CN201325292Y - 一种基于无线传感器和can总线的汽车胎压监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种汽车胎压监测系统,包括:无线传感器模块(1)、与CAN总线连接的胎压检测接收模块(2)、显示器(3)以及胎压检测初始化仪器(4),其中无线传感器模块采用气门嘴方式安装在轮辋上气门嘴阀杆根部,用于监测轮胎内部气压和温度状况,胎压检测接收模块置于驾驶室内仪表板下方,接收和处理无线信号,把处理后的信号通过高速CAN总线送往仪表显示,并和车身控制模块以及其它总线节点进行信息交互。初始化仪器用于生产线上四轮胎压传感器识别、传感器生产确认、售后传感器识别、和/或系统无线胎压传感器故障诊断。本实用新型将传感器与气门嘴二合一,节省成本及安装空间,利用该系统,能够实时监控胎压,减少轮胎事故的发生。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车电子领域,特别是涉及一种基于无线传感器和CAN总线的汽车胎压监测系统。
背景技术
据统计,目前在中国高速公路上,由爆胎引发的交通事故已占事故总数的70%,在美国这一比例更高达80%。SAE(美国汽车工程师协会)的调查统计表明,美国每年有26万起交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的,而75%的轮胎故障是由于轮胎气压不足或渗漏引起的。由于每年造成的经济损失巨大,美国政府要求汽车制造商加速发展轮胎气压监测设备,以求减少轮胎事故的发生。2000年11月1日美国关于修改联邦运输法的提案,要求2003年后所有的新车都需把这种系统作为标准配置。2001年7月,为响应美国国会对车辆安装TPMS立法的要求,美国运输部(US Department of Transportation)和国家高速公路安全管理局(National Highway Traffic SafetyAdministration)联合对现有的两种胎压检测系统进行了评价。美国的道路安全协会NHTSA为了利用胎压检测系统,提升道路安全,计划在2003年11月起,到2006年10月间,立法规范车身毛重在4,500公斤以下的卡车、巴士、轿车、SUV车,必须装配胎压侦测系统。
目前,在已知技术中,市场上很多都采用的是间接式胎压检测,通过汽车ABS系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别,以达到监视胎压的目的,该类型系统的主要缺点是无法对两个以上轮胎同时缺气的状况和速度超过100公里/小时的情况进行判断。
发明内容
本实用新型的目的是开发一种系统稳定、成本适中、使用寿命长的胎压监测系统(TPMS:Tire Pressure Monitoring System),具体技术方案如下。
一种汽车胎压监测系统,包括:无线传感器模块、与CAN总线连接的胎压检测接收模块、用于状态显示的显示器以及胎压检测初始化仪器。
无线传感器模块采用气门嘴方式安装在轮辋上气门嘴阀杆根部,用于监测轮胎内部气压和温度状况,其包括压力传感器、温度传感器、传感器模块微处理器、射频电路、供电电池及低频天线和发射端高频天线,在轮胎异常情况下或在规定的时间间隔内,通过高频天线发射无线信号给胎压检测接收模块。
胎压检测接收模块置于驾驶室内仪表板下方,接收和处理无线信号,把处理后的信号通过高速CAN总线送往仪表显示,并和车身控制模块以及其它总线节点进行信息交互。
胎压检测接收模块主要包括射频接收模块、微处理器、CAN控制器、CAN通信模块、接收机连接器及电源模块,其接收端高频天线接收来自无线传感器模块的高频无线信号,经过射频接收模块处理后送往微处理器进行处理。微处理器根据数据处理的结果执行相应操作。所述相应操作包括:通过接收机连接器向仪表发送消息包或者从总线上接收需要的消息包。
初始化仪器发射低频信号,接收高频信号,通过诊断座与汽车CAN总线网络进行通讯,用于生产线上四轮胎压传感器识别、传感器生产确认、售后传感器识别、和/或系统无线胎压传感器故障诊断。
本实用新型将传感器与气门嘴二合一,节省成本及安装空间,利用该系统,能够实时监控胎压,减少轮胎事故的发生。
附图说明
图1:胎压监测系统结构图;
图2:胎压监测系统部件关系图;
图3:无线传感器电路结构框图;
图4:接收模块电路结构框图;
图5:生产用初始化工作流程;
图6:手持初始化仪器工作流程。
附图标记说明:
1-无线传感器模块;2-胎压检测接收模块;3-显示器;
4-初始化仪器;5-OBD-II诊断座;
11-压力传感器;12-温度传感器;13-传感器模块微处理器;
14-低频接口;15-射频电路;16-供电电池;
17-低频天线;18-发射端高频天线;
21-射频接收模块;22-微处理器;23-CAN控制器;
24-接收机连接器;25-电源模块;26-接收端高频天线;
27-LIN通信模块;28-CAN通信模块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行具体描述。
如图1、2所示,胎压监测系统包括气门嘴方式安装的无线传感器模块1、与CAN总线连接的胎压检测接收模块2、用于状态显示的显示器3以及胎压检测初始化仪器4。
系统各部件具体介绍如下:
1、无线传感器模块
无线传感器模块1采用气门嘴方式安装在轮辋上气门嘴阀杆根部,主要用来监测轮胎内部气压和温度状况,每隔数秒定时将检测到的轮胎内部的气压和温度信号通过无线调制方式发送给胎压检测接收模块2。当有报警数据时,传感器模块1发射数据的频率加快。在初始化时,接收低频初始化命令。
无线传感器模块1电路部分主要包括压力传感器11、温度传感器12、微处理器13、低频接口14、射频电路15、供电电池16以及低频天线17和发射端高频天线18,如图3所示。桥式电子气压传感器11感应轮胎内部的气压,将气压信号转换为电信号,并送往微处理器13进行放大、补偿等数字化处理。低频天线17感应低频触发器发送来的125KHz低频信号,根据触发信号的指令内容,由微处理器13执行相应操作,在轮胎异常情况下或在规定的时间间隔内,通过高频天线18发射无线信号给胎压检测接收模块,信号的中心频率为433MHz。
无线胎压传感器1还检测电池电量,当电池电量不足时,发送信号给胎压检测接收模块2。
2、胎压检测接收模块
胎压检测接收模块2置于驾驶室内仪表板下方,接收和处理无线信号,把处理后的信号通过高速CAN总线送往仪表显示ICM(InstrumentControl Module),并和车身控制模块BCM(BodyControl Module)等总线节点进行信息交互。
如图4所示,胎压检测接收模块2的电路主要包括射频接收模块21、微处理器22及CAN控制器23、CAN通信模块、接收机连接器24及电源模块25。接收端高频天线26接收来自无线传感器的高频无线信号,经过射频接收模块21的滤波、放大、混频及解调后送往微处理器22进行处理。微处理器22根据数据处理的结果执行相应操作,包括通过接收模块连接器24向仪表发送消息包或者从总线上接收需要的消息包。电源模块25对轿车电瓶电源进行滤波、防反压、电平转换、电平瞬态抑制等处理。
接收机连接器24是汽车专用接插件,为胎压检测接收模块2的电源、地线、CAN线束提供连接,使得胎压检测接收模块2可以与轿车CAN总线网络进行通信。
3.显示器
显示器3安装在仪表台上或集成在仪表内部显示器里,用于显示胎压报警符号、系统故障报警符号及车形状符号。
4、胎压检测系统初始化仪器
胎压检测系统初始化仪器4是可应用于生产和售后的多功能仪器。初始化仪器4发射低频信号,接收高频信号,并通过OBD-II诊断座5与汽车CAN总线网络进行通讯,可以用于生产线上四轮胎压传感器识别、传感器生产确认、售后传感器识别、系统无线胎压传感器故障诊断等。
4.1生产上用于四轮的胎压传感器识别
一套生产用初始化仪器4主要包括胎压传感器ID收集器、ID处理中心和连接线束。
在生产线上时,用胎压传感器ID收集器把四个轮胎的传感器ID读出,统一送往ID处理中心。然后由PC控制和设置界面的规范操作,通过CAN总线把传感器ID写入主机中,由此能够进行四轮胎的胎压传感器识别,适合大规模生产。初始化仪器获取ID和设置流程如图5所示。
4.2生产终检:
系统装配生产完毕后,需要对其进行高频功率的测试和对整个系统生产完毕的确认。具体步骤是用初始化仪器向胎压传感器发送相应的指令,传感器接收到指令后就通过高频通道回复相应数据包,初始化仪器4接收回复信息来确认其发送指令成功。
4.3售后用于传感器识别和故障诊断
是一种简化生产用初始化仪器功能,可以用于售后用的手持初始化仪器。当用户更换轮胎时,也可以到专门的经销商或维修点那里去进行初始化轮胎定位,当系统出现故障时,也可以进行故障诊断,手持诊断仪的工作流程如图6所示,当手持诊断仪按次序收集四轮胎胎压传感器完毕,会集中通过CAN总线送往系统接收模块。
下面描述本系统的具体使用。
1、系统初始设置
在生产线上,利用初始化仪器进行初始化;在用户更换轮胎后,需要到专门的维修店里进行初始化,与仪表无关。
2、报警显示
当由于慢速漏气导致轮胎压力达到低压状态时,仪表就显示黄色胎压报警符号。
在钥匙打到ON档位置的状态下,只要胎压值不正常,仪表就显示相应符号且在液晶显示区车型符号中显示相应的轮胎位置。
3、系统故障显示
当系统出现故障时候,仪表上的胎压符号将进行报警。
Claims (7)
1、一种汽车胎压监测系统,包括:无线传感器模块(1)、与CAN总线连接的胎压检测接收模块(2)、用于状态显示的显示器(3)以及胎压检测初始化仪器(4)。
2、如权利要求1所述的汽车胎压监测系统,其特征在于:无线传感器模块(1)采用气门嘴方式安装在轮辋上气门嘴阀杆根部,用于监测轮胎内部气压和温度状况,其包括压力传感器(11)、温度传感器(12)、传感器模块微处理器(13)、射频电路(15)、供电电池(16)及低频天线(17)和发射端高频天线(18)。
3、如权利要求1或2所述的汽车胎压监测系统,其特征在于:胎压检测接收模块(2)置于驾驶室内仪表板下方,接收和处理无线信号,把处理后的信号通过高速CAN总线送往仪表显示,并和车身控制模块以及其它总线节点进行信息交互。
4、如权利要求3所述的汽车胎压监测系统,其特征在于:胎压检测接收模块(2)主要包括射频接收模块(21)、微处理器(22)、CAN控制器(23)、CAN通信模块(28)、接收机连接器(24)及电源模块(25),其接收端高频天线(25)接收来自无线传感器模块(1)的高频无线信号,经过射频接收模块(21)处理后送往微处理器(22)进行处理,微处理器(22)根据数据处理的结果执行相应操作。
5、如权利要求4所述的汽车胎压监测系统,其特征在于:接收机连接器(24)为胎压检测接收模块(2)的电源、地线、CAN线束提供连接。
6、如权利要求5所述的汽车胎压监测系统,其特征在于:初始化仪器(4)发射低频信号,接收高频信号,通过诊断座(5)与汽车CAN总线网络进行通讯。
7、如权利要求6所述的汽车胎压监测系统,其特征在于:初始化仪器(4)主要包括胎压传感器ID收集器、ID处理中心和连接线束。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CX01 | Expiry of patent term | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20091014 |