周 濤

（長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心 河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

1 車輛胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作原理

汽車高速行駛時(shí)，輪胎故障是所有駕駛者最為擔(dān)心和最難預(yù)防的，也是突發(fā)性事故的重要原因。隨著技術(shù)的進(jìn)步，汽車胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。汽車胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輪胎氣壓、氣溫的安全預(yù)警系統(tǒng)，能消除爆胎等安全隱患。汽車在工廠裝配生產(chǎn)時(shí)，輪胎中的傳感器都處于休眠模式，需要由專用設(shè)備利用低頻信號(hào)觸發(fā)喚醒傳感器，完成傳感器與整車控制模塊BCM的通信匹配。在汽車大批量的生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)節(jié)拍和可動(dòng)率是工廠的重要指標(biāo)，而胎壓傳感器的匹配效率和可靠性是提高生產(chǎn)效率的重要項(xiàng)目。

胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作原理是在輪胎的氣門芯處安裝一個(gè)內(nèi)置傳感器，該內(nèi)置傳感器中包含感應(yīng)氣壓的傳感器和感應(yīng)溫度的傳感器，將氣壓信號(hào)和溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再通過無線發(fā)射裝置將信號(hào)發(fā)射出去，其基本理論是麥克斯韋電流的磁效應(yīng)：通過特定的頻率（通常有315 MHz、443.92 MHz、868 MHz），采用FSK或ASK調(diào)制方式，加入特定編碼方式，把各種信號(hào)（壓力、溫度、ID號(hào)、電量剩余等）傳遞給車身控制器，然后在顯示器顯示胎壓信息。

2 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)匹配設(shè)備分析

2.1 設(shè)備基本原理

設(shè)備利用低頻無線電磁波觸發(fā)傳感器，并接收傳感器反饋的高頻信號(hào)，將每個(gè)輪胎傳感器的ID、身份特征識(shí)別號(hào)通過OBD線束寫入車身控制單元（BCM）中。從而實(shí)現(xiàn)胎壓傳感器與車身控制單元（BCM）的通信匹配。

低頻喚醒式定位技術(shù)是利用低頻（L F）信號(hào)（125 kHz）的近場(chǎng)效應(yīng)。系統(tǒng)可以通過對(duì)應(yīng)輪胎附近的LF天線發(fā)出LF信號(hào)，單獨(dú)觸發(fā)對(duì)應(yīng)輪胎的發(fā)射檢測(cè)模塊，然后由輪胎傳感器將身份識(shí)別碼通過高頻（RF）發(fā)射出來，接收模塊通過高頻（RF）信號(hào)得到相應(yīng)ID及胎壓等信息，通過車輛OBD口寫入車身控制器ECU中。4個(gè)輪胎傳感器依次按順序完成。

低頻（LF）信號(hào)125 kHz觸發(fā)距離為0～1.2 m；高頻（RF）回饋信號(hào)433.92 MHz傳輸距離可達(dá)20 m。

2.2 設(shè)備組成

單條線體匹配設(shè)備包含：工控機(jī)、顯示器、射頻天線、OBD線束等，如圖1所示。

圖1 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)匹配設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

2.3 隨行匹配設(shè)備工作流程

車輛進(jìn)入匹配工位，光電傳感器接收到信息后，設(shè)備根據(jù)車間網(wǎng)絡(luò)VIN碼排列順序，獲取當(dāng)前匹配車輛VIN碼信息。

此時(shí)，1號(hào)位置觸發(fā)器發(fā)送125 kHz的低頻信號(hào)觸發(fā)傳感器，顯示器顯示右前輪胎位置的指示燈閃爍，傳感器通過高頻信號(hào)響應(yīng)低頻的觸發(fā)命令，當(dāng)匹配設(shè)備接收到帶有低頻觸發(fā)響應(yīng)信息的傳感器數(shù)據(jù)時(shí)，把右前輪胎傳感器的信息（ID、位置、當(dāng)前狀態(tài)、壓力、溫度等信息）存儲(chǔ)在匹配設(shè)備的RAM內(nèi)（或接收器的RAM內(nèi)），保存完成后，1號(hào)觸發(fā)器停止觸發(fā)動(dòng)作。

右前輪胎傳感器學(xué)習(xí)完成后，2號(hào)位置觸發(fā)器發(fā)送125 kHz的低頻信號(hào)觸發(fā)傳感器，此時(shí)設(shè)備顯示左前輪胎位置的指示燈閃爍，傳感器通過高頻信號(hào)響應(yīng)觸發(fā)器低頻信號(hào)的觸發(fā)命令，當(dāng)匹配設(shè)備接收到帶有低頻觸發(fā)響應(yīng)信息的傳感器數(shù)據(jù)時(shí)，把左前輪胎傳感器的信息（ID、位置、當(dāng)前狀態(tài)、壓力、溫度等信息）存儲(chǔ)在匹配設(shè)備的RAM內(nèi)（或接收器的RAM內(nèi)），保存完成后，2號(hào)觸發(fā)器停止觸發(fā)動(dòng)作。

同上述觸發(fā)流程，依次完成右后與左后輪胎傳感器的觸發(fā)。如圖2所示。

圖2 流程示意圖

當(dāng)車輛4個(gè)輪胎的傳感器信息全部存貯到匹配設(shè)備內(nèi)后，設(shè)備自動(dòng)將此車輛VIN碼及對(duì)應(yīng)的4個(gè)傳感器信息通過OBD線束發(fā)送到數(shù)據(jù)寫入設(shè)備中，信息發(fā)送完成后，提示“信息發(fā)送成功”，胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)匹配成功，點(diǎn)亮設(shè)備指示燈。信息發(fā)送失敗，則提示“信息發(fā)送失敗”，需用線下匹配設(shè)備再次進(jìn)行匹配。

3 技術(shù)現(xiàn)狀及現(xiàn)有的解決方案

問題1：車輛觸發(fā)完畢后，4個(gè)輪胎傳感器信息儲(chǔ)存在匹配設(shè)備上，無法與車輛建立通信，進(jìn)而導(dǎo)致將匹配信息無法寫入車身控制器（BCM）中。

解決方案：?jiǎn)栴}涉及到設(shè)備與車身控制器（BCM）建立聯(lián)系，現(xiàn)有的解決方案為隨行匹配設(shè)備觸發(fā)完畢后，將觸發(fā)信息發(fā)送至后續(xù)電器配置刷寫工位。使電器配置刷寫設(shè)備在進(jìn)行配置字刷寫的同時(shí)，完成輪胎傳感器信息的寫入，從而完成車輛胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的匹配。

問題2：匹配設(shè)備根據(jù)車間網(wǎng)絡(luò)VIN碼排列順序，獲取當(dāng)前匹配車輛VIN碼。由于設(shè)備完全根據(jù)MES系統(tǒng)中VIN碼隊(duì)列信息進(jìn)行匹配，無法判斷從MES中獲取VIN碼是否為當(dāng)前匹配車輛的VIN碼。若隊(duì)列信息與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際隊(duì)列產(chǎn)生錯(cuò)位，即導(dǎo)致后期所有的車輛錯(cuò)誤匹配，將導(dǎo)致車輛出現(xiàn)批量品質(zhì)問題。

解決方案：設(shè)備形式為隨行匹配模式，此工位不安排專門操作人員進(jìn)行掃碼，無法通過人員操作達(dá)到防錯(cuò)目的。經(jīng)分析，車輛條形碼均粘貼在車輛的固定位置，因此，在此工位設(shè)立條碼自動(dòng)識(shí)別設(shè)備，通過自動(dòng)識(shí)別車輛條形碼，獲取車輛VIN碼信息，將此信息與通過MES獲取的車輛VIN碼信息進(jìn)行比對(duì)，達(dá)到防錯(cuò)目的。由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、車輛大小及停放位置的原因，無法實(shí)現(xiàn)條碼100%自動(dòng)識(shí)別成功，不能完全依靠條碼自動(dòng)識(shí)別設(shè)備。因此以MES隊(duì)列中條碼為主，自動(dòng)掃碼為輔，若自動(dòng)掃取的條碼與MES中的條碼不同，則按照實(shí)際自動(dòng)識(shí)別的條碼進(jìn)行匹配，達(dá)到防錯(cuò)功能，且MES隊(duì)列直接跳轉(zhuǎn)到自動(dòng)掃取的VIN碼位置，使線體車輛順序與MES中車輛信息保持一致。匹配流程如圖3所示。

圖3 匹配流程

問題3：當(dāng)外界干擾或車輛本身狀態(tài)不佳等原因，導(dǎo)致隨行匹配失敗時(shí)，傳感器無法被激活。

解決方案：需要在車間內(nèi)部設(shè)置返修區(qū)，利用返修設(shè)備激活傳感器，并將數(shù)據(jù)上傳至MES數(shù)據(jù)庫(kù)。

4 結(jié)論

1）隨行匹配設(shè)備解決了線體高節(jié)拍生產(chǎn)的需求，另不需要人員進(jìn)行操作干預(yù)，提高了車間的自動(dòng)化程度。

2）選用胎壓監(jiān)測(cè)隨行匹配設(shè)備形式，要充分考慮條形碼防錯(cuò)措施，避免車輛批量匹配錯(cuò)誤，影響整車品質(zhì)。

3）需考慮數(shù)據(jù)寫入設(shè)備形式。車輛4個(gè)輪胎傳感器學(xué)習(xí)完成后，需要將匹配信息發(fā)送至指定的數(shù)據(jù)寫入設(shè)備。

4）由于整車廠需求，車輛輪胎傳感器可能裝有2種或者2種以上品牌，因此需要考慮胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)匹配設(shè)備的傳感器兼容問題。