CN202413784U - 集成胎压检测功能的汽车电子稳定系统控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成胎压检测功能的汽车电子稳定系统控制器，包括中央处理单元（1）、电磁阀驱动模块（2）、电机驱动模块（3）、通讯接口模块（4）、电源模块（5）、轮速处理模块（6）和车辆状态处理模块（7），轮速处理模块输出和车辆状态处理模块输出接中央处理单元输入端，中央处理单元输出接电磁阀驱动模块、电机驱动模块和通讯接口模块，电源模块与各模块连接；所述控制器还包括胎压接收模块（8），胎压接收模块输出接中央处理单元输入端，胎压接收模块采集安装在轮胎上的压力传感器所发出的胎压信号。所述胎压接收模块为无线接收模块。本实用新型集成了胎压检测模块，能实现爆胎控制功能，有效降低爆胎事故中的人员伤亡。

Description

集成胎压检测功能的汽车电子稳定系统控制器

技术领域

    本实用新型涉及一种汽车电子稳定系统控制器。

背景技术

汽车电子稳定系统（ESP）是一种能够在极限工况（侧滑、甩尾等）下，通过调节动力系统或制动系统工作状态的方法，使车辆保持操纵稳定性的装置。汽车胎压检测系统则通常是通过对轮胎压力进行采集，通过监测对驾驶员提出胎压过高或者胎压过低警告信息的安全系统。

汽车电子稳定系统ESP系统通常由ESP控制器、执行器和传感器等部分组成，其中传感器包括轮速传感器、方向盘转角传感器、纵向加速度传感器、侧向加速度传感器和横摆角速度传感器。汽车电子稳定系统的工作原理为：通过方向盘角度变化和当前的车速、轮速、发动机工作状态等信息识别驾驶员意图，同时不断测量车辆的侧向加速度、横摆角速度，通过计算得出当前系统状态与驾驶员意图的差别。当两者产生一定差距时，车辆稳定系统介入，通过调节发动机工作状态或对轮胎分别施加制动力的方式，使车辆运行稳定。

汽车胎压检测系统通常由胎压传感器、接收器及控制器组成。其中胎压传感器包含压力检测模块和无线发射模块。胎压检测系统的工作原理为，通过安装在轮胎内部的胎压检测模块，对轮胎的气压进行测量，数据经过处理后通过无线发射模块进行发送，控制器中无线接收模块对轮胎压力进行接收，同时控制器通过对接收模块数据进行读取及判断，将胎压信息及警告信息反馈至驾驶员。

由于汽车电子稳定系统并不能感知到轮胎压力的变化，因此汽车电子稳定系统的控制是建立在胎压正常的情况之下。而当车辆发生爆胎时，车辆状态产生不稳定状态，此时轮胎压力降为一个大气压，轮胎的路面附着力也急剧变化，极大的影响汽车电子稳定系统的控制效果。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种集成胎压检测功能的汽车电子稳定系统控制器，该控制器集成了胎压检测模块，能实现爆胎控制功能，有效降低爆胎事故中的人员伤亡。

本实用新型是这样实现的： 

一种集成胎压检测功能的汽车电子稳定系统控制器，包括中央处理单元、电磁阀驱动模块、电机驱动模块、通讯接口模块、电源模块、轮速处理模块和车辆状态处理模块，轮速处理模块输出和车辆状态处理模块输出接中央处理单元输入端，中央处理单元输出接电磁阀驱动模块、电机驱动模块和通讯接口模块，电源模块与各模块连接向各模块供电；所述控制器还包括胎压接收模块，胎压接收模块输出接中央处理单元输入端，胎压接收模块采集安装在轮胎上的压力传感器所发出的胎压信号。

所述胎压接收模块为无线接收模块。

所述电磁阀驱动模块采用智能低端开关，每片开关具有四个通道；在电磁阀供电端还装有一片智能高端开关。

本实用新型是在现有电子稳定系统控制器的基础上，增加胎压检测模块，实现爆胎控制功能。胎压检测模块主要作用是通过专用的无线数据接收模块，监控并接收安装在车轮的胎压传感器发出的无线信号，通过转换得到需要的数值，并且送入中央处理单元进行处理。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：在电子稳定系统控制器硬件中集成了胎压检测模块，在保证整车动力学稳定的基础上，可以针对爆胎这种特定工况进行及时处理，能有效降低爆胎事故中的人员伤亡。

附图说明

图1为本实用新型集成胎压检测功能的汽车电子稳定系统控制器电气原理示意图；

图2为中央处理单元基于MC9S12XDT256的本实用新型的电路示意图。

图中：1中央处理单元，2电磁阀驱动模块，3电机驱动模块，4通讯接口模块，5电源模块，6轮速处理模块，7车辆状态处理模块，8胎压接收模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1和图2，一种集成胎压检测功能的汽车电子稳定系统控制器，包括中央处理单元1、电磁阀驱动模块2、电机驱动模块3、通讯接口模块4、电源模块5、轮速处理模块6、车辆状态处理模块7和胎压接收模块8，轮速处理模块6输出和车辆状态处理模块7输出接中央处理单元输入端，中央处理单元输出接电磁阀驱动模块2、电机驱动模块3和通讯接口模块4，电源模块5与各模块连接向各模块供电；所述胎压接收模块8输出接中央处理单元输入端，胎压接收模块8采集安装在轮胎上的压力传感器所发出的胎压信号。所述胎压接收模块8为无线接收模块。

所述电源模块5构成向各个模块供电的供电系统，轮速处理模块6和车辆状态处理模块7对系统各个传感器和部件进行信号处理，分别送入中央处理单元1的模数转换、输入捕捉和数字IO模块进行信号测量。通过胎压无线接收模块8对胎压传感器发出的无线信号进行监测，并且通过IO口发送给中央处理单元1。中央处理控制单元1的控制算法信号经电磁阀驱动模块2和电机驱动模块3输出，作用于液压控制单元，对发动机系统进行的控制操作信号经通讯接口模块4输出。

所述中央处理单元1采用飞思卡尔公司的MC9S12XDT256处理器。该处理器具有最大80Mhz的总线频率，同时有16通道ADC、8通道CAP、8通道PWM、36通道GPIO和双路CAN总线控制器，资源完全满足汽车电子稳定系统ESP控制、计算要求。

中央处理单元1主要的功能是对汽车电子稳定系统的输入、输出进行管理，并且负责完成快速、复杂的控制算法。汽车电子稳定系统主要用到中央处理单元1中的输入捕捉模块（CAP）、模数转换模块（ADC），脉宽调制模块（PWM）和通用输入输出模块（GPIO）。其中输入捕捉模块（CAP模块）主要用来捕捉轮速信号经过处理后得到的方波脉宽，进而经过计算得到瞬时轮速；模数转换模块（ADC模块）主要处理模拟信号，包括压力传感器信号、横摆角速度、纵向和横向加速度及系统各个可靠性测量回路信号。脉宽调制模块（PWM模块）主要用来处理电磁阀工作需要的脉宽信号，通过调制，可以得到不同占空比的控制输出。通用输入输出模块（GPIO模块）主要用来处理系统的开关量和数字量，包括转角传感器信号、制动警告灯、制动踏板、ESP开关等信号。中央处理单元1在完成输入输出管理功能的同时，还需要完成各种复杂的滤波、计算，并且运行各种复杂的控制算法。

所述胎压接收模块8采用NODIC公司的NRF401胎压接收芯片，该芯片能以433.92Mhz频率接收胎压传感器发出的信号，并且通过IO口与中央处理单元1进行通信并传输信号。

所述电源模块5采用infineon公司的通用稳压电源模块TLE4271，将蓄电池电压12V转化为5V，经过电感进行隔离，分成模拟电源5V和数字电源5V，分别给模拟电路和数字电路供电。同时，地线也分别经电感隔离成驱动地（电磁阀和电机驱动回路）、模拟地和数字地，充分隔离各种干扰。

所述轮速处理模块6采用通用比较器LM339构成比较器电路，轮速处理模块6是对轮速传感器进行信号处理，比较基准为5V电源经分压后得到的2.5V。对于磁电式轮速传感器，信号可以直接接该模块两端输入即可得到标准方波；对于霍尔式传感器，还需在比较器前增加一个适当的电阻，将电流信号转换成电压信号，再经过比较器整形得到方波。

所述电磁阀驱动模块2采用3片infineon公司的通用智能四通道低端开关，每一片可以直接驱动4个电磁阀，供电电流最大为5A，可以满足12个电磁阀的驱动能力。在电磁阀供电端，还加上了一片infineon公司的BTS6143D通用智能高端开关，最大负载电流可达70A，通过控制BTS6143D可以随时切断电磁阀供电，确保系统安全性。

所述电机控制模块3采用infineon公司的BTS6143D通用智能高端开关，可以以开关方式或PWM方式驱动ESP直流电机。

所述车辆状态处理模块7分为数字信号、开关量和模拟信号分别进行处理。车辆状态处理模块7是对车辆状态传感器进行信号处理，对于数字信号：转向角度传感器信号经过上拉到5V电源后直接送入中央处理控制单元1的MC9S12XDT256的GPIO进行处理；对于开关量：制动警告灯、制动踏板、ESP开关经通用三极管S8050反向后送入中央处理控制单元1的MC9S12XDT256的GPIO进行处理。对于模拟量，横摆角速度、纵向和侧向加速度信号、压力传感器信号通过通用运放LM224D构成的反向比例运算电路，将信号幅值分别按照比例变换到0-5V区间，然后送入中央处理控制单元1的MC9S12XDT256的ADC模块进行处理。

所述通讯接口模块4直接使用中央处理控制单元1的MC9S12XDT256自带CAN控制器作为报文的收发控制，总线信号则由PHILIPS公司生产的通用高速CAN总线驱动器PCA82C250来进行驱动。

以上各个模块分别有自己特定的功能，经组合在一起后互相配合工作，完整实现汽车电子稳定系统控制器输入信号处理、输出信号处理、通讯和计算功能，同时实现胎压监测功能。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均就包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种集成胎压检测功能的汽车电子稳定系统控制器，包括中央处理单元（1）、电磁阀驱动模块（2）、电机驱动模块（3）、通讯接口模块（4）、电源模块（5）、轮速处理模块（6）和车辆状态处理模块（7），轮速处理模块（6）输出和车辆状态处理模块（7）输出接中央处理单元（1）输入端，中央处理单元（1）输出接电磁阀驱动模块（2）、电机驱动模块（3）和通讯接口模块（4），电源模块（5）与各模块连接向各模块供电；其特征是：所述控制器还包括胎压接收模块（8），胎压接收模块（8）输出接中央处理单元（1）输入端，胎压接收模块（8）采集安装在轮胎上的压力传感器所发出的胎压信号。

2.根据权利要求1所述的集成胎压检测功能的汽车电子稳定系统控制器，其特征是：所述胎压接收模块（8）为无线接收模块。

3.根据权利要求1或2所述的集成胎压检测功能的汽车电子稳定系统控制器，其特征是：所述电磁阀驱动模块（2）采用智能低端开关，每片开关具有四个通道；在电磁阀供电端还装有一片智能高端开关。

Images