述天线框架中间夹了两面塑料板，所述塑料板尺寸为1100±5mm*800±5mm，一前一后并排平行放置于框架内，中间间隔30±1mm用于放置电感线圈；且后侧塑料板的外侧放置匹配盒，匹配盒内置谐振电容，匹配盒输入端接125KHz信号放大器，匹配盒输出端接电感线圈；所述电感线圈有多个，多个电感线圈叠加后的磁场可覆盖整个天线框架且仅覆盖到近侧轮胎；多线圈分布低频激励天线，可将125KHz调制信号经过LC谐振后产生覆盖整个天线范围内的磁场，磁场强度仅覆盖到近侧轮胎，显著提高了车辆检测通过率。

Description

带有多线圈分布低频激励天线的整车下线TPMS检测系统及其 检测方法
技术领域
本发明涉及整车下线TPMS检测系统，具体涉及带有多线圈分布低频激励天线的整车下线TPMS检测系统及其检测方法。
背景技术
轮胎压力监测系统(Tire Pressure Monitoring System，TPMS)，是一种采用无线传输技术，利用固定于汽车轮胎内的高灵敏度微型无线传感装置在行车或静止的状态下采集汽车轮胎压力、温度等数据，并将数据传送到驾驶室内的主机中，以数字化的形式实时显示汽车轮胎压力和温度等相关数据，并在轮胎出现异常时(预防爆胎)以蜂鸣或语音等形式提醒驾驶者进行预警的汽车主动安全系统。从而确保轮胎的压力和温度维持在标准范围内，起到减少爆胎、毁胎的概率，降低油耗和车辆部件的损坏。
现有的整车下线TPMS检测系统低频激励天线，常因布局不合理、磁场分布不均、覆盖范围有缺失等问题，未能及时触发待检轮胎内的TPM传感器，或因覆盖范围过大而导致检测到远端非待检轮胎内的TPM传感器，导致检测失败，降低了工位的检测通过率。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供带有多线圈分布低频激励天线的整车下线TPMS检测系统及其检测方法，显著提高了车辆检测通过率。
本发明的技术方案是：带有多线圈分布低频激励天线的整车下线TPMS检测系统，包括多线圈分布低频激励天线；
所述多线圈分布低频激励天线包括天线框架，所述天线框架中间夹了两面塑料板，所述塑料板尺寸为1100±5mm*800±5mm，一前一后并排平行放置于框架内，中间间隔30±1mm用于放置电感线圈；且后侧塑料板的外侧放置匹配盒，匹配盒内置谐振电容，匹配盒输入端接125KHz信号放大器，匹配盒输出端接电感线圈；
所述电感线圈有多个，多个电感线圈叠加后的磁场可覆盖整个天线框架且仅覆盖到近侧轮胎。
进一步的，所述电感线圈有7个，每个电感线圈直径220±2mm，七个电感线圈以线圈中心左右间距360±2mm，上下间距480±2mm分布在天线框架内。
进一步的，第一个电感线圈固定放置于塑料板中心位置为中心电感线圈，第二个电感线圈固定放置于中心电感线圈左侧，第三个电感线圈固定放置于中心电感线圈右侧，第四个电感线圈固定放置于中心电感线圈左上方，第五个电感线圈固定放置于中心电感线圈右上方，第六个电感线圈固定放置于中心电感线圈左下方，第七个电感线圈固定放置于中心电感线圈右下方。
进一步的，所述电感线圈由铜导线绕制而成，每个线圈电感值为900nH±1％，与1.8nF±1％电容组成频率在125KHz的谐振电路。
进一步的，所述天线框架由铝合金型材组成。
本发明还提供带有多线圈分布低频激励天线的整车下线TPMS检测系统的检测方法，系统运行时，当车辆行进到多线圈分布低频激励天线范围，轮胎触发轮胎到位传感器，系统判断轮胎到位，控制器产生带有调制的125KHz信号，经125KHz信号放大器后由低频传输线传送至多线圈分布低频激励天线，125KHz信号分别同时经过七个电感线圈，经匹配盒内的谐振电容后各自在电感线圈周围产生单线圈磁场，叠加后使得多线圈叠加磁场覆盖整个天线框架范围，激励轮胎内的TPM传感器。
进一步的，当需要检测低频载波灵敏度为1～20ntp的高灵敏度TPM传感器时，将125KHz信号输入幅度设置成峰峰值为5V的方波，经过谐振，每个线圈周围产生20nTp±10％的单线圈磁场，磁场范围控制在直径360±50mm内，360±50mm外磁场强度迅速衰减；七个电感线圈将单线圈磁场叠加覆盖成多线圈叠加磁场，在天线框架范围内形成椭圆跑道型磁场覆盖，据天线表面300±50mm处磁场强度达到10nTp以上，确保激活近端轮胎，据天线1000±50mm处磁场强度衰减到小于0.5nTp，确保避免激活远端轮胎。
本发明的有益效果是：多线圈分布低频激励天线，可将125KHz调制信号经过LC谐振后产生覆盖整个天线范围内的磁场，磁场强度仅覆盖到近侧轮胎，当车轮经过低频激励天线，无论TPM传感器在车轮内任意位置都能被成功激励，经统计可将轮胎的成功检测率提高到99.8％以上，且没有误测到远端轮胎的现象，显著提高了车辆检测通过率。
附图说明
图1是多线圈分布低频激励天线的平视图；
图2是多线圈分布低频激励天线的侧视图；
图3是多线圈分布低频激励天线的俯视图；
其中：1、天线框架；2、电感线圈；3、轮胎到位传感器；4、单线圈磁场；5、多线圈叠加磁场；6、匹配盒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
一种整车下线TPMS检测系统使用的多线圈分布低频激励天线，用于激励安装在车辆轮胎内的TPM传感器。天线框架1由铝合金型材组成，型材中间夹了两面塑料板，塑料板尺寸为1100mm*800mm，并排平行放置于框架内，中间间隔30mm用于放置电感线圈2。七个直径220mm的电感线圈2使用胶水固定在塑料板内，在后侧塑料板外右下角放置匹配盒6，匹配盒6内置谐振电容，输入端接125KHz信号放大器，输出端接电感线圈2。
系统运行时，当车辆行进到天线范围，轮胎触发轮胎到位传感器3，系统判断轮胎到位，控制器产生带有调制的125KHz信号，经125KHz信号放大器后由低频传输线传送至低频天线，125KHz信号分别同时经过七个电感线圈2，经匹配盒6内的谐振电容后各自在线圈周围产生单线圈磁场4，叠加后使得多线圈叠加磁场5覆盖整个天线框架1范围，激励轮胎内的TPM传感器。
七个电感线圈2以线圈中心左右间距360mm，上下间距480mm分布在天线框架1内，每个电感线圈2大小适中，以确保线圈内外的磁场分布均匀，叠加后的磁场可覆盖整个天线框架1且仅覆盖到近侧轮胎，车辆在行进过程中，TPM传感器在天线框架1范围内任意位置都能被成功激励。
每个电感线圈2直径220mm，由铜导线绕制而成，每个线圈电感值900nH，与1.8nF电容组成频率在125KHz的谐振电路。
当需要检测低频载波灵敏度为1～20ntp的高灵敏度TPM传感器时，可将125KHz信号输入幅度设置成峰峰值为5V的方波，经过谐振，每个线圈周围产生约20nTp的单线圈磁场4，磁场范围控制在直径360mm内，360mm外磁场强度迅速衰减。七个电感线圈2如图1布置后，可将单线圈磁场叠加覆盖成如图2、3所示的多线圈叠加磁场5，在天线框架范围内形成椭圆跑道型磁场覆盖，据天线表面300mm处磁场强度达到10nTp以上，确保激活近端轮胎，据天线1000mm处磁场强度衰减到小于0.5nTp，确保避免激活远端轮胎。
本多线圈分布低频激励天线，可将125KHz调制信号经过LC谐振后产生覆盖整个天线范围内的磁场，磁场强度仅覆盖到近侧轮胎，当车轮经过低频激励天线，无论TPM传感器在车轮内任意位置都能被成功激励，经统计可将轮胎的成功检测率提高到99.8％以上，且没有误测到远端轮胎的现象，显著提高了车辆检测通过率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.带有多线圈分布低频激励天线的整车下线TPMS检测系统，其特征在于：包括多线圈分布低频激励天线；
所述多线圈分布低频激励天线包括天线框架，所述天线框架中间夹了两面塑料板，所述塑料板尺寸为(1100±5)mm*(800±5)mm，一前一后并排平行放置于框架内，中间间隔30±1mm用于放置电感线圈；且后侧塑料板的外侧放置匹配盒，匹配盒内置谐振电容，匹配盒输入端接125KHz信号放大器，匹配盒输出端接电感线圈；
所述电感线圈有多个，多个电感线圈叠加后的磁场可覆盖整个天线框架且仅覆盖到近侧轮胎；
所述电感线圈有7个，每个电感线圈直径220±2mm，七个电感线圈以线圈中心左右间距360±2mm，上下间距480±2mm分布在天线框架内；
第一个电感线圈固定放置于塑料板中心位置为中心电感线圈，第二个电感线圈固定放置于中心电感线圈左侧，第三个电感线圈固定放置于中心电感线圈右侧，第四个电感线圈固定放置于中心电感线圈左上方，第五个电感线圈固定放置于中心电感线圈右上方，第六个电感线圈固定放置于中心电感线圈左下方，第七个电感线圈固定放置于中心电感线圈右下方；
所述电感线圈由铜导线绕制而成，每个线圈电感值为900nH±1％，与1.8nF±1％电容组成频率在125KHz的谐振电路。
2.根据权利要求1所述的带有多线圈分布低频激励天线的整车下线TPMS检测系统，其特征在于：所述天线框架由铝合金型材组成。
3.带有多线圈分布低频激励天线的整车下线TPMS检测系统的检测方法，其特征在于：权利要求1或2所述的带有多线圈分布低频激励天线的整车下线TPMS检测系统运行时，当车辆行进到多线圈分布低频激励天线范围，轮胎触发轮胎到位传感器，系统判断轮胎到位，控制器产生带有调制的125KHz信号，经125KHz信号放大器后由低频传输线传送至多线圈分布低频激励天线，125KHz信号分别同时经过七个电感线圈，经匹配盒内的谐振电容后各自在电感线圈周围产生单线圈磁场，叠加后使得多线圈叠加磁场覆盖整个天线框架范围，激励轮胎内的TPM传感器；
当需要检测低频载波灵敏度为1～20ntp的高灵敏度TPM传感器时，将125KHz信号输入幅度设置成峰峰值为5V的方波，经过谐振，每个线圈周围产生20nTp±10％的单线圈磁场，磁场范围控制在直径360±50mm内，360±50mm外磁场强度迅速衰减；七个电感线圈将单线圈磁场叠加覆盖成多线圈叠加磁场，在天线框架范围内形成椭圆跑道型磁场覆盖，据天线表面300±50mm处磁场强度达到10nTp以上，确保激活近端轮胎，据天线1000±50mm处磁场强度衰减到小于0.5nTp，确保避免激活远端轮胎。
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