涂川川，劉江波

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一種硬線胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警顯示策略的設(shè)計(jì)應(yīng)用

涂川川，劉江波

（安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（Tire Pressure Monitoring System）簡(jiǎn)稱TPMS，通過安裝在輪胎上的胎壓監(jiān)測(cè)傳感器來監(jiān)測(cè)輪胎內(nèi)部壓力和溫度，并采用無線射頻的方式，把傳感器采集到的壓力和溫度數(shù)據(jù)信息發(fā)送到胎壓監(jiān)測(cè)控制器，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后在儀表盤上通過報(bào)警指示燈顯示出來。文章介紹了一種硬線胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警顯示策略，主要對(duì)系統(tǒng)的低壓報(bào)警、高壓報(bào)警、快速漏氣報(bào)警、高溫報(bào)警、電池低電量報(bào)警、傳感器失效提示等功能邏輯的設(shè)計(jì)。

胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）；系統(tǒng)功能；報(bào)警顯示

1 概述

輪胎氣壓是影響汽車行駛性能和安全性能的重要指標(biāo)，胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也得到了越來越廣泛的應(yīng)用，胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是通過對(duì)安裝于4個(gè)輪胎的傳感器發(fā)出的胎壓信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)快速漏氣、高壓、低壓、高溫等報(bào)警，給用戶直觀的報(bào)警提示，提高了整車的安全性、可靠性。對(duì)輪胎氣壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為保證輪胎安全的重要手段。

硬線的胎壓監(jiān)測(cè)報(bào)警顯示系統(tǒng)，通過對(duì)安裝于汽車輪胎中的胎壓傳感器發(fā)出的胎壓值和溫度值等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)輪胎快速漏氣和高壓、低壓、高溫等狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警提示。本文描述了胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)指示燈顯示及系統(tǒng)的控制策略，對(duì)系統(tǒng)上電自檢、學(xué)習(xí)功能及各種報(bào)警功能進(jìn)行了系統(tǒng)的描述。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，大大提高了整車的安全性能。

2 系統(tǒng)框圖及系統(tǒng)組成

2.1 系統(tǒng)框圖

胎壓監(jiān)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)汽車輪胎內(nèi)部壓力、溫度、電池電量等信息，并實(shí)時(shí)采集壓力、溫度、傳感器電池電壓等信號(hào)，通過無線的方式發(fā)射給控制器，當(dāng)輪胎出現(xiàn)壓力、溫度、傳感器電池電量低等異常時(shí)，控制器通過硬線傳輸給組合儀表進(jìn)行報(bào)警，組合儀表通過聲光報(bào)警提醒用戶注意。

圖1 系統(tǒng)框圖

2.2 系統(tǒng)組成

TPMS系統(tǒng)由3個(gè)組成單元：報(bào)警指示燈（集成在儀表盤上）、胎壓監(jiān)測(cè)控制器、胎壓監(jiān)測(cè)傳感器。

傳感器總成由氣門嘴、傳感器、單片機(jī)、射頻發(fā)射芯片、天線、電池等組成；該模塊主要用來實(shí)現(xiàn)輪胎壓力、溫度、加速度的檢測(cè)，并通過RF信號(hào)將輪胎實(shí)時(shí)信息發(fā)送到胎壓監(jiān)測(cè)控制器。

胎壓監(jiān)測(cè)控制器由單片機(jī)、射頻接收芯片、天線、總線芯片，支架等組成；該模塊接收到傳感器的信息后進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，及故障和位置判斷，將要顯示的數(shù)據(jù)信息與儀表顯示端進(jìn)行通訊。

報(bào)警指示燈集成在組合儀表中，指示輪胎壓力、溫度值的異常。胎壓監(jiān)測(cè)控制器與組合儀表之間采用硬線通訊，輪胎監(jiān)測(cè)控制器發(fā)出報(bào)警指示命令，儀表盤接收到該命令后，控制報(bào)警指示燈進(jìn)行報(bào)警提示。

3 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能及報(bào)警顯示邏輯

TPMS系統(tǒng)的工作模式：系統(tǒng)采用IG1供電，當(dāng)鑰匙打到IG1檔時(shí)，系統(tǒng)上電，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自檢（傳感器是否綁定完成），之后進(jìn)入正常工作模式。

TPMS系統(tǒng)主要的報(bào)警分為3個(gè)級(jí)別，一級(jí)最高，三級(jí)最低。一級(jí)報(bào)警包括快速漏氣報(bào)警，二級(jí)報(bào)警包括高壓、低壓、高溫報(bào)警，三級(jí)報(bào)警包括傳感器電量低、傳感器失效報(bào)警。

儀表顯示指示燈：

胎壓異常指示燈 系統(tǒng)異常指示燈

兩個(gè)指示燈均為黃色。

3.1 名稱：自檢

功能：系統(tǒng)上電時(shí)開始自檢，EEPROM自檢，然后讀取EEPROM傳感器ID數(shù)據(jù)，檢測(cè)TPMS是否已完成綁定，對(duì)未完成綁定及已完成綁定狀態(tài)分別作出指示。

顯示方式：

（1）點(diǎn)火開關(guān)ON/START，若已綁定四個(gè)傳感器，胎壓異常指示燈亮2s后熄滅。

（2）點(diǎn)火開關(guān)ON/START，若未綁定四個(gè)傳感器，胎壓異常指示燈與系統(tǒng)異常指示燈同時(shí)亮2s后熄滅。

顯示邏輯如圖2：

圖2

3.2 名稱：學(xué)習(xí)功能

功能：控制器具有學(xué)習(xí)功能，控制器接收到學(xué)習(xí)命令（高頻信息），進(jìn)入學(xué)習(xí)模式，等待接收4個(gè)傳感器ID數(shù)據(jù)，接收完數(shù)據(jù)，則保存新ID數(shù)據(jù)，退出學(xué)習(xí)模式。

顯示方式：點(diǎn)火開關(guān)ON/START，學(xué)習(xí)時(shí)胎壓異常指示燈與系統(tǒng)故障指示燈保持常亮，學(xué)習(xí)完成兩指示燈熄滅。

顯示邏輯如圖3：

圖3

3.3 名稱：高壓報(bào)警

顯示方式：胎壓異常指示燈常亮

顯示邏輯如圖4，當(dāng)控制器接收到3包高壓數(shù)據(jù)開始報(bào)警，接收到1包正常數(shù)據(jù)報(bào)警解除。

圖4

3.4 名稱：低壓報(bào)警

顯示方式：胎壓異常指示燈常亮

顯示邏輯如圖5，當(dāng)控制器接收到2包低壓數(shù)據(jù)開始報(bào)警，接收到2包正常數(shù)據(jù)報(bào)警解除。

圖5

3.5 名稱：高溫報(bào)警

顯示方式：胎壓異常指示燈常亮

顯示邏輯如圖6，當(dāng)控制器接收到3包高溫?cái)?shù)據(jù)開始報(bào)警，接收到2包正常數(shù)據(jù)報(bào)警解除。

圖6

3.6 名稱：電池電量低報(bào)警

功能：系統(tǒng)具有低電報(bào)警功能，在車輛行駛過程中，當(dāng)汽車輪胎中的一個(gè)或多個(gè)傳感器的電池電壓低到額定值的65%時(shí)，TPMS應(yīng)發(fā)出低電量報(bào)警信號(hào)，TPMS報(bào)警燈常亮。

顯示方式：系統(tǒng)故障報(bào)警指示燈常亮

顯示邏輯如圖7：當(dāng)控制器接收到10包低電量數(shù)據(jù)開始報(bào)警，接收到3包正常數(shù)據(jù)報(bào)警解除。

圖7

3.7 名稱：快速漏氣報(bào)警

顯示方式：胎壓異常報(bào)警指示燈快速閃爍，閃爍周期為2秒

顯示邏輯如圖8：

圖8

3.8 名稱：傳感器丟失報(bào)警

功能：系統(tǒng)具有傳感器非正常工作報(bào)警，在車輛行駛過程中，當(dāng)汽車輪胎中的一個(gè)或多個(gè)傳感器不能正常工作時(shí)，TPMS應(yīng)發(fā)出傳感器失效報(bào)警，TPMS報(bào)警燈常亮。

策略如圖9：

①在最近2分鐘內(nèi)，必須有兩個(gè)傳感器發(fā)出rolling數(shù)據(jù)。

②在最近2分鐘內(nèi)，如沒有兩個(gè)或兩個(gè)以上傳感器rolling數(shù)據(jù)收到。車輛將判別為在2分鐘內(nèi)有停止情況發(fā)生。

③在連續(xù)20分鐘內(nèi)車輛沒有發(fā)生過停止的情況下，有傳感器沒有發(fā)出rolling數(shù)據(jù)信息。則判斷該傳感器為丟失失效，并報(bào)警。

輔助策略如圖10、圖11：

①在接收控制盒通電后，開始計(jì)時(shí)，滿20分鐘后，如有傳感器未發(fā)送數(shù)據(jù)。則在EEPROM做相應(yīng)登記。

②在駕駛過程中，傳感器數(shù)據(jù)一收到，必須檢查EEPROM的登記信息，如有登記做清零處理。

③在接收控制盒通電后，檢查EEPROM中的登記信息，如果登記次數(shù)大于6次，發(fā)出傳感器丟失報(bào)警。

顯示方式：系統(tǒng)故障報(bào)警燈常亮

顯示邏輯：

圖9

輔助報(bào)警策略：

圖10

圖11

4 總結(jié)

本文闡述了TPMS系統(tǒng)的基本原理、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)顯示邏輯策略等，該設(shè)計(jì)方案可實(shí)現(xiàn)胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的報(bào)警顯示。可有效實(shí)現(xiàn)TPMS的功能，并且設(shè)計(jì)方案能滿足GB26149法規(guī)要求。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，大大提高了整車的安全性能。

[1] GB 26149-2017.乘用車輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的性能要求和試驗(yàn)方法.

[2] 冷毅,趙根寶,李青俠.基于無線傳感器和CAN總線的自動(dòng)識(shí)別的轎車胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].儀表技術(shù)與傳感器,2007.

The design and application of alarm display strategy for a hard wire Tire Pressure Monitoring System

Tu Chuanchuan, Liu Jiangbo

( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd. Technology Center, Anhui Hefei 230601 )

Tire Pressure Monitoring System is short for TPMS.Monitor the internal pressure and temperature of the tyre by monitoring the tire pressure monitoring sensor mounted on the tire,and radio frequency is used,the pressure and temperature data collected by the sensor are sent to the controller,after the data is processed,the alarm indicator light is displayed on the instrument.This paper introduces the alarm display strategy of a hard-wire tire pressure monitoring system,it is mainly designed for low pressure alarm,high pressure alarm,low battery level alarm,sensor failure prompt and other functional logic.

TPMS; Functional; Alarm display

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1671-7988(2018)16-173-04

U462.1

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1671-7988(2018)16-173-04

CLC NO.: U462.1

涂川川，就職于安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.16.061