TPMS系统的应用

Operatione Maintenance使用●维修TPMS系统的应用付朝辉(浙江吉利汽车有限公司,浙江宁波315800)摘要:随着社会消费者安全意识的提高和安全法规标准的深入,汽车的另一项安全技术—TPMS轮胎气压监测系统正在广泛应用。通过对TPMS系统的组成、系统的标定及初始化学习的简要介绍,使读者了解TPMS轮胎气压检测系统的当前应用和发展方向。关键词:气压监测;欠压报警;射频信号;初始化学习;展望中图分类号:U463.6文献标识码:B文章编号:1003-8639(2010)09001904Application of TPMS System(Geely Automobile Co, Ltd, Ningbo 315800, ChiAbstract: A kind of automotive safety technique TPMs (Tire Pressure Monitor System)is nowcomposition, calibration and initialization are introduced here to make readers know the current application anddeveloping direction of this systemKey words: tire pressure monitor: low pressure alarm; radio frequency signal; initialization leaming: outlook汽车安全一直是汽车研究领域的重要课题,轮监测。气压监测技术的应用为汽车安全增加了重要的这2种胎压监测装置各有优劣:直接式胎压监项。在美国平均每年有26万起交通事故是由于轮胎测装置可以提供更高级的功能,随时测定每个轮胎故障造成的,在国内由于轮胎爆胎引起交通事故当内部的实际瞬压,很容易确定故障轮胎;间接式系事者已经将主机厂告上法庭。美国从2003年开始强统造价相对较低,已经装备了4轮ABS(每个轮胎装制实施轮胎气压监测系统( Tire Pressure Monitor备1个轮速传感器)的汽车只需对软件进行升级。System,TPMS)为汽车的标准配置,力图减少和遏但是,间接式胎压监测装置没有直接系统的准确率制轮胎事故及其损害,并要求于2007年9月1日之后高,它根本不能确定故障轮胎,而且系统校准极其生产的所有轻型车辆必须配置轮胎气压监测系统复杂,在某些情况下该系统会无法正常工作,例如(TPMS)。吉利FE车型在开发时就定义为全球车,同一车轴的2个轮胎气压都低时等。为此就配置了TPMS系统吉利FE车型采用的是直接式TPMS系统,下面就直接式TPMS系统展开介绍。通常情况下轮胎爆1TPMS系统种类及其工作原理胎是由于轮胎气压偏低,长时间高速行驶,磨损加目前TPMS系统可分为直接式和间接式2种。直剧,产生高温膨胀导致的,所以TPMS系统是在汽接式胎压监测装置是利用安装在每一个轮胎里的压车轮胎气压欠压的情况下,通过点亮仪表板上特有力传感器来直接测量轮胎的气压,利用无线发射器的欠压报警灯警示驾驶员。欠压定义为低于整车厂将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的建议额定胎压的25%以上开始自动报警系统,然后对各轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时,系统会自动报警。2直接式TPMs系统组成间接式胎压监测的工作原理是:当某轮胎的气TPMS系统由一个中央接收机、4个无线胎压传压降低时,车辆的质量会使该轮的滚动半径变小,感器和系统线束组成,如图1所示。导致其转速比其他车轮快。通过比较轮胎之间的转2.1速差别,以达到监视胎压的目的。间接式轮胎报警中国煤化工制单元,它通过系统实际上是依靠计算轮胎滚动半径来对气压进行射频CNMHG个无线胎压传感修改稿收稿日期:201005-12●记佳该记住的,忘记该忘记的。改变能改变的,接受不能改变的●《汽车电器》2010年第9期19使用●维修Operatione Maintenance一R器交换信号。交换的信气门嘴号包括温度、压力和ID、气门芯码。在运动状态和在静固定胶带TPMS中央接收机态校验情况下,中央接收机和各个传感器发射接收天线的信息是不同步的,目传感器总成壳体的是减少相互干扰。传感器还有低频接收电图1直接式TPMs系统示意图路,通过该电路它能够被外部的低频发生装置外密封胶触发。接收机带有内置键盘,进行传感器换位后的ID识别和重新定位。同时可用于进行系统数据分析6传感器组成田和参数更新的触发。图2是中央接收机电路板图,图3是中央接收机与传感器逻辑框图需要离心开关的信号用压力传感器高频天线来判断汽车低频线射频模块是静止还是微控制器高频接收理控制运动,需要3v电池低频线圈的温度传感器处理离心开关中心报警灯显示信号用来激电压监控活与中央接收机认证的图7传感器处理电路框图田2中央接收机13中央接收机与传感器ID码,最终电路板图逻辑框图通过高频的信号保证传感器与接收机时刻通信。22无线胎压传感器3直接式TPMs系统工作原理无线胎压传感器是感应轮胎气压、温度和与中TPMS系统由1个主机和4个传感器构成,主机央接收机交换ID码的部件,如图4所示。它替代传和传感器之间的数据通信是通过43392MHz载波统轮胎气门嘴安装于轮毂上,见图5。图6是传感器以FSK调制方式进行传输的。组成图。由于传感器的使用环境响,传感器必须传感器学习过程中低频触发信号与传感器之间具有耐压、耐温,电池寿命长等特点。的数据通信是通过125kH低频载波信号,以ASK的调制方式进行传输的。3.1系统运行过程传感器安装于轮上图8为TPMS系统软件流程图,其运行过程如下。第1步:接收产生的传感器的RF数据帧当TPMS系统处在启动状态时,TPMS接收器要不断地接收和处理产生的RFWE传感器数据帧第2步:验证收到的传感器消息帧当收到一个符合传感器格式的射频信号消息帧时,TPMS接收机会首先验证接收到的消息帧。第3步:传感器参数信息预警算法的处理处橡胶件,有弹性理收到的每个有效的WE消息帧,一旦监测到一个以保证密封轮毂和气门嘴接触处图4无线胎压传感器轮胎低压,就会点亮 TREAD灯示意图图5传感器装配位置图第4步:持续监测ISOK-Line请求TPMs接收机KrEin伷田前讲入激活状态。传感器处理电路框图如图7所示。轮胎内的压力中国煤化工(速度传感器)需温度和加速度信息会被TPMS传感器内的MCU转化要CNMHG有一个没有安装传成数字信号,在处理信号的过程中,传感器内的MCU感器的备胎在使用。20《汽车电器》2010年第9期●投资热点——建电解液、补充流厂详见指3广告●Operatione Maintenance使用●维修点火开关oN初步预定布置位置,但最终接收机的定型位置是需自检不通过要射频标定的。因为整车电子电器系统对TPMs接系统自检或持续点亮)收机的接收灵敏度和信号稳定性有很大影响。自检通过(指示灯点亮数秒后熄灭)标定工作可以在首轮的丁装样车上进行,需要匚传感器动作进行信噪比的标定测试、接收信号强度的测试、系胎压传感器统命中率的测试等。标定样车需要保证整车工作可测并发送信号靠,所有电子电器系统部件通过EMC。车辆放置于RF信号:43392MHz空旷的场地上,在车辆各种用电设备正常工作的情敷据接收况下,把TPMS的接收机按T程布置的方位放置主机接收器正常值同时用EMC的信号接收器捕捉放置在各个方位上(图10)的信噪比信号。图11是吉利FE在标定过程非正常值指示灯{「持续点指示灯时TPMS接收机放置在位置1中控台下捕捉的信号直至胎压正常图12是TPMS接收机放置在位置2车辆C柱下捕捉的图8TPMs系统软件瓷程图信号,图13是TPMS接收机放置在位置3后窗台板下捕捉的信号。32TPMs触发过程为了延长电池寿命,传感器并非始终对低频信号敏感,每隔4s唤醒25ms。如果在25ms里接收到了低频信号,会将唤醒延长至600ms,以捕获到一个完整的控制命令。因此,LF数据流需要保持5s的时间才能被传感器捕获到。LF数据流包含2个部分,第1部分是一串唤齷脉冲,它是在4s唤醒25ms中来唤醒这个传感器;跟随着唤醒脉冲的第2部分是LF代码3命令。LF触发时序图如图9所示。预唤醒图10TPMS接收机预计的标定位置当前唤信号你低频唤醒等待时唤醒哲停/2从测试的结果看,发动机是较大的干扰源,位置2的信噪比是最好的。对于其他2项,接收信号强度的LF TX测试和系统命中率的测试,3个位置基本一致,因此(第二部分)唤醒暂停/2低频命令开始数据解调时间传输结综合评定位置2是布置TPMs中央接收机的最佳位置。图9LF触发时序图5TPMs系统装配初始化学习TPMS系统按标定的状态在整车上装配之后4TPMs系统的布置标定需要进行传感器初始化学习,学习的目的是将传感TPMS中央接收机和传感器可以在工程设计时器的ID码存入到接收机中。TPMS的初始化学习设Central Console Noise88889大心的中国煤化工Battery OnEngine oRaido OnCNMHG—Aon图11吉利FE中控台下(位置1)的僧号图●投赉15000元可建年产千吨电解流厂诽见3广告《汽车电器》2010年第9期21使用●维修Operation● Maintenanceght C PIlar Noise93889Battery OnRaido OnAir Condition OnWiper OnAll On图12吉利FE车辆C柱下(位置2)的信号图Rear Tray Noise0+-9-98854102461R100.889ne OnRaido onAir Condition OnWiper OnAll On13吉利FE后窗台板下(位置3)的僧号图备见图14。传感器1传惑器初始化学习顺序LCD显示屏初始化学习时按表指示灯显示传感器#1的顺序进行。学车轮顺序左前右前左后右后备用习步骤如下:①控制器发送学习命令到RX;②触发发射键盘6TPMS系统发展方向低频(LF)命令到前面介绍的TPMS系统只有在轮胎欠压的条件WE传感器;③WE下视觉警告驾驶者轮胎存在问题,而随着电子技术传感器发送包括ID的飞速发展,目前TPMS技术在朝着智能化、人性的无线电频率信化的方向发展,实现语音加视觉报警,欠压、过压号;④RX接收到无UsB接1和准确判定某个轮胎的故障已经不是问题。目前,线电频率(RF)信我国TPMS系统的装车率并不高,只有一些进口的图14TPMS系统初始化号;⑤控制器发送学习专用设备图高端车型才配置有这一系统。相信随着国内用户对验证学习完成状况汽车安全意识的提高和法规与网际接轨的趋势的命令。TPMS系统的应用必将会成为国内汽车的标准配置TPMs系统初始化学习之后,车辆在接通点火钥匙IGN档位时,可以发现组合仪表内有黄色参考文献指示灯和字样指示灯亮起,在3后[1]世界汽车安全技术-文献选编[M].北京:科学技术文·灯应该熄灭。而“TPMs”指示灯是在发动献出版社,2008机起动之后熄灭。当TPMS系统电路、中央接收机[2]B王得[?1出现故障时,“TPMs”指示灯会点亮报警。当轮胎气[3]中国煤化工urds TPMS Standards压值欠压,“凹·灯会点亮。在青利FE车型上轮CNMHG胎气压值低于1.7kPa时,“(”灯会点亮。编辑孙韶华)《汽车电器》2010年第9期●投赉小、成本低、利润高的致窗项目详见缅3广告●