专利名称：一种汽车胎压监测及爆胎自动制动系统的电控单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车胎压监测及爆胎自动制动系统，尤其涉及一种汽车胎压监测及爆胎自动制动系统的电控单元。
背景技术：
据相关统计资料数据表明，目前我国高速公路上70%的交通事故为轮胎问题引 发，其中46%为爆胎事故，爆胎引发的重特大交通事故占全部交通事故的35%，而时速在 160公里以上发生爆胎死亡率接近100%，因此，如何减少道路交通事故，特别是爆胎引起 的恶性交通事故已经是摆在我们面前紧迫而严肃的课题。目前，世界上的防爆产品主要有轮胎气压监测系统(简称TPMS)和PRX防爆轮胎。 TPMS的核心技术是对轮胎内的气压和温度进行实时检测，并通过显示器实时显示出来，在 轮胎压力和温度超出正常范围可以进行报警，以此提醒驾驶员，但是在像爆胎等的突发性 事故中无法实施补救，只能任由事故的发展，而驾驶员在此情况下也是很难做出及时反应， 尤其在高速行驶时，甚至都来不及反应，往往已经车毁人亡。PRX防爆轮胎技术核心是降 低轮胎高度，增强胎侧支持刚度，减轻爆胎后车轮高度下降量，在轮胎泄气后用圈箍支撑轮 胎，降低爆胎事故的风险程度，其无法避免爆胎，对爆胎后果也无救助作用，何况不仅降低 了轮胎的减震性能，汽车的舒适度性也大大下降，且轮胎制造成本大幅增加。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种汽车胎压监测及爆胎自动 制动系统的电控单元。本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是一种汽车胎压监测及爆胎自动制 动系统的电控单元，它包括了胎压监控模块、无线接收处理模块和爆胎制动模块。其中，所 述无线接收处理模块和爆胎制动模块之间有线连接，每个轮胎内的胎压监控模块采集各自 轮胎内的气压和温度，判断识别出过高压、偏高压、正常、偏低压、过低压、温度过高和爆胎 等信息，并利用射频技术将以上信息信号发送给无线接收处理模块；无线接收处理模块一 旦接收到爆胎信号则将其发送给爆胎制动模块，否则对接收到的其它信号，进行相应的显 示或报警处理；爆胎制动模块一旦接收到爆胎信号，即对汽车实施稳定制动。进一步地，所述胎压监控模块包括胎压监控芯片、低频输入模块、天线匹配网络、 发送天线、电源模块、时钟电路模块和BDM调试接口模块。其中胎压监控芯片负责采集汽车 轮胎内气压和温度等数据并判断识别出过高压、偏高压、正常、偏低压、过低压、温度过高和 爆胎等信息，继而产生相应的信号；低频输入模块是接收低频信号在必要时将胎压监控传 感器激活；天线匹配网络是将发射机输出的高频功率有效而无损的输送到天线；发送天线 的作用是把高频信号电流能量转换为电磁能量，以电滋波形式发送出去；电源模块是提供 给胎压监控芯片工作电压；时钟电路模块提供给胎压监控芯片内部电路所需的时钟信号； BDM调试接口模块是通过特定电脑编程软件对芯片进行控制程序的烧写和调试。进一步地，所述无线接收处理模块包括射频收发器、接收天线、天线匹配网络、接 收微控芯片、显示模块、报警模块、时钟模块、电源模块和BDM调试接口模块。其中射频收发器是接收传输过来的无线信号或者在车速达到或低于门限值时发送低频信号给胎压监控 模块；接收天线是把接收到的电滋波转换为高频电流能量；天线匹配网络是将无线信号有 效无损地输送到另一端；接收微控芯片是读取射频收发器接收的信号，一旦接收到爆胎信 号则将其发送给爆胎制动模块，否则对接收到的信号，进行相应的显示或报警处理；显示模 块是用于轮胎内气压、温度数值、车辆当前检测的轮胎ID、自检信息以及各种报警标志的显 示；报警模块是在不正常或危险情况下发出报警声，提醒驾驶员。进一步地，所述爆胎制动模块包括制动微控芯片、电源与复位芯片、电源指示模块、JTAG调试接口模块、轮速传感器模块、电磁阀驱动模块、电机驱动模块、时钟模块。其中 爆胎制动微控芯片是在车启动时控制爆胎制动模块进行自检，发送自检是否通过信号，在 爆胎时接收无线接收处理模块传送过来的爆胎制动信号，然后通过不同控制策略算法对汽 车实施稳定制动；电源与复位芯片是用于提供给爆胎制动微控芯片工作电压和复位信号； 电源指示模块是用于指示提供给芯片的电压是否正常JTAG调试接口模块用于爆胎制动 微控芯片的在线调试和烧写；轮速传感器模块是用于检测轮速大小以提供给爆胎微控芯片 判断当前行驶状态；电磁阀驱动模块是实现对电磁阀的驱动，此电磁阀被用于对液压制动 力增压、减压调整；电机驱动模块是提供给蓄能器电机以驱动。本实用新型具有的有益效果是1.能对行驶过程中的汽车轮胎判断识别出过高压、偏高压、正常、偏低压、过低压、 温度过高各种情况并进行相应显示报警，及时提醒驾驶员目前汽车轮胎所处的工作状态以 让驾驶员进行适当处理，预防爆胎危险的发生。2.采用智能化自动控制系统，弥补驾驶员不能及时反应，或者反应后不能有效控 制车辆的局限，在爆胎后的最短时间内替代驾驶员实施行车制动，彻底化解爆胎风险，保障 行车安全。
图1为汽车胎压监测及爆胎自动制动系统的电控单元的整体结构示意框图；图2为汽车胎压监测及爆胎自动制动系统的电控单元的胎压监控模块框图；图3和图4为汽车胎压监测及爆胎自动制动系统的电控单元的无线接收处理模块 结构框图；图5和图6为汽车胎压监测及爆胎自动制动系统的电控单元爆胎制动模块的结构 框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述，本实用新型的目的和效 果将变得更加明显。如附图1所示，本实用新型所涉及的汽车胎压监测及爆胎自动制动系统的电控单 元，包括胎压监控模块、无线接收处理模块和爆胎制动模块。整个电控单元的工作原理为 当汽车启动后，制动微控芯片先进行爆胎制动模块的自检，自检通过则传输自检通过信号 到无线接收处理模块，否则传输自检未通过信号，无线接收处理模块接收到这一信号后进 行显示，以告诉驾驶员。当胎压监控模块检测到车速高于设定值时，激活在停车时处于低功耗状态的胎压监控芯片进入正常工作。此后胎压监控芯片采集汽车轮胎内气压和温度等数 据并判断识别出过高压、偏高压、正常、偏低压、过低压、温度过高和爆胎等信息，并利用射 频技术将以上信息信号发送给无线接收处理模块；无线接收处理模块一旦接收到爆胎信号 则将其发送给爆胎制动模块，否则对接收到的其它信号，进行相应的显示或报警处理；爆胎 制动模块一旦接收到爆胎信号，则对汽车实施稳定制动。如图2所示，胎压监控模块包括胎压监控芯片201、低频输入模块202、天线匹配 网络203、发送天线204、电源模块205、时钟电路模块206和BDM调试接口模块207，其中，低 频输入模块202、天线匹配网络203、发送天线204、电源模块205、时钟电路模块206和BDM 调试接口模块207分别与胎压监控芯片201相连。具体连接关系如下低频输入模块202由电容C12和电感L5并联组成，同时接至胎压监控芯片201的15和14管脚，主要是在必要时接收低频信号将胎压监控芯片201从低功耗状态激活，使其 进入正常工作。天线匹配网络203由电容06丄5、04丄3、(16和电感1^1丄2、1^3组成，06—端接天 线，另一端接C5和L3的连接节点，C5另一端接地，L3另一端接C3和C4的连接节点，C3另 一端接Ll和L2的连接节点，L2继续接至胎压监控芯片201的管脚6，Ll另一端分两部分 除接到胎压监控芯片201的管脚7外还接到C16上然后C16的另一端接地。此模块保证发 射机输出的高频功率有效而无损的输送到天线。电源模块205由锂电池提供3.3V的电压，经过电容C10、C11滤波后接至胎压监控 芯片201的管脚16、17。此模块是提供给芯片工作电压。时钟电路模块206由晶振和电容C1、C2组成，晶振管脚3接Cl和C2的连接节点， Cl另一端接地，C2的另一端接胎压监控芯片201的管脚3，晶振管脚1接到胎压监控芯片 201的管脚4，晶振管脚4接地。此模块提供给芯片内部电路所需的时钟信号。BDM调试接口模块207由胎压监控芯片201的管脚18、16、17、11组成。此模块通 过特定电脑编程软件对芯片进行控制程序的烧写和调试。胎压监控芯片201除和以上各模块的管脚连接外，管脚8连接电容C14，然后接地， 管脚1、2、5、9、12、13、17直接接地。如图3和图4所示，无线接收处理模块包括射频收发器301、接收天线302、天线 匹配网络303、时钟模块307、接收微控芯片304、显示模块305、报警模块306、电源模块308 和BDM调试接口模块207。其中，天线302与天线匹配网络303相连，天线匹配网络303、时 钟模块307分别与射频收发器301相连，显示模块305、报警模块306、电源模块308和BDM 调试接口模块207分别与接收微控芯片304相连。具体连接关系如下天线匹配网络303包括电容C1、C2、C3、C4、C5，电阻R1、R2，电感L1、L2。C4和C5 的连接节点接至天线，C5另一端接地，C4另一端接Li，Ll串联R1、R2、C3，C3另一端分为三 路，一路接射频收发器301的管脚7，一路接电容C2后再接至射频收发器301的管脚3，最 后一路先连接电感L2，电感L2另一端再分两路，一路接电源，另一路接电容Cl，然后接地。， 此模块保证将通过的无线信号有效无损地输送到另一端。时钟模块307由晶振和C14、C15组成，晶振一端通过电容C15接到射频收发器301 的管脚10，另一端除直接接到射频收发器301的管脚19外，还通过电容C14接地。此模块 提供给芯片内部电路所需的时钟信号。[0030]射频收发器301除与以上模块有管脚连接外，管脚2、5、12和30分别接通过电容 C9、CIO、C7、Cll接地，并且这四个管脚连接到一起；管脚11、26接到分别通过电容C6、C13 接地的电源上；管脚28、14分别通过电容C12、C8接地；管脚15通过电阻R3接地；管脚18 直接接电源；管脚4、6、8、16、17、25、29、32直接接地；管脚20 24分别和接收微控芯片304 的管脚6、8、9、10、7连接。显示模块305主要由液晶驱动器、背光灯和显示屏组成，管脚1 3分别连接接收 微控芯片304的管脚15、14、13，管脚4接地，管脚5接电源。此模块用于显示轮胎内气压、 温度等数据以及不同的报警信息。报警模块306主要由蜂鸣器组成，连接到接收微控芯片304的管脚5，用以提供不 同的报警信号以提醒驾驶员。电源模块308将汽车电瓶提供的+12V电压转化为+3V后经电容C16、C17、C18滤 波。此模块用以提供给芯片的工作电压。BDM调试接口模块207分别接到接收微控芯片304的管脚1、2、3、4，其中管脚3为 接电源，管脚4为接地，此模块用以对芯片进行控制程序的烧写和调试。接收微控芯片304除和以上各模块的管脚连接外，管脚12和制动微控芯片401的 管脚13相连，管脚16和管脚9相连，管脚3接电源，管脚4接地。如图5和图6所示，爆胎制动模块包括制动微控芯片401、电源与复位芯片402、电 源指示模块403、JTAG调试接口模块404、轮速传感器模块405、电磁阀驱动模块406、电机 驱动模块407、时钟模块408 ；其中，制动微控芯片401、电源指示模块403、JTAG调试接口模 块404、轮速传感器模块405、电磁阀驱动模块406、电机驱动模块407和时钟模块408分别 与电源与复位芯片402相连。JTAG调试接口模块404、轮速传感器模块405、电磁阀驱动模 块406、电机驱动模块407、时钟模块408分别与制动微控芯片401相连。电源与复位芯片402管脚1 一路通过电容C2接地，另一路连接到由输入电压12V 电压经Dl稳压和Cl滤波之后提供的电压上；管脚12 —路通过电容C3接地，另一路通过电 阻R6连接到输入电压12V电压经Dl稳压和Cl滤波之后提供的电压上；管脚8 一路通过电 阻R9接地，另一路同通过电阻R7连接到输入电压12V电压经Dl稳压和Cl滤波之后提供 的电压上；管脚2直接通过电阻R8连接到输入电压12V电压经Dl稳压和Cl滤波之后提 供的电压上；管脚5通过电阻RlO接地；管脚3输出通过电阻Rll提供+5V电压，并且输出 的+5V经过电容C5接地进行滤波；管脚10输出通过电阻R12提供+2. 6V电压，并且输出的 +2. 6V电压经过电容C4接地进行滤波；管脚4通过电阻R13连接到+5V电压；管脚7通过 电阻R14接地；管脚6和管脚11、管脚13接地；管脚9总共分成四路，一路通过电容C6接 地，一路通过开关Sl接地，一路连接到制动微控芯片401的管脚2，另外一路通过电阻R15 连接到三极管Q4的基级，三极管Q4的发射级连接+5V电压，集电极通过电阻R16和发光二 极管D6接地；此模块用于提供芯片的工作电压和复位信号。电源指示模块403由电阻R18、R19，发光二极管D2、D3组成，电源与复位芯片402 得到的+2. 6V电压通过电阻R18和发光二极管D2接地，电源与复位芯片402得到的+5V电 压通过电阻R19和发光二极管D3接地。此模块分别指示+2. 6V和+5V的电压供电。JTAG调试接口模块404第1脚连接到制动微控芯片401的管脚23，第2脚连接 +5V，第3脚连接到制动微控芯片401的管脚22，第5脚连接到制动微控芯片401的管脚35，第7脚连接到制动微控芯片401的管脚21，第8脚连接到制动微控芯片401的管脚2，第9 脚连接到制动微控芯片401的管脚3，第10脚连接到制动微控芯片401的管脚24，第11脚 连接到制动微控芯片401的管脚20，第13脚连接到制动微控芯片401的管脚33，第4脚、 第6脚、第12脚接地，其余管脚悬空，其中第1、7、11、13脚还分别通过电阻R4、R3、R2、R1连 接到+5V，管脚9通过电阻R5接地。此模块用以对芯片进行控制程序的烧写和调试。 时钟模块408由晶振和电容C7、C8组成，晶振的一端除通过电容C8接地外，还连 接到制动微控芯片401的管脚48，晶振的另一端除通过电容C7接地外，还通过电阻R29连 接到制动微控芯片401的管脚47。此模块提供给芯片内部电路所需的时钟信号。制动微控芯片401除与以上各模块连接外，管脚46连接到+2. 6V电压，管脚45接 地，且管脚46和46间连接一个电容C9，管脚44接+5V，管脚43接地，且管脚43和44间连 接一个电容ClO，管脚42接地，管脚1通过电阻R28接+5V，管脚13连接到接收微控芯片304 的管脚12，管脚13和电机驱动模块407中的光电隔离模块第2脚连接，管脚6 9和轮速 传感器模块405中的光电隔离模块的第3脚连接，管脚25 32和电磁阀驱动模块406中 的光电隔离模块的第2脚连接。轮速传感器模块405总共有4个，分别测4个轮胎的轮速(图中只画出一个)，每 一个模块中的光电隔离模块的第2脚连接传感器的信号线，第1脚通过电阻R17接到+5V 电压上，第4脚接地，第3脚接到制动微控芯片401的管脚6 9。其中传感器除一根信号 线外，还有一根电源线连接到+12V电压上。此模块用于检测轮速大小以提供给微控芯片判 断当前行驶状态。电磁阀驱动模块406总共有8个(图中只画出一个)，每一个模块中的光电隔离 模块的第2脚连接制动微控芯片401的管脚25 32，第1脚通过电阻R20连接到+5V电 压上，第3脚通过电阻R21连接到+12V电压上，第4脚输出分为二路，一路通过电阻R22接 地，一路通过电阻R24连接到MOS管Ql的G端，MOS管Ql的D端接电磁阀的低电压端，MOS 管Ql的S端接地。电磁阀的另一端接+12V电压，并并联续流二极管D5以供保护电磁阀。 此模块实现对电磁阀的驱动，此电磁阀被用于对液压制动力增压、减压调整。电机驱动模块407中的光电隔离模块的第2脚连接制动微控芯片401的管脚11， 第1脚通过电阻R30连接到+5V电压上，第3脚通过电阻R26连接到+12V电压上，第4脚 输出分为二路，一路通过电阻R27接地，一路通过电阻R29连接到MOS管Q2的G端，MOS管 Q2的D端接电机的低电压端，MOS管Q2的S端接地。电机的另一端接+12V电压，并并联续 流二极管D7以供保护电机。此模块提供给蓄能器电机以驱动。上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何在本实用新 型基础上简单变换后的电路均属于本实用新型的保护范围。
权利要求一种汽车胎压监测及爆胎自动制动系统的电控单元，其特征在于，它包括胎压监控模块、无线接收处理模块和爆胎制动模块；所述胎压监控模块和无线接收处理模块之间通过天线无线通讯；所述无线接收处理模块和爆胎制动模块之间有线连接。
2.根据权利要求1所述汽车胎压监测及爆胎自动制动系统的电控单元，其特征在于， 所述胎压监控模块包括胎压监控芯片(201)、低频输入模块(202)、天线匹配网络(203)、 发送天线(204)、电源模块(205)、时钟电路模块(206)和BDM调试接口模块(207)，其中， 低频输入模块(202)、天线匹配网络(203)、发送天线(204)、电源模块(205)、时钟电路模块 (206)和BDM调试接口模块(207)分别与胎压监控芯片(201)相连。
3.根据权利要求1所述汽车胎压监测及爆胎自动制动系统的电控单元，其特征在于， 所述无线接收处理模块包括射频收发器(301)、接收天线(302)、天线匹配网络(303)、时 钟模块(307)、接收微控芯片(304)、显示模块(305)、报警模块(306)、电源模块(308)和 BDM调试接口模块(207)；其中，接收天线(302)与天线匹配网络(303)相连，天线匹配网络 (303)、时钟模块(307)分别与射频收发器(301)相连，显示模块(305)、报警模块(306)、电 源模块(308)和BDM调试接口模块(207)分别与接收微控芯片(304)相连。
4.根据权利要求1所述汽车胎压监测及爆胎自动制动系统的电控单元，其特征在于， 所述爆胎制动模块包括制动微控芯片(401)、电源与复位芯片(402)、电源指示模块(403)、 JTAG调试接口模块(404)、轮速传感器模块(405)、电磁阀驱动模块(406)、电机驱动模块 (407)、时钟模块(408)；其中，制动微控芯片(401)、电源指示模块(403)、JTAG调试接口模 块(404)、轮速传感器模块(405)、电磁阀驱动模块(406)、电机驱动模块(407)和时钟模 块(408)分别与电源与复位芯片(402)相连JTAG调试接口模块(404)、轮速传感器模块 (405)、电磁阀驱动模块(406)、电机驱动模块(407)、时钟模块(408)分别与制动微控芯片 (401)相连。
专利摘要本实用新型公开了一种汽车胎压监测及爆胎自动制动系统的电控单元，它包括胎压监控模块、无线接收处理模块和爆胎制动模块；每个轮胎内的胎压监控模块采集各自轮胎内的气压和温度，判断识别出过高压、偏高压、正常、偏低压、过低压、温度过高和爆胎等信息，并利用射频技术将以上信息信号发送给无线接收处理模块；无线接收处理模块一旦接收到爆胎信号则将其发送给爆胎制动模块，否则对接收到的其它信号，进行相应的显示报警处理；爆胎制动模块一旦接收到爆胎信号，则对汽车实施稳定制动。本实用新型能在最短时间里对行驶过程中的汽车发生爆胎现象后自动进行最有效的平稳制动以及胎压异常显示，可以避免或减轻汽车交通事故。
文档编号B60C23/00GK201552987SQ20092012294
公开日2010年8月18日 申请日期2009年6月25日 优先权日2009年6月25日
发明者张正兵, 张鹏, 李亮成, 郭立书, 鲍庆坤, 黄胜波 申请人:浙江亚太机电股份有限公司