[发明专利]基于磁敏式的间接型汽车轮胎状态监测系统

说明书

技术领域:

本发明属于一种监测设备，特别涉及一种基于磁敏式的间接型汽车轮胎状态监测系统。

背景技术：

汽车轮胎胎压监测系统简称TPMS(TirePressureMonitoringSystem)是汽车安全保障系统之一,是驾车者、乘车人的生命安全保障预警系统。主要用于在汽车行驶时实时地对轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气和低气压进行报警，以保障行车安全。从技术方面来看，TPMS技术主要来自于三家外资企业。目前国内厂家生产的TPMS基本是靠引进国外公司轮胎压力监测系统开发平台及生产线，我国基本没有自主知识产权。现在相对比较成熟的TPMS系统都是自成一体的，独立于汽车上的其他ECU，而且主要应用在高档轿车上，对于大型货车和客车极少配置。

目前，TPMS主要分为直接式和间接式两种类型。

直接式TPMS是利用安装在每一只轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，并对各轮胎气压进行显示与监视。当轮胎气压太低，太高或有渗漏时，系统会自动报警。由于直接式TPMS能测定每个轮胎内部的实际瞬压，很容易确定轮胎的故障，在性能上优于间接TPMS。但是其安装价格昂贵，传感器的锂离子电池续航时间有限，无线传输信号的不稳定性，所以在高档轿车中才有安装，大中型汽车几乎都没有。

间接式TPMS是通过汽车ABS系统的轮速传感器来比较车轮之间的转速差别，以达到监视轮胎压力的目的。该方法成本低，只要对ABS系统软件进行改进就能实现，但不能对两个以上轮胎同时缺气的状况和速度超过100公里/小时的情况进行判断而逐渐被淘汰。

发明内容：

本发明的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种基于磁敏式的间接型汽车轮胎状态监测系统，该系统主要应用于大中型货车,具有可靠性、灵活性,简便易用等特点，扩大了汽车轮胎状态监测系统的使用范围,在大型车辆的安全系统中有很高的实用价值。

如上构思，本发明的技术方案是：一种基于磁敏式的间接型汽车轮胎状态监测系统，其特征在于：包括多个温度传感器、多个磁钢、多个霍尔传感器、主控制单元、从控制单元、电源模块、报警器和显示器；多个温度传感器的输出信号传输到从控制单元的输入端，多个磁钢的输出信号通过霍尔传感器传输到从控制单元的输入端，从控制单元的输出端通过RS485有线传输到主控制单元的输入端，主控制单元的输出端分别与报警器和显示器连接，电源模块的输出端分别与主控制单元和从控制单元连接。

上述主控制单元和从控制单元采用HT46RU232单片机。

上述电源模块由LM2576-12和LM2576-5两级降压电路连接组成。

上述多路霍尔传感器与从控制单元之间连接有光耦隔离电路。

上述多路霍尔传感器与从控制单元之间连接有卡尔曼滤波器。

本发明具有如下的优点和积极效果：

1、本发明适用于大中型货车，尤其是没有安装ABS系统的汽车。系统采用霍尔传感器测得车轮实际的运行速率，成本较低、安装简单、操作可行。

2、本发明的主、从控制单元使用台湾盛群公司HT46RU系列的HT46RU232单片机，也摈弃了使用功能过于庞大的嵌入式设计方式，经济实用、易于维修，并且大大降低了功耗。

3、本发明主控制单元集成了低电压保护功能，对于汽车启动时的电压波动能有较强的抗干扰能力。主机、从机分别从汽车的电池取电，并且都经过了两级降压稳压，互不干扰影响，保证了系统正常工作。

4、本发明具有稳定高效的有线传输。主从机CPU都带有串口功能，配置上MAX485实现RS485通讯，也能满足车长的传输要求。具有通讯稳定，传递信号速度快，抗干扰能力强，比普通的无线方式更可靠高效。并且在调试过程中方便与电脑的串口相连接，比较直观得到数据。

5、本发明可靠性强。本发明采用的是主、从双控制单元的工作方式，即从机将各传感器数据先初步处理、分析归纳，形成数据流上传到主机，降低了主机处理信息的频率，分担了其任务量，增强了对于处理应急情况的能力，减少了误报的机率。

6、本发明在多路霍尔传感器与从控制单元之间连接有卡尔曼滤波器，该滤波器在轮速信号的误差处理中可将采集到的脉冲信号去除误差，提高了轮速信号的精度。卡尔曼滤波技术是一种最优化自回归数据处理算法，它是数字信号处理技术的一种。它通过处理一系列带有误差的时间测量数据而得到未知参数的最佳估算。自适应卡尔曼滤波器误差小，响应快，收敛性好，确保每一个脉冲信号都能有效及时采集到，为预警提供可靠数据保障。

附图说明：

图1是本发明的原理框图；