Tpms多功能診斷儀的製作方法
2023-11-01 10:53:12 1
專利名稱：Tpms多功能診斷儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及胎壓檢測系統(TPMS)，特別涉及的是一種TPMS多功能診斷儀。
背景技術：
隨著工業經濟的進步，汽車開始大量使用，公路和高速公路也日漸得到重視，並開始發展起來。美國現有公路總裡程和高速公路裡程最長，已經形成了約6. 9萬公裡的州際高速公路網，公路已成為美國人日常生活必不可少的一部分。西歐各國和日本，公路網基礎好，高速公路也逐步成網，公路運輸一直為內陸運輸的主力。作為發展中國家，中國高速公路通車總裡程去年躍居世界第二位，目前總裡程為2萬公裡，但因幅員遼闊，高速公路網的平均密度很低，路況相對來說也比較差。高速公路的速度和便利，改變了人們的時空觀念，拉近了地域距離，改善了人們的生活方式。但是隨之而來的高速公路惡性交通事故卻令人震驚，已經引起世界各國的強烈關注和重視，並開始討論或採取相應防範措施。據2002年美國汽車工程師學會調查，全美平均每年有沈萬起交通事故是由於輪胎氣壓低或滲漏造成的；而在高速公路上發生的交通事故有70%是由於爆胎引起的；此外， 每年75%的輪胎故障是由於輪胎滲漏或充氣不足引起的。統計表明交通意外增加的主要原因是高速行駛中因輪胎故障引起的爆胎。另據統計，在中國，46%的高速公路交通事故是由於輪胎故障引起的，這其中僅爆胎一項就佔事故總量的70%，這是多麼驚人的數字！在汽車的高速行駛過程中，輪胎故障是殺傷力最大也是最難預防的事故隱患，是突發性交通事故發生的重要原因。如何解決輪胎故障、怎樣防止爆胎，已成為全球關注的首要問題。2000年11月1日美國總統柯林頓籤署批准了美國國會關於修改聯邦運輸法的提案，聯邦法案要求2003年以後出產的所有新車都需將輪胎壓力監測系統(TPMS)作為標準配置；2006年11月1日起所有需要行駛在高速公路上的汽車都需配置輪胎壓力監測系統 (TPMS)。2001年7月，為響應美國國會對車輛安裝TPMS立法的要求，美國運輸部和國家高速公路安全管理局(NHTSA)聯合對現有的兩種輪胎壓力監測系統(TPMS)進行了評價，報告第一次將TPMS作為專用詞彙，並確認直接式TPMS優越的性能和準確的監測能力。由此 TPMS汽車輪胎智能監測系統作為汽車三大安全系統之一，與汽車安全氣囊、防抱死制動系統(ABS) —起被大眾認可並受到應有的重視。TPMS (輪胎壓力監測系統)的作用是在汽車行駛過程中對輪胎氣壓進行實時自動監測，並對輪胎漏氣和低氣壓進行報警，以確保行車安全。隨著TPMS的應用廣泛，TPMS多功能診斷儀是必不可少的工具，其功能性和實用性的要求越來越高，因此有必要對此進行研究與開發。
實用新型內容本實用新型產品目的是在於提供一種功能齊全、性能可靠、有效保證隨時隨地進行匹配，診斷，用來縮短各環節時間，提高及時性的TPMS多功能診斷儀。本實用新型採用的技術方案如下TPMS多功能診斷儀，包括以下模塊低頻觸發模塊，主要作用是發射出125Khz頻率波，對內部帶低頻喚醒功能的TPMS (輪胎壓力檢測系統)傳感器模塊起到喚醒和狀態切換的功能，傳感器收到125Khz低頻信號後，從睡眠狀態切換到正常工作狀態，或開發模式，此時傳感器發出此傳感器的ID號，傳感器電池電量和輪胎當前的溫度、壓力等信息，供接收控制器學習及數據解析；高頻接收模塊，主要作用是接收輪胎傳感器發射出433. 92MHZ/315MHZ的高頻信號，從此高頻信號中能解碼出當前輪胎裡面傳感器ID號、電池電量和此輪胎當前的溫度、 壓力等信息；高頻發射模塊，主要是實現測試儀和TPMS接收控制器信息交換，通過433. 92Mhz 高頻信號，發送信息到TPMS接收控制器，從而實現輪胎傳感器ID學習、刪除、位置調換，等操作，以及模塊各種報警信息來診斷系統；電源管理模塊，本診斷儀採用可充電鋰電池供電，電源管理模主要用於電池電壓檢測，進行低電壓保護，以防止電池過度放電，及充電電路對電池進行充電及充電保護；顯示模塊，主要由IXD進行相關信息顯示，實現模式及數據設定的人機信息交互；微處理器模塊，重要用於信號採集，接收和處理所有數據，實現診斷等多功能，輸出驅動和顯示；按鍵輸入模塊，採用薄膜式按鍵，實現所有人機操作控制，及參數設置。所述低頻觸發模塊、高頻接收模塊、高頻發射模塊、電源管理模塊、顯示模塊及按鍵輸入模塊分別與微處理器模塊連接。所述低頻觸發模塊由低頻驅動器及低頻電感天線組成，通過微處理模塊發送 125KHZ低頻信號數據，控制胎壓監測系統傳感器在睡眠模式，開發模式和工作模式進行切換。所述高頻接收模塊由高頻接收晶片和天線組成，進行接收胎壓監測系統傳感器高頻數據接收，和信號解調，將數據轉換為數字波信號傳輸到微處理單元，並能輸出接收的信號強度，供微處理單元判斷。所述高頻發射模塊，主要工作的頻率為433.92/315MHZ，發送接收到的數據到 TPMS接收控制器，進行各模式功能診斷測試及設定參數。所述電源管理模塊由電源晶片及電池充電模塊組成，對電源電壓採用AD檢測信號到微處理器單元，當電壓低於某個設定值，則自動關機，防止過度放電引起的電池壽命過短。所述顯示模塊，按鍵輸入模塊實現人機信息交互，實現功能模式切換，及功能設定。所述微處理模塊，主要進行按鍵掃描，電池電量檢測，高頻及低頻信號處理，功能實現，信息顯示驅動。本實用新型的TPMS多功能診斷儀設有「上翻」、「下翻」、「確認」、「返回」、「電源開啟/關閉」五個按鍵，通過菜單鍵的切換，可以進入「學習模式」、「刪除模式」、「輪胎位置調換模式」、「診斷測試模式」、「TPMS車輛下線配置及測試模式」、「強制刪除模式」，從而實現 TPMS傳感器和接收控制器ID學習、刪除、位置調換等操作，以及在車輛下線時對模塊各種報警信息測試。所述TPMS多功能診斷儀在學習模式下，可以實現四個輪胎傳感器的激活、學習。 通過菜單鍵的切換，進入「左前學習」菜單，按下「確認」對傳感器激活，激活傳感器後，TPMS 多功能測試儀能接收回傳感器發出的傳感器ID號、該輪胎當前壓力、溫度信息。當接收到傳感器發回的信息後，再次按下「確認」，TPMS多功能測試儀將接收回的信息發送到TPMS接收控制盒，實現單個輪胎的學習、綁定。相同方式可對「右前學習」、「右後學習」、「左後學習」 進行操作。所述TPMS多功能診斷儀進入「刪除模式」，可對「左前」、「右前」、「右後」、「左後」 任意一個已綁定的傳感器進行刪除。要對傳感器進行刪除，首先在「學習模式」在激活傳感器，接收回傳感器ID號，然後進入刪除模式對傳感器進行刪除，否則將無法對傳感器進行刪除。所述TPMS多功能診斷儀進入輪胎位置調換模式，通過菜單鍵的選擇，可以對「左前」，「右前」，「右後」，「左後」任意兩個輪胎的位置進行交換。進行輪胎位置交換，首先必須對需要交換的兩個輪胎的任意一個在「學習模式」下激活，否則將無法實現位置交換。所述TPMS多功能診斷儀進入診斷測試模式，通過菜單鍵的選擇，可在「左前測試」，「右前測試」，「右後測試」，「左後測試」中的任意一個進行模擬測試，測試內容包括模擬測試低壓報警、模擬測試欠壓報警、模擬測試快速漏氣報警、模擬測試高壓報警、模擬測試高溫報警、模擬測試超高溫報警、模擬測試傳感器低電量報警。應用上述技術方案，本實用新型可以實現以下功能在裝配結束後，可用TPMS多功能測試儀激活輪胎裡的傳感器，讀取每個安裝在輪胎內的傳感器的ID碼，實現傳感器和接收器的綁定，不需要在接收控制器上設置編程按鈕；可以隨時查詢任意輪胎的壓力和溫度值；可以完成輪胎換位置和對傳感器重新設定，而無需拆裝傳感器；可以為任意輪胎位置單獨更換傳感器，並將信傳感器的信息傳送給接收器並進行重新對應；可以實現傳感器激活、傳感器綁定學習、傳感器刪除、傳感器位置調換、下線功能檢測等功能。基於上述，本實用新型能夠將TPMS系統的開發調試，產線匹配，售後維護結構為一體，為TPMS系統的開發，使用及售後提供方便和節省時間。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發明。
圖1為本實用新型與TPMS系統各部件連接關係示意圖。圖2為本實用新型各模塊原理示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體附圖，進一步闡述本實用新型。參考
圖1，此圖中描述了本實用新型與TPMS系統各部件的關係，其中TPMS胎壓傳感器，進行輪胎狀況的溫度、壓力、運動狀況進行檢測，並能根據車子的實際情況進行數據發送，並對電池電量進行判讀，當電量過低時，進行數據發送提示。進一步，TPMS胎壓傳感器主要由微處理單元，傳感器(集成了壓力、溫度、加速度)，RF發射晶片，LF感應接收單元組成。進一步，TPMS胎壓傳感器在出廠前，系統處於睡眠模式，此時的功耗最小，LF感應接收單元解析TPMS多功能診斷儀發送的低頻命令後，輸出信號到微處理單元，進行判斷 TPMS胎壓傳感器應該處於睡眠模式、開發模式還是正常工作模式。進一步，TPMS胎壓傳感器中傳感器，集成了集成了壓力、溫度、加速度，微處理單元通過對這些信號的處理，判斷出輪胎現在的溫度，壓力，和行駛狀態，在不同的行駛狀態下的發送周期不同。進一步，TPMS胎壓傳感器的微處理器把要發送的數據處理成要求的數據包格式， 通過RF發射晶片方式，調整方式為ASK，工作頻率為433. 92MHZ或315MHZ。參考
圖1，TPMS接收控制單元，接收TPMS胎壓傳感發射的數據，並進行數據解析，通過總線的方式發送到顯示控制器(如儀表)，並對進行系統的自檢，對TPMS接收控制單元本身故障進行存儲，且對輪胎狀況的異常狀況和相應的裡程數進行記錄。進一步，TPMS接收控制單元主要由微處理單元，RF接收晶片，通訊接口單元組成。進一步，TPMS接收控制單元的接收模塊，與傳感器的發射模塊對應，接收的工作頻率為315/433. 92MHZ，此部分把接收的信號解調成數據信號傳輸到微處理單元的埠， 以供軟體解碼。進一步，TPMS接收控制單元通訊接口主要有串口、CAN、LIN、K-LINE幾種方式，按照協議進行數據通訊，達到數據顯示和報警的目的。參考圖2，本實用新型TPMS多功能診斷儀包括低頻觸發模塊、高頻接收模塊、高頻接收模塊、電源管理模塊、顯示模塊和按鍵輸入模塊，它們分別與微處理器模塊連接。進一步，低頻觸發模塊由低頻驅動器及低頻電感天線組成，通過微處理模塊發送 125KHZ低頻信號數據，控制胎壓監測系統傳感器在睡眠模式，開發模式，工作模式進行切換。進一步，高頻接收模塊，主要工作的頻率為433. 92/315MHZ，由高頻接收晶片和天線組成，進行接收胎壓監測系統傳感器高頻數據接收和信號解調，將數據轉換為數字波信號傳輸到微處理單元，並能輸出接收的信號強度，供微處理單元判斷。進一步，高頻發射模塊，主要工作的頻率為433. 92/315MHZ,發送接收到的數據到 TPMS接收控制器，進行各模式功能診斷測試及設定參數。進一步，電源管理模塊，由電源晶片及電池充電模塊組成，對電源電壓採用AD檢測信號到微處理器單元，當電壓低於某個設定值，則自動關機，防止過度放電引起的電池壽命過短。進一步，顯示模塊，按鍵輸入模塊實現人機信息交互，實現功能模式切換，及功能設定，顯示模塊包括報IXD顯示。進一步，微處理，主要進行按鍵掃描，電池電量檢測，高頻及低頻信號處理，功能實現，信息顯示驅動。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和改善的優點。重點描述了改善的功能，和實用性。根據產品的更新或集成化的提升，本實用新型還會進行改進，本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及相關內容的等效物界定。
權利要求1.TPMS多功能診斷儀，其特徵在於，包括低頻觸發模塊、高頻接收模塊、高頻發射模塊、電源管理模塊、顯示模塊、微處理器模塊和按鍵輸入模塊，所述低頻觸發模塊、高頻接收模塊、高頻發射模塊、電源管理模塊、顯示模塊及按鍵輸入模塊分別與微處理器模塊連接。
2.根據權利要求1所述的TPMS多功能診斷儀，其特徵在於，所述低頻觸發模塊由低頻驅動器及低頻電感天線組成。
3.根據權利要求1所述的TPMS多功能診斷儀，其特徵在於，所述高頻接收模塊由高頻接收晶片和天線組成。
4.根據權利要求1所述的TPMS多功能診斷儀，其特徵在於，所述電源管理模塊由電源晶片及電池充電模塊組成。
專利摘要本實用新型公開了一種TPMS多功能診斷儀,包括低頻觸發模塊、高頻接收模塊、高頻發射模塊、電源管理模塊、顯示模塊和按鍵輸入模塊，它們分別與微處理器模塊連接。本實用新型在裝配結束後，可激活輪胎裡的傳感器，讀取每個安裝在輪胎內的傳感器的ID碼，實現傳感器和接收器的綁定；不需要在接收控制器上設置編程按鈕；可以隨時查詢任意輪胎的壓力和溫度值；可以完成輪胎換位置和對傳感器重新設定，而無需拆裝傳感器；可以為任意輪胎位置單獨更換傳感器，並將信傳感器的信息傳送給接收器並進行重新對應；可以實現傳感器激活、傳感器綁定學習、傳感器刪除、傳感器位置調換、下線功能檢測等功能。
文檔編號B60C23/04GK202080077SQ20102069087
公開日2011年12月21日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者刁紅喜, 夏全良 申請人:上海航盛實業有限公司