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[橡胶与弹性体] TPMS外置编码存储器式轮胎定位技术的电路实现

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发表于 2016-3-15 23:01:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  技术及轮胎定位原理
  轮胎压力(TPMS)主要用于在汽车行驶时,适时地对进行自动监测,对轮胎漏气造成低胎压和高温高胎压爆胎进行预警,确保行车安全。
  TPMS中的轮胎定位是指系统接受轮胎发射模块发出的信号,并识别、判定出是哪个轮胎的过程。
  轮胎重新定位问题的提出
  汽车因为前后左右车轮负荷不均、前轮负责转向和前后轴悬挂角度不同等原因,通常各轮胎磨损程度和位置也不同。为了延长轮胎的使用寿命,达到四个轮胎同步均匀磨损的效果,这就需要定期进行轮胎换位。
  在轮胎换位的过程中,相应的发射检测模块也会换位。这就导致了原先存储在接收显示模块MCU中的ID码与轮胎对应识别关系信息不再适用于换胎后的轮胎位置,即显示屏上的轮胎压力和温度信息和轮胎的对应关系产生错误。
  如果调换新的轮胎或者某一轮胎的发射检测模块损坏,用户需要更换该模块时。新模块的ID码与损坏的发射检测模块不同。原先存储在接收显示模块MCU中的ID码与轮胎对应身份识别关系信息不再适用于更换模块后的ID码,接收显示模块会将更换的模块的信息丢弃,显示屏上将无法显示新模块发
出的压力和温度信息。   这样在轮胎换位或调换轮胎时就存在一个轮胎重新定位的问题。
       现有TPMS采用的轮胎定位技术
  目前,解决TPMS轮胎换位和调换轮胎时的重新定位问题常见的有以下四种方式。
      1 定编码式
  定编码方式中,接收显示模块MCU中的ID码与轮胎对应定位关系信息在出厂时是固化的,在使用中不可更改。这种方式的不足之处是:安装错位会导致定位混乱;发射模块损坏后,用户必须向原厂商购买与损坏模块编码一致的模块;轮胎换位时发射检测模块必须按照其标记位置重新安装一次。
       2 界面输入式
  界面输入式定位技术是将每个发射模块的识别ID码打印在外包装或产品上,但当轮胎换位或发射模块损坏后,就必须将识别ID码用按键输入到接收端进行重新定位。界面输入式的识别ID码长为16或32位,输入流程复杂,容易出现码组输入错误问题。此外,这些按键在本来就仪表众多的车上显得十分突兀。
       3 低频唤醒式
  低频唤醒式定位技术是利用低频(LF)信号(125kHz)的近场效应。在该方案中,在每个轮胎附近有个LF天线;TPMS可以通过对应轮胎附近的LF天线发出LF信号,单独触发对应轮胎的发射检测模块,然后由被触发的发射检测模块将身份识别码通过RF发射出来,接收模块通过RF信号得到相应ID,从而自动确定轮胎位置。该定位方式的不足之处是:需要4个LF天线安装在对应的轮胎附近,安装及布线工作量大;LF信号可能会误触发相邻的发射检测模块;汽车上电磁环境复杂,存在各种干扰,会对低频信号造成干扰,导致身份识别失效。
       4 天线接收近发射场式
  该定位技术接收显示模块的接收天线有4个,分别延伸到每个轮胎20~30cm的近场内,接收天线由数控微波开关控制。当需接收某个轮胎发射检测模块的信息时,只有靠该轮胎接收天线的微波开关是导通的,其他都处于关闭状态,接收显示器上显示该轮胎的气压和温度。该定位技术的不足之处是:天线布线复杂,微波开关成本高,目前技术水平下RF开关隔离度不够,有串码(即接收到了别的轮胎的信息)的可能;汽车上的电磁干扰可能导致定位失效;射频开关的导通时序是按一定规则的,而4个轮胎发射检测模块的发射是随机的,故会存在某个轮胎附近的射频开关导通时,该轮胎的发射检测模块正好没有发射信号,导致漏帧。
       外置编码存储器式轮胎定位技术
  外置编码存储器轮胎定位技术是一种新型的TPMS轮胎定位技术。如图1所示,采用外置编码存储器的TPMS同样由发射检测模块和接收显示模块组成,其特征在于,在接收显示模块接插有插入式编码存储器,每个发射检测模块均有一个固定的ID码,与对应编码存储器的ID码一致。

外围编码存储器式定位技术原理图

外围编码存储器式定位技术原理图

图1 外围编码存储器式定位技术原理图

  轮胎换位或者更换时,只需调换或更换插入式编码存储器。外置编码存储器式轮胎定位技术通过调整显示模块编码存储器中的ID码与每个发射检测模块中的ID码的对应关系,将重新识别身份的问题转换成ID码的换位设置问题,是简单、有效的解决方案。其插头插入的操作方式简单可靠。通过I/O读入插入式编
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