基於abs的汽車輪胎胎壓監測系統的製作方法

2023-06-06 03:08:41

專利名稱：基於abs的汽車輪胎胎壓監測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基於ABS的汽車輪胎胎壓監測系統。二、背景技術目前，汽車胎壓監測系統(TPMS)是一種能對汽車輪胎氣壓、溫度進行自動檢測，並對輪胎異常情況進行報警的預警系統。TPMS系統可分為間接式和直接式兩種。間接式是通過汽車的輪速傳感器來比較車輪之間的轉速差別，以達到監視胎壓的目的。直接式利用安裝在每一輪胎裡的壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓，並通過無線調製發射到安裝在駕駛臺的接收器上。直接式TPMS發射模塊較多採用以下兩種方案一種是電池+MCU機+傳感器+射頻晶片+接收器，另一種是電池+內部集成MCU(微控制器)的傳感器+射頻晶片+ 接收器。前一種方案由於集成度低、體積和功耗大而被市場逐漸淘汰，後一種方案是當前市場上主流的產品設計形式，但是由於直接式TPMS是在每一個輪胎中加裝壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓。這套設備包括感測傳輸器、接收天線、接收器和監視器設備，通過安裝在每一個輪胎氣孔上的感測傳輸器將所測的的胎壓數據通過無線方式發送到接收器來顯示在監視器內，當胎壓下降時，直接式胎壓監測系統能夠立即的警示，其一般安裝在輪毅或者氣門嘴處。雖然直接式TPMS雖然測量的數據準確度高，但是有其固有的缺點，由於直接式TPMS採用無線發射接收和空間的限制使得需要將感測壓力的傳感器、MCU、電池和射頻發射電路進行高度集成來設計出智能低功耗的傳感器模塊，再加上由於無線射頻發射接收晶片成本高，這些都造就了直接式TPMS系統高昂的成本，而且無線發射在惡劣的環境和強電磁幹擾下容易產生誤碼，所以直接式TPMS胎壓監測系統在市場前景和應用上有其固有的缺點和劣勢。相比直接式TPMS胎壓監測系統和其他間接式TPMS胎壓監測系統本公司自主開發的基於ABS的汽車輪胎胎壓間接監測系統，利用原ABS防爆死剎車系統的輪速信號來判定各條輪胎的胎壓。並在信號解調單元電路中加入了氣壓不足監測報警電路和裝置，車輛行駛，當其中一條輪胎的胎壓較低時，車輛的重量會使該輪胎直徑縮小，車輪之間的轉動次數自然會有差別，經過計算後將出動報警系統，向駕駛者提出警告。此系統與ABS共享傳感器和感測信號。將車輪傳感器探測的轉速信號送給中央控制系統MCU進行處理，只需調整車內計算機的軟體便可獲得胎壓異常的警示信息。再通過CAN總線傳輸給壓力報警系統，其添加額外的硬體裝置較少，，以及我們在多年ABS軟硬體設計方面積累了成熟技術資源，因此開發時間短、成本低，也可以起到很好的胎壓監測效果，相比直接式可以節約成本資源，相比其他間接式可以節約硬體資源，所以具有很大的發展優勢。三、實用新型內容本實用新型為了解決上述背景中的不足之處，提供一種開發時間短、成本低，可以起到很好的胎壓監測效果的基於ABS的汽車輪胎胎壓監測系統。為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案為一種基於ABS的汽車輪胎胎壓監測系統，包括ABS控制系統和壓力監測報警系統，ABS控制系統和壓力監測報警系統通過導線連接，其特徵在於所述的ABS控制系統包括由微控制單元，所述的微控制單元上分別連接有電壓模塊、輪速信號處理模塊、CAN通信模塊和存儲器模塊；所述的壓力監測報警系統包括微控制單元，所述的微控制單位上分別連接有CAN通信模塊、存儲器模塊、顯示電路、報警電路、實時時鐘模塊、電壓模塊和按鍵輸出電路。所述的輪速信號處理模塊上連接有陀螺儀。所述的微控制單元的單片機型號為XC167CI。所述的微控制單元的單片機型號為MSP430F149。與現有技術相比，本實用新型具有的優點和效果如下本實用新型利用原ABS防抱死剎車系統的輪速信號來判定各個輪胎的胎壓。車輛行駛，當其中一個輪胎的胎壓較低時，車輛的重量會使該輪胎直徑縮小，車輪之間的轉動次數自然會有差別，經過計算後將啟 動報警系統，向駕駛者提出警告。此系統與ABS共享傳感器和感測信號。將車輪傳感器探測的轉速信號送給中央控制系統MCU進行處理，只需調整車內計算機的軟體便可獲得胎壓異常的警示信息。再通過CAN總線傳輸給壓力報警系統，其添加額外的硬體裝置較少，因此開發時間短、成本低，也可以起到很好的胎壓監測效果，相比直接式可以節約成本資源，相比其他間接式可以節約硬體資源，所以具有很大的發展優勢。

圖I為本實用新型的系統框圖；圖2為本實用新型ABS控制系統中的輪速信號處理模塊電路圖；圖3為本實用新型ABS控制系統中的CAN通信模塊電路圖；圖4為本實用新型ABS控制系統中存儲模塊電路圖；圖5為本實用新型壓力報警系統中的存儲器電路圖；圖6為本實用新型壓力報警系統中的顯示電路圖；圖7為本實用新型壓力報警系統中的報警電路圖；圖8為本實用新型壓力報警系統中的實時時鐘電路圖；圖9為本實用新型壓力報警系統中的CAN通信模塊電路圖；圖10為本實用新型壓力報警系統中的按鍵輸出電路圖；圖11為本實用新型壓力報警系統中的微控單元控制電路圖；圖12為本實用新型ABS控制系統中電源模塊電路圖；圖13為本實用新型ABS控制系統中微控單元控制電路圖；圖14為本實用新型壓力報警系統中電源模塊電路圖。圖中1- ABS控制系統，2-壓力監測系統，3-微控制單元，4-電壓模塊，5-輪速信號處理模塊，6-陀螺儀，7- CAN通信模塊，8-存儲器模塊，9-按鍵輸出電路，10-微控制單元，Il-CAN通信模塊，12-存儲器模塊，13-顯示電路，14-報警電路，15-實時時鐘模塊，16-電壓模塊。五具體實施方式
參見圖I-圖14 :一種基於ABS的汽車輪胎胎壓監測系統，包括ABS控制系統I和壓力監測報警系統2，ABS控制系統I和壓力監測報警系統2通過導線連接，所述的ABS控制系統I包括由微控制單元3，所述的微控制單元3上分別連接有電壓模塊4、輪速信號處理模塊5、CAN通信模塊7和存儲器模塊8 ;所述的壓力監測報警系統2包括微控制單元10，所述的微控制單位10上分別連接有CAN通信模塊11、存儲器模塊12、顯示電路13、報警電路14、實時時鐘模塊15、電壓模塊16和按鍵輸出電路9，所述的輪速信號處理模塊5上連接有陀螺儀6，所述的微控制單元3的單片機型號為XC167CI，所述的微控制單元10的單片機型號為 MSP430F149。本實用新型壓力監測系統工作原理是通過ABS監測系統對輪速傳感器採集到的信號通過信號放大、濾波、整形後變為微控制器可以處理的數位訊號，經過微控制器內部對採集到的信號利用卡爾曼濾波器進行變換、濾波、估值、增強、壓縮和識別等處理。根據計算車輪半徑與標準胎壓下車輪半徑可以判斷胎壓值(當輪胎欠壓時，輪胎滾動半徑變小，在相同的前進速度下欠壓輪胎的轉速要高於正常充氣輪胎的轉速)。同時利用陀螺儀來測車輛轉彎時的偏移率。經過微處理器處理計算胎壓及軟體開機自檢需要的進行存儲並通過ABS監控系統中CAN電路模塊對檢測中的胎壓值經過壓力報警系統中CAN模塊電路傳輸到它的微控中進行處理顯示壓力值及與胎壓標準值進行比較後進行報警處理。同時通過存儲電路對壓力故障等進行存儲以便後續查詢。利用按鍵電路對標準值、時間及故障查詢等。 本實用新型把數位訊號處理方法與間接胎壓監測系統相結合，提出了車輛縱向和側向兩個動力學模型，利用卡爾曼濾波方法得出了輪胎相對半徑與胎壓之間的關係，達到了間接監測胎壓的目的，改善了間接胎壓監測系統的性能。
權利要求1.一種基於ABS的汽車輪胎胎壓監測系統，包括ABS控制系統(I)和壓力監測報警系統(2)，ABS控制系統(I)和壓力監測報警系統(2)通過導線連接，其特徵在於所述的ABS控制系統(I)包括由微控制單元(3)，所述的微控制單元(3)上分別連接有電壓模塊(4)、輪速信號處理模塊(5)、CAN通信模塊(7)和存儲器模塊(8);所述的壓力監測報警系統(2)包括微控制單元(10)，所述的微控制單位(10)上分別連接有CAN通信模塊(11 )、存儲器模塊(12 )、顯示電路(13 )、報警電路(14 )、實時時鐘模塊(15)、電壓模塊(16)和按鍵輸出電路(9)。
2.根據權利要求I所述的基於ABS的汽車輪胎胎壓監測系統，其特徵在於所述的輪速信號處理模塊(5)上連接有陀螺儀(6)。
3.根據權利要求I或2所述的基於ABS的汽車輪胎胎壓監測系統，其特徵在於所述的微控制單元(3)的單片機型號為XC167CI。
4.根據權利要求3所述的基於ABS的汽車輪胎胎壓監測系統，其特徵在於所述的微控制單元(10)的單片機型號為MSP430F149。
專利摘要本實用新型涉及一種基於ABS的汽車輪胎胎壓監測系統。其包括ABS控制系統和壓力監測報警系統，ABS控制系統和壓力監測報警系統通過導線連接，其特徵在於所述的ABS控制系統包括由微控制單元，所述的微控制單元上分別連接有電壓模塊、輪速信號處理模塊、CAN通信模塊和存儲器模塊；所述的壓力監測報警系統包括微控制單元，所述的微控制單位上分別連接有CAN通信模塊、存儲器模塊、顯示電路、報警電路、實時時鐘模塊、電壓模塊和按鍵輸出電路。本實用新型開發時間短、成本低，可以起到很好的胎壓監測效果的基於ABS的汽車輪胎胎壓監測系統。
文檔編號B60C23/06GK202573670SQ201220099368
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月16日 優先權日2012年3月16日
發明者梁濤年, 王小峰, 楊樂 申請人:西安正昌電子有限責任公司