关于胎压监测系统随行匹配设备形式分析

周 涛

（长城汽车股份有限公司技术中心 河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

1 车辆胎压监测系统工作原理

汽车高速行驶时，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性事故的重要原因。随着技术的进步，汽车胎压监测系统应运而生。汽车胎压监测系统是一种实时监测轮胎气压、气温的安全预警系统，能消除爆胎等安全隐患。汽车在工厂装配生产时，轮胎中的传感器都处于休眠模式，需要由专用设备利用低频信号触发唤醒传感器，完成传感器与整车控制模块BCM的通信匹配。在汽车大批量的生产过程中，生产节拍和可动率是工厂的重要指标，而胎压传感器的匹配效率和可靠性是提高生产效率的重要项目。

胎压监测系统工作原理是在轮胎的气门芯处安装一个内置传感器，该内置传感器中包含感应气压的传感器和感应温度的传感器，将气压信号和温度信号转换为电信号，再通过无线发射装置将信号发射出去，其基本理论是麦克斯韦电流的磁效应：通过特定的频率（通常有315 MHz、443.92 MHz、868 MHz），采用FSK或ASK调制方式，加入特定编码方式，把各种信号（压力、温度、ID号、电量剩余等）传递给车身控制器，然后在显示器显示胎压信息。

2 胎压监测系统匹配设备分析

2.1 设备基本原理

设备利用低频无线电磁波触发传感器，并接收传感器反馈的高频信号，将每个轮胎传感器的ID、身份特征识别号通过OBD线束写入车身控制单元（BCM）中。从而实现胎压传感器与车身控制单元（BCM）的通信匹配。

低频唤醒式定位技术是利用低频（L F）信号（125 kHz）的近场效应。系统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，然后由轮胎传感器将身份识别码通过高频（RF）发射出来，接收模块通过高频（RF）信号得到相应ID及胎压等信息，通过车辆OBD口写入车身控制器ECU中。4个轮胎传感器依次按顺序完成。

低频（LF）信号125 kHz触发距离为0～1.2 m；高频（RF）回馈信号433.92 MHz传输距离可达20 m。

2.2 设备组成

单条线体匹配设备包含：工控机、显示器、射频天线、OBD线束等，如图1所示。

图1 胎压监测系统匹配设备结构图

2.3 随行匹配设备工作流程

车辆进入匹配工位，光电传感器接收到信息后，设备根据车间网络VIN码排列顺序，获取当前匹配车辆VIN码信息。

此时，1号位置触发器发送125 kHz的低频信号触发传感器，显示器显示右前轮胎位置的指示灯闪烁，传感器通过高频信号响应低频的触发命令，当匹配设备接收到带有低频触发响应信息的传感器数据时，把右前轮胎传感器的信息（ID、位置、当前状态、压力、温度等信息）存储在匹配设备的RAM内（或接收器的RAM内），保存完成后，1号触发器停止触发动作。

右前轮胎传感器学习完成后，2号位置触发器发送125 kHz的低频信号触发传感器，此时设备显示左前轮胎位置的指示灯闪烁，传感器通过高频信号响应触发器低频信号的触发命令，当匹配设备接收到带有低频触发响应信息的传感器数据时，把左前轮胎传感器的信息（ID、位置、当前状态、压力、温度等信息）存储在匹配设备的RAM内（或接收器的RAM内），保存完成后，2号触发器停止触发动作。

同上述触发流程，依次完成右后与左后轮胎传感器的触发。如图2所示。

图2 流程示意图

当车辆4个轮胎的传感器信息全部存贮到匹配设备内后，设备自动将此车辆VIN码及对应的4个传感器信息通过OBD线束发送到数据写入设备中，信息发送完成后，提示“信息发送成功”，胎压监测系统匹配成功，点亮设备指示灯。信息发送失败，则提示“信息发送失败”，需用线下匹配设备再次进行匹配。

3 技术现状及现有的解决方案

问题1：车辆触发完毕后，4个轮胎传感器信息储存在匹配设备上，无法与车辆建立通信，进而导致将匹配信息无法写入车身控制器（BCM）中。

解决方案：问题涉及到设备与车身控制器（BCM）建立联系，现有的解决方案为随行匹配设备触发完毕后，将触发信息发送至后续电器配置刷写工位。使电器配置刷写设备在进行配置字刷写的同时，完成轮胎传感器信息的写入，从而完成车辆胎压监测系统的匹配。

问题2：匹配设备根据车间网络VIN码排列顺序，获取当前匹配车辆VIN码。由于设备完全根据MES系统中VIN码队列信息进行匹配，无法判断从MES中获取VIN码是否为当前匹配车辆的VIN码。若队列信息与现场实际队列产生错位，即导致后期所有的车辆错误匹配，将导致车辆出现批量品质问题。

解决方案：设备形式为随行匹配模式，此工位不安排专门操作人员进行扫码，无法通过人员操作达到防错目的。经分析，车辆条形码均粘贴在车辆的固定位置，因此，在此工位设立条码自动识别设备，通过自动识别车辆条形码，获取车辆VIN码信息，将此信息与通过MES获取的车辆VIN码信息进行比对，达到防错目的。由于现场环境、车辆大小及停放位置的原因，无法实现条码100%自动识别成功，不能完全依靠条码自动识别设备。因此以MES队列中条码为主，自动扫码为辅，若自动扫取的条码与MES中的条码不同，则按照实际自动识别的条码进行匹配，达到防错功能，且MES队列直接跳转到自动扫取的VIN码位置，使线体车辆顺序与MES中车辆信息保持一致。匹配流程如图3所示。

图3 匹配流程

问题3：当外界干扰或车辆本身状态不佳等原因，导致随行匹配失败时，传感器无法被激活。

解决方案：需要在车间内部设置返修区，利用返修设备激活传感器，并将数据上传至MES数据库。

4 结论

1）随行匹配设备解决了线体高节拍生产的需求，另不需要人员进行操作干预，提高了车间的自动化程度。

2）选用胎压监测随行匹配设备形式，要充分考虑条形码防错措施，避免车辆批量匹配错误，影响整车品质。

3）需考虑数据写入设备形式。车辆4个轮胎传感器学习完成后，需要将匹配信息发送至指定的数据写入设备。

4）由于整车厂需求，车辆轮胎传感器可能装有2种或者2种以上品牌，因此需要考虑胎压监测系统匹配设备的传感器兼容问题。