一种可实现自主配置的复合型TPMS装置

一种可实现自主配置的复合型tpms装置
技术领域
1.本实用新型涉及一种汽车电子主动安全控制技术，尤其涉及的是一种可实现自主配置的复合型tpms装置。


背景技术：

2.在汽车内部众多电子控制单元中，胎压监测系统(tire pressure monitoring system，tpms)和遥控无钥匙进入系统（remote keyless entry，rke）是汽车安全、防盗系统的重要组成部分。直接式tpms主要由轮胎传感器和胎压接收器组成。rke系统主要由安装于车内的主控单元和便携式钥匙模块组成。
3.直接式tpms各轮胎传感器与胎压接收器需要先完成位置匹配才能正常使用。车辆出厂前一般由整车厂家完成配置，当车主需要轮胎换新或调换时，只能去4s店或专业维修机构才能完成各轮胎传感器与胎压接收器的重新匹配。这种方式的缺点是tpms配置的时间、地点都受到限制，车主不能自主完成配置，使用不方便，且花费的精力和时间较多。
4.rke和tpms都是基于无线通信技术来进行数据的接收和发送的，表1给出了二者在射频技术指标上的对比结果。
5.表1 rke和tpms技术参数对比
[0006][0007]
由于rke和tpms在射频工作原理上存在共同点，可考虑将二者的无线接收器共用，减少硬件开销从而降低成本。


技术实现要素：

[0008]
本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种可实现自主配置的复合型tpms装置，其能够便于车主自主完成tpms的配置，使用便捷，省时省力，并且节约了硬件成本。
[0009]
一种可实现自主配置的复合型tpms装置，其特征在于：所述装置包括双模胎压收发机、rke钥匙和安装在轮毂上的轮胎传感器；
[0010]
所述轮胎传感器用于自动检测轮胎内部气压、温度、加速度、电池电压，并通过高频信号发送给双模胎压收发机；
[0011]
所述rke钥匙用于通过125khz无线信号进行轮胎传感器id的自主配置，还用于发送配对指令，完成和双模胎压收发机之间的密钥确认，并将加密后的按键编码数据射频调
制后通过433.92mhz无线信号发送给双模胎压收发机；
[0012]
所述双模胎压收发机用于分时接收rke钥匙的ask调制控制信息和轮胎传感器监测的fsk调制胎压信息，并通过can总线与车身控制器进行联动控制，同时将胎压信息在车辆组合仪表上进行显示。
[0013]
进一步的，所述轮胎传感器包括单片机、压力传感器、温度传感器、加速度传感器、电压传感器、高频发射电路rf、低频接收电路lf、天线、电池；
[0014]
所述单片机用于接收各个传感器的信号并通过高频发射电路rf发送无线信号，还用于接收低频电路lf的信号,解析后进行数据采集与高频发送；
[0015]
所述高频发射电路rf采用fsk调制模式，其频率为433.92mhz。
[0016]
进一步的，所述rke钥匙包括单片机、rke高频驱动电路、tpms低频驱动电路、按键、存储器、天线和电池；
[0017]
所述存储器用于保存滚码计数值；
[0018]
所述单片机用于自动检测按键输入，并将存储器中滚码计数值、钥匙序列码、按键功能码组成一组编码值进行数据加密；
[0019]
所述rke高频驱动电路用于与双模胎压收发机实现双向握手通信，其采用ask调制模式，其频率为433.92mhz；
[0020]
所述tpms低频驱动电路用于向轮胎传感器发送低频触发信号，实现轮胎传感器id与双模胎压收发机的配置，其采用ask调制模式，其频率为125khz。
[0021]
进一步的，所述双模胎压收发机包括单片机、双模rf收发器、can收发器、高频天线和电源；
[0022]
所述双模rf收发器包括ask调制模式和fsk调制模式，所述ask调制模式用于与rke钥匙实现双向通信，rke钥匙是发送端，胎压收发机为接收端，完成钥匙配对、按键控制功能；所述fsk调制模式用于接收轮胎传感器发送的胎压监测信息；
[0023]
所述can收发器和单片机均包括can2.0b车载高速接口标准，解码输出的胎压数据通过can收发器送给车辆组合仪表进行显示，解码输出的按键控制指令通过can收发器送给车身控制器完成车门、车窗的驱动控制。
[0024]
本实用新型相比现有技术具有以下优点：本装置使用方便，不受时间、地点限制，车主完全可以自主实现轮胎配对，省时省力；并且通过射频共性设计，rke系统设计成本降低50%以上，而且省去了复杂的控制电缆及其走线，降低了硬件成本，有利于全面推广和应用。
附图说明
[0025]
图1是本实用新型的整体结构示意图；
[0026]
图2是rke钥匙的结构示意图；
[0027]
图3是tpms低频驱动电路的电路原理图；
[0028]
图4是轮胎传感器的结构示意图；
[0029]
图5是双模胎压收发机的结构示意图。
具体实施方式
[0030]
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0031]
如图1所示，本实施例包括双模胎压收发机、rke钥匙、以及安装在各个轮毂上的轮胎传感器。
[0032]
所述轮胎传感器，用于自动检测轮胎内部气压、温度、加速度、电池电压等数据信息，并通过高频信号发送给双模胎压收发机。
[0033]
所述rke钥匙，一方面集成125khz无线低频触发驱动电路，可便利实现各轮胎传感器id的自主配置；另一方面发送配对指令，完成和胎压收发机之间的密钥确认，并将加密后的按键编码数据射频调制后通过433.92mhz的无线信号发送给双模胎压收发机。
[0034]
所述双模胎压收发机，用于分时接收rke钥匙的ask调制控制信息和tpms传感器监测的fsk调制胎压信息，通过can总线实现与车身控制器的联动控制，同时将胎压信息在组合仪表上进行显示。
[0035]
本实施例的rke钥匙包括单片机、rke高频驱动电路、tpms低频驱动电路、按键、存储器、天线和电池，其内部结构如图2所示。
[0036]
其中，存储器用于保存滚码计数值，通常采用非易失性eeprom存储器。
[0037]
其中，单片机自动检测按键输入，并将存储器中滚码计数值、钥匙序列码、按键功能码组成一组编码值送入加密算法进行数据加密。
[0038]
其中，rke高频驱动电路，用于与胎压收发机实现双向握手通信，ask调制模式，频率为433.92mhz。
[0039]
本实施例的rke高频驱动电路采用的芯片型号为max7030。rke钥匙中的按键有开锁、闭锁和配置三个功能键，配对时，配置按键用来发送配对请求命令，配对完成后，长按开锁或闭锁键表示遥控车窗玻璃的降升。
[0040]
其中，tpms低频驱动电路，用于向轮胎传感器发送低频触发信号，实现轮胎传感器id与胎压收发机的配置，ask调制模式，频率为125khz。
[0041]
本实施例的tpms低频驱动电路采用半桥驱动方式，由两个三极管和若干电阻、电容组成，元件数量少，成本低廉，电路原理图如图3所示。当方波正脉冲输入时，经耦合电容c2、c3滤除低频分量和电阻限流后到达功放三极管v3、v4的基极。此时，v3基极电压接近vdd，v3管截止，v4管导通，l2、c5组成的低频谐振回路开始放电，谐振频率为125khz。d2、d3用于稳定功放三极管基极，r3、r4为发射极限流电阻。v3、v4基极并联电容c4用于调节功放三极管开关速度，降低由开关工作转换不理想带来的损耗，适当减小加速电容c4可以加快功放三极管的开关速度。pwm方波负脉冲输入时情况与上述刚好相反，v3管导通，v4管截止，l2、c5组成的低频线圈谐振回路开始充电，由此在低频线圈l2周围产生125khz电磁场。由于a、b、c类功放管效率低，d类功放管的效率理论上可达到100%，并且工作于开关模式下，损耗小，发射功率易得到提升，因此应优先选用d类功放管。
[0042]
本实施例的轮胎传感器包括单片机、压力传感器、温度传感器、加速度传感器、电压传感器、高频发射电路rf、低频接收电路lf、天线、电池，内部结构如图4所示。
[0043]
其中，单片机一方面用于接收各个传感器的信号并通过高频发射电路rf发送无线
信号，另一方面用于接收低频电路lf的信号,解析后进行数据采集与高频发送。
[0044]
其中，所述高频发射电路rf采用fsk调制模式，频率为433.92mhz。随着微电子技术的不断进步，轮胎传感器朝着高度集成化、无源化方向发展，即实现了各种传感器、单片机及射频电路集成到单颗芯片中，如飞思卡尔公司的mpxy8300a、英飞凌公司sp370等等。
[0045]
本实施例的轮胎传感器采用的芯片型号为sp40。由于tpms属于主动安全产品，对工作可靠性要求较高，所以本实施例的轮胎传感器优选采用fsk调制模式与胎压收发机构建无线通信链路。
[0046]
本实施例的双模胎压收发机包括单片机、双模rf收发器、can收发器、高频天线和电源，内部结构如图5所示。
[0047]
其中，双模rf收发器支持ask调制和fsk调制两种模式，ask调制模式用于与rke钥匙实现双向通信，rke钥匙是发送端，胎压收发机为接收端，完成钥匙配对、按键控制等功能；fsk调制模式用于接收轮胎传感器发送的胎压监测信息。
[0048]
本实施例的双模rf收发器采用的芯片型号为max7032。
[0049]
其中，can收发器和单片机支持can2.0b车载高速接口标准，解码输出的胎压数据通过can收发器送给汽车组合仪表进行显示，解码输出的按键控制指令通过can收发器送给车身控制器完成车门车窗的驱动控制。
[0050]
其中，电源采用车载蓄电池12v供电，以保证停车熄火时也能实时监测胎压状态。
[0051]
本实施例自主配置的控制方法如下：
[0052]
a、首先车辆acc开关打到on状态，在中控显示屏上设置tpms系统进入配置模式，配置光标默认停在左前轮，并按照1秒周期闪动；
[0053]
b、将所述rke钥匙对准左前轮的气门嘴，按下钥匙上的“配置”功能键产生ask低频无线信号触发左前轮内部的轮胎传感器；
[0054]
c、所述轮胎传感器接收到配置命令后，自动检测轮胎内部的当前气压值和温度值，并和轮胎传感器唯一的身份标识id号打包成完整数据帧，通过产生fsk高频调制信号将数据帧发送给轮胎接收器；
[0055]
d、所述双模胎压收发机接收高频调制信号并解调出数据帧，对数据帧进行校验判断，若数据帧正确则通过can总线发送给中控显示屏进行显示，若数据帧错误则丢弃重新接收；
[0056]
e、中控显示屏接收到正确的数据帧后，存储数据帧中的传感器id号，并将该id号和左前轮显示图标匹配后显示当前的气压值和温度值，气压值和温度值按照1秒周期闪动，并启动声音报警表示左前轮配对成功；
[0057]
f、调整光标位置到右前轮位置，重复上述步骤b～e依次完成四个轮胎内部轮胎传感器的配对；
[0058]
g、tpms系统配置完成后退出配置模式。
[0059]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。