一种硬线胎压监测系统报警显示策略的设计应用

涂川川，刘江波



一种硬线胎压监测系统报警显示策略的设计应用

涂川川，刘江波

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

胎压监测系统（Tire Pressure Monitoring System）简称TPMS，通过安装在轮胎上的胎压监测传感器来监测轮胎内部压力和温度，并采用无线射频的方式，把传感器采集到的压力和温度数据信息发送到胎压监测控制器，数据经过处理后在仪表盘上通过报警指示灯显示出来。文章介绍了一种硬线胎压监测系统报警显示策略，主要对系统的低压报警、高压报警、快速漏气报警、高温报警、电池低电量报警、传感器失效提示等功能逻辑的设计。

胎压监测系统（TPMS）；系统功能；报警显示

1 概述

轮胎气压是影响汽车行驶性能和安全性能的重要指标，胎压监测系统也得到了越来越广泛的应用，胎压监测系统是通过对安装于4个轮胎的传感器发出的胎压信息进行实时监测，对快速漏气、高压、低压、高温等报警，给用户直观的报警提示，提高了整车的安全性、可靠性。对轮胎气压进行实时监测已经成为保证轮胎安全的重要手段。

硬线的胎压监测报警显示系统，通过对安装于汽车轮胎中的胎压传感器发出的胎压值和温度值等进行实时监测，并对轮胎快速漏气和高压、低压、高温等状态进行报警提示。本文描述了胎压监测系统指示灯显示及系统的控制策略，对系统上电自检、学习功能及各种报警功能进行了系统的描述。该系统结构简单，使用方便，大大提高了整车的安全性能。

2 系统框图及系统组成

2.1 系统框图

胎压监系统实时监测汽车轮胎内部压力、温度、电池电量等信息，并实时采集压力、温度、传感器电池电压等信号，通过无线的方式发射给控制器，当轮胎出现压力、温度、传感器电池电量低等异常时，控制器通过硬线传输给组合仪表进行报警，组合仪表通过声光报警提醒用户注意。

图1 系统框图

2.2 系统组成

TPMS系统由3个组成单元：报警指示灯（集成在仪表盘上）、胎压监测控制器、胎压监测传感器。

传感器总成由气门嘴、传感器、单片机、射频发射芯片、天线、电池等组成；该模块主要用来实现轮胎压力、温度、加速度的检测，并通过RF信号将轮胎实时信息发送到胎压监测控制器。

胎压监测控制器由单片机、射频接收芯片、天线、总线芯片，支架等组成；该模块接收到传感器的信息后进行数据解析，及故障和位置判断，将要显示的数据信息与仪表显示端进行通讯。

报警指示灯集成在组合仪表中，指示轮胎压力、温度值的异常。胎压监测控制器与组合仪表之间采用硬线通讯，轮胎监测控制器发出报警指示命令，仪表盘接收到该命令后，控制报警指示灯进行报警提示。

3 胎压监测系统功能及报警显示逻辑

TPMS系统的工作模式：系统采用IG1供电，当钥匙打到IG1档时，系统上电，对系统进行自检（传感器是否绑定完成），之后进入正常工作模式。

TPMS系统主要的报警分为3个级别，一级最高，三级最低。一级报警包括快速漏气报警，二级报警包括高压、低压、高温报警，三级报警包括传感器电量低、传感器失效报警。

仪表显示指示灯：

胎压异常指示灯 系统异常指示灯

两个指示灯均为黄色。

3.1 名称：自检

功能：系统上电时开始自检，EEPROM自检，然后读取EEPROM传感器ID数据，检测TPMS是否已完成绑定，对未完成绑定及已完成绑定状态分别作出指示。

显示方式：

（1）点火开关ON/START，若已绑定四个传感器，胎压异常指示灯亮2s后熄灭。

（2）点火开关ON/START，若未绑定四个传感器，胎压异常指示灯与系统异常指示灯同时亮2s后熄灭。

显示逻辑如图2：

图2

3.2 名称：学习功能

功能：控制器具有学习功能，控制器接收到学习命令（高频信息），进入学习模式，等待接收4个传感器ID数据，接收完数据，则保存新ID数据，退出学习模式。

显示方式：点火开关ON/START，学习时胎压异常指示灯与系统故障指示灯保持常亮，学习完成两指示灯熄灭。

显示逻辑如图3：

图3

3.3 名称：高压报警

显示方式：胎压异常指示灯常亮

显示逻辑如图4，当控制器接收到3包高压数据开始报警，接收到1包正常数据报警解除。

图4

3.4 名称：低压报警

显示方式：胎压异常指示灯常亮

显示逻辑如图5，当控制器接收到2包低压数据开始报警，接收到2包正常数据报警解除。

图5

3.5 名称：高温报警

显示方式：胎压异常指示灯常亮

显示逻辑如图6，当控制器接收到3包高温数据开始报警，接收到2包正常数据报警解除。

图6

3.6 名称：电池电量低报警

功能：系统具有低电报警功能，在车辆行驶过程中，当汽车轮胎中的一个或多个传感器的电池电压低到额定值的65%时，TPMS应发出低电量报警信号，TPMS报警灯常亮。

显示方式：系统故障报警指示灯常亮

显示逻辑如图7：当控制器接收到10包低电量数据开始报警，接收到3包正常数据报警解除。

图7

3.7 名称：快速漏气报警

显示方式：胎压异常报警指示灯快速闪烁，闪烁周期为2秒

显示逻辑如图8：

图8

3.8 名称：传感器丢失报警

功能：系统具有传感器非正常工作报警，在车辆行驶过程中，当汽车轮胎中的一个或多个传感器不能正常工作时，TPMS应发出传感器失效报警，TPMS报警灯常亮。

策略如图9：

①在最近2分钟内，必须有两个传感器发出rolling数据。

②在最近2分钟内，如没有两个或两个以上传感器rolling数据收到。车辆将判别为在2分钟内有停止情况发生。

③在连续20分钟内车辆没有发生过停止的情况下，有传感器没有发出rolling数据信息。则判断该传感器为丢失失效，并报警。

辅助策略如图10、图11：

①在接收控制盒通电后，开始计时，满20分钟后，如有传感器未发送数据。则在EEPROM做相应登记。

②在驾驶过程中，传感器数据一收到，必须检查EEPROM的登记信息，如有登记做清零处理。

③在接收控制盒通电后，检查EEPROM中的登记信息，如果登记次数大于6次，发出传感器丢失报警。

显示方式：系统故障报警灯常亮

显示逻辑：

图9

辅助报警策略：

图10

图11

4 总结

本文阐述了TPMS系统的基本原理、系统组成、系统功能、系统显示逻辑策略等，该设计方案可实现胎压监测系统的报警显示。可有效实现TPMS的功能，并且设计方案能满足GB26149法规要求。该系统结构简单，使用方便，大大提高了整车的安全性能。

[1] GB 26149-2017.乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法.

[2] 冷毅,赵根宝,李青侠.基于无线传感器和CAN总线的自动识别的轿车胎压监测系统[J].仪表技术与传感器,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

B

1671-7988(2018)16-173-04

U462.1

B

1671-7988(2018)16-173-04

CLC NO.: U462.1

涂川川，就职于安徽江淮汽车股份有限公司技术中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.16.061