一种汽车胎压监测的轮胎自动定位系统技术方案

本发明专利技术提出一种汽车胎压监测的轮胎自动定位系统，包括处理器U1、四个胎压传感器总成U2和旋转位置检测单元U3。所述处理器U1通过四个胎压传感器总成U2监测的轮胎加速度信息和旋转位置检测单元U3的齿数信息，根据同一轮胎下加速度特性曲线与旋转位置齿数的对应关系，计算出每个轮胎所对应的传感器ID，并将计算得出ID信息与处理器U1存储的胎压ID信息进行对比，根据对比结果，确定最终应保留的ID信息。本发明专利技术在胎压系统ID错误后能够在行驶过程中自动校准ID，且校准过程对中央处理U1的算力要求比较低。比较低。比较低。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车胎压监测的轮胎自动定位系统


[0001]本专利技术属于汽车轮系
，具体涉及汽车轮胎检测技术。

技术介绍

[0002]汽车胎压监测系统(TPMS)按工作原理可分为直接式和间接式两种，而直接式是胎压监测系统里最成熟且应用范围最广泛的一种监测方式，其原理可概述为通过传感器直接测量轮胎内胎压等信息，再通过短距离无线射频通信技术传输给中央处理单元，从而实现整车对胎压信息的监控。
[0003]但直接式胎压监测系统为保证无线射频信息的准确性以及抗干扰性，每个轮胎装配的传感器需配置唯一的ID，且中央处理单元需给每个轮胎匹配相应的ID数据，这样才能准确识别并接收胎压信息。
[0004]一旦更换轮胎后无专业设备进行ID匹配学习或ID错误写入，将导致系统无法正确接收胎压信息，最终报系统故障，反复折腾费时费力易引起用户抱怨，降低用户粘性。
[0005]间接式胎压监测是通过车速、轮胎齿速等信息间接计算得出的轮胎是否欠压，这种方式需要大量的实验数据且相比用传感器直接测量，可靠性较低。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种汽车胎压监测系统轮胎自动定位系统，解决胎压监测系统ID匹配错误或未学习等系统硬件正常但ID异常的系统故障问题。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]本专利技术提供的汽车胎压监测的轮胎自动定位系统，包括处理器U1、四个胎压传感器总成U2和旋转位置检测单元U3。所述处理器U1通过四个胎压传感器总成U2监测的轮胎加速度信息和旋转位置检测单元U3的齿数信息，根据同一轮胎下加速度特性曲线与旋转位置齿数的对应关系，计算出每个轮胎所对应的传感器ID，并将计算得出ID信息与处理器U1存储的胎压ID信息进行对比，根据对比结果，按预先设定的规则，确定最终应保留的ID信息。
[0009]进一步地，所述处理器U1包含电源模块、驱动模块、控制模块、存储模块、CAN收发器和射频接收模块。
[0010]所述射频接收模块接收并解调胎压传感器总成U2发送的射频数据，其具备休眠模式、唤醒模式，在休眠模式下，每一个周期(如20ms)内保持开启设定时间(例如5ms)的胎压信息接收通道，在唤醒模式下，采用独立通道接收胎压数据。
[0011]所述控制模块负责数字计算、资源调用与分配以及逻辑处理；控制模块13内置两个定时器T1、T2：定时器T1在停车时启动计时，退出停车状态后计时器重置为零，并在下一次进入停车状态时从零开始计时，当T1计时满T_ECUrestart时标志允许处理器U1启动自动定位功能；定时器T2在启动自动定位功能且车速信号大于等于设定值(如35km/h)时开始计时，车速信号小于设定值(如35km/h)时暂停计时并在下一次车速大于等于设定值(如35km/h)时延续此前的时间点计时，定时器T2在重启自动定位或者计时满T_SYStimeout时重置为
零，当T2计时满T_SYStimeout时标志着此次系统ID自动定位失败。
[0012]进一步地，所述处理单元U1在接收到胎压传感器总成U2发送的数据包时，根据U2数据包里的位置信息计算当前总线上四个轮胎齿数信息与位置信息所对应的齿数差异，得到每个传感器对应于四个车轮时的齿数曲线或者方差值，曲线的收敛性越好或方差值越小的表示该传感器安装在相应的轮速传感器所在的车轮上的可靠性越高。
[0013]进一步地，所述胎压传感器总成U2包含射频发送模块、低频天线、传感器模块和电控单元。
[0014]所述射频发送模块负责接收电控单元的指令，将胎压信息经过FSK调制，并发送给处理器U1，在启动胎压自动定位功能期间，总共发送40包射频数据给中央处理器U1，每包数据间隔约15S。
[0015]所述传感器模块集成加速度传感器、压力传感器、温度传感器，检测轮胎内向心加速度、气压值、温度值三种参数；在自动定位期间，传感器模块23高频采样车轮加速度，根据当前加速度值变化方向判断自身是否处于D1～D2中具体哪一个位置，其中，D1、D2是根据余弦分布曲线特性获得的曲线上两个点，D1、D2的斜率值均为0，D1斜率值区间由负变为正，加速度特性曲线先上升再下降，D2斜率值区间由正变为负，加速度特性曲线先下降再上升。
[0016]所述电控单元监控加速度并内置定时器T3，仅当定时器T3计时满10min时，标志着胎压传感器总成U2允许重新启动自动定位功能，并在下一次检测到加速度大于等于设定值(例如6g)时，优先进入自动定位模式；定时器T3在检测到加速度小于设定值(例如6g)时开始计时，检测到加速度大于等于设定值(例如6g)时，定时器T3置零；在自动定位模式下，胎压监测传感器U2仅会在处于D1、D2两个点时才发送数据，且数据中包含胎压、胎温、数据状态标识符、传感器所处轮胎的位置信息。
[0017]进一步地，所述胎压传感器总成U2保持周期性发送胎压自动定位帧信息，且在自动定位期间，判断自身所处位置，只能在转动到车轮最高D1和最低点D2时发送数据帧，数据帧中需包含其所处转动位置信息。
[0018]进一步地，所述旋转位置检测单元U3包含四个轮速传感器、电控单元和CAN收发器。
[0019]所述轮速传感器用于检测车轮的旋转位置，并反馈旋转位置齿数给旋转位置检测单元U3；四个轮速传感器安装位置按左前LF
→
右前RF
→
右后RR
→
左后LR的顺序，依次偏差一定角度，例如40
°
，使完整的旋转位置齿数数据呈现周期性类正比例分布的特性。
[0020]所述电控单元负责各个模块间的调度使用，确保车辆行驶过程中的齿数信息实时准确的转发到CAN上。
[0021]本专利技术采用以上技术方案，能在系统ID配置错误或在轮胎更换未正常学习ID时，根据四个轮胎加速度、旋转位置齿数的差异以及各自的对应关系，主动计算出四个胎压ID匹配的轮胎，并将计算得出的四个ID信息与中央处理器U1存储的胎压ID信息进行对比，U1会根据对比结果，按预先设定的规则，确定最终应保留的ID信息，实现传感器ID自动匹配学习，由此解决胎压监测系统ID匹配错误或未学习等系统硬件正常但ID异常的系统故障问题。
[0022]本专利技术相对于现有技术，具体的优点如下：
[0023]1、胎压系统ID错误后能够在行驶过程中自动校准ID。
[0024]2、校准过程对中央处理U1的算力要求比较低。
附图说明
[0025]图1是本专利技术汽车胎压监测的轮胎自动定位系统的结构框图。
[0026]图2是加速度传感器特性图；
[0027]图3是传感器U2加速度特性曲线斜率变化近似曲线；
[0028]图4是传感器U2的运动位置示意图；
[0029]图5是传感器U2自动定位处理流程。
[0030]图6是处理器U1的ID自动定位流程。
具体实施方式
[0031]以下结合附图进一步详细说明本专利技术的实施方式。
[0032]本实施例通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车胎压监测的轮胎自动定位系统，包括处理器U1、四个胎压传感器总成U2和旋转位置检测单元U3；其特征在于，所述处理器U1通过四个胎压传感器总成U2监测的轮胎加速度信息和旋转位置检测单元U3的齿数信息，根据同一轮胎下加速度特性曲线与旋转位置齿数的对应关系，计算出每个轮胎所对应的传感器ID，并将计算得出ID信息与处理器U1存储的胎压ID信息进行对比，根据对比结果，确定最终应保留的ID信息。2.根据权利要求1所述的轮胎自动定位系统，其特征在于，所述处理器U1包含电源模块、驱动模块、控制模块、存储模块、CAN收发器和射频接收模块；所述射频接收模块接收并解调胎压传感器总成U2发送的射频数据，其具备休眠模式、唤醒模式，在休眠模式下，每一个周期内保持开启一定时间的胎压信息接收通道；在唤醒模式下，采用独立通道一直接收胎压数据以保证动态行驶时的射频数据接收率；所述控制模块内置两个定时器T1、T2：定时器T1在停车时启动计时，退出停车状态后计时器重置为零，并在下一次进入停车状态时从零开始计时，当T1计时满T_ECUrestart时标志允许处理器U1启动自动定位功能；定时器T2在启动自动定位功能且车速信号大于等于设定值时开始计时，车速信号小于设定值时暂停计时并在下一次车速大于等于设定值时延续此前的时间点计时，定时器T2在重启自动定位或者计时满T_SYStimeout时重置为零，当T2计时满T_SYStimeout时标志着此次系统ID自动定位失败。3.根据权利要求1所述的轮胎自动定位系统，其特征在于，胎压传感器总成U2包含射频发送模块、低频天线、传感器模块和电控单元；所述射频发送模块负责接收电控单元的指令，将胎压信息经过FSK调制，并发送给处理器U1，在启动胎压自动定位功能期间，发送射频数据给中央处理器U1；所述传感器模块集成加速度传感器、压力传感器、温度传感器，检测轮胎内向心加速度、气压值、温度值三种参数；在自动定位期间，传感器模块高频采样车轮加速度，根据当前加速度值变化方向判断自身是否处于D1~D2中具体哪一个位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文星，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：