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汽车轮胎压力监视系统

汽车轮胎压力监视系统 TPMS
“Tire Pressure Monitoring System”的英文缩写形式
主要用于在汽车行驶时实时的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。
在汽车的高速行驶过程中,轮胎故障是所有驾驶者最为
担心和最难预防的,也是突发性交通事故发生的重要原
因。据统计,在中国高速公路上发生的交通事故有70%
是由于爆胎引起的,而在美国这一比例则高达80%。怎
样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题。据国家橡
胶轮胎质量监督中心的专家分析,保持标准的车胎气压
行驶和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。而
TPMS——汽车胎压监视系统毫无疑问将是理想的工具。

分类
一种是 Wheel-Speed Based TPMS(简称:WSB TPMS,或
称为间接式 TPMS ),这种系统是通过汽车 ABS 系统的轮速传
感器来比较轮胎之间的转速差别,以达到监视胎压的目的,该类
型系统的主要缺点是无法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。
另一种是 Pressure-Sensor Based TPMS(简称:PSB
TPMS,或称为直接式 TPMS),这种系统是利用安装在每一个
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
行显示及监视,当轮胎气压太低或有渗漏时,系统会自动报警。
PSB TPMS 从功能和性能上均优于 WSB TPMS
ÿ
TPMS系统开发上,多数方案组成分为5
部分,它们是整合了
具有压力、温度、加速度、电压检测和后
信号处理ASIC芯片组合的智能传感器
SoC、4-8位单片机(MCU)、RF射频发射
芯片、锂亚电池和天线等
其中智能传感器还采用了硅显微机械
加工(MEMS)技术
ÿ
有源TPMS
Freescale
infineon
GE等公司
是世界上TPMS的MCU微控制处理器
无源TPMS
表面声波技术技术的TPMS SAW SURFACE
acoustic WAVE
SAW温度/压力传感器英国Transense
Technologies 德国EPCOS等

有源MEMS TPMS
英飞凌科技(Infineon Technologies AG)拟借收购
SensoNor成为了汽车轮胎压力传感器市场中的领先
供应商。为英飞凌科技收购的著名传感器厂商挪威
的SensoNor公司是TPMS系统的积极开发者,它采
用了基于MEMS技术的硅压阻式压力传感器作为胎
压监测单元,这种传感器被一些轮胎压力监测系统
供应商采用,取得主要汽车制造商的认可,并与这
些厂商签署了长期供货协议,包括TRW
Automotive公司、SmarTire系统公司以及其他一
些公司。 SmarTire不久前宣布与SensoNor公司签
署一份协议,由SensoNor为它的RF发射器供应传
感器,而SmarTire的RF发射器已经被西门子VDO
汽车配件公司和美国固特异轮胎公司(Goodyear)采
用。

英飞凌面向TPMS应用的SP12传感器整合了硅显微机械加工的
压力与加速度传感器、温度传感器和一个电池电压监测器,提供
四合一传感功能,并配有一个能完成测量、信号补偿与调整及
SPI串行通信接口CMOS大规模集成电路。
压力范围:SP12: 100 到 450Kpa
SP12T: 50 到 1400Kpa (大型车辆用)
加速度范围:-12 g 到 115 g
温度范围:-40度到+125度
传感器供电电压: 到

检测精度方面: 硅压阻式压力传感器是采用高精密半导体电阻
应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的,其测量精度
-%FS。
测量可靠性方面: 由于传感器的工作环境比较恶劣,在不同温度
和不同信号供电电压等等的情况下会出现漂移, SP12设有补偿
功能,可以对压力, 加速度,温度,供电电压信号进行检测和补偿,
准确提供不同型号轮胎在不同环境时的正确补偿值,有效地保
证了测量可靠性。
低功耗方面: 由于传感器电池不能更换,为了保证TPMS发射
模块在一节锂电池下能工作10年,系统低功耗节电是一个十分
重要的课题,因此只有在大多数时间让系统进入睡眠状态,才
能省电与延长电池寿命。英飞凌的SP12传感器首先是采用了唤
醒瞬态工作模式,当它工作在睡眠工作模