TPMS系統的基本原理
2020-09-10 16:47:49閱讀量:985
說到胎壓系統,那么就少不了要了解胎壓芯片,說到胎壓芯片,我們不能不知道英飛凌SP370、飛思卡爾FXTH87、GE等等大牌及其型號產品。

那么這些芯片的工作原理是什么呢?
翻開英飛凌SP37、飛思卡爾的芯片資料,我們不難找到這樣一張系統及芯片功能框圖:
從胎壓模塊的功能上來說, 胎壓檢測傳感器通過RF直接測量氣壓、溫度、加速度、電池電壓等參數,并將有關數據定時發送給接收器進行處理與顯示,傳感器模塊是TPMS系統的核心。為了在汽車靜止或開始行駛后從休眠態激活傳感器進入正常工作狀態,檢測模塊采用低頻(LF)喚醒天線以及加速度傳感器作為激活開關,內置MEMS氣壓傳感器定時測量胎壓并經過信號調理電路放大處理后傳送給低功耗MCU;溫度傳感器集成在信號調理電路內部,可同時對輪胎溫度進行檢測;最后由MCU將有關數據信息通過RF發射單元定時發送給接收機,從而在液晶面板上顯示輪胎狀況。這是TPMS系統的基本原理,同時這里也道出了胎壓傳感器模塊的基本組成模塊,如上圖所示。
TPMS 是 Tire Pressure Monitoring System(胎壓監測系統)的縮寫,是一種安裝在車輛 上、監測輪胎氣壓并在偏離時報警的系統。
TPMS 分類:間接式&直接式。TPMS 按照產品分類來看,可以分為直接式 TPMS 和間接 式 TPMS。間接式 TPMS(Wheel Speed Based TPMS),是通過汽車 ABS 系統的輪速 傳感器來比較輪胎之間的轉速差異,來達到檢測胎壓的目的。 直接式 TPMS (Pressure-Sensor Based TPMS)則是利用安裝在每一個輪胎里的壓力傳感器來直接 測量輪胎的氣壓,并傳輸有關數據。
直接式 TPMS 是主流技術路線。胎壓監測最早使用間接監測技術,間接式監測主要優點是 成本低,但可靠度低,且只能在行駛中監測。伴隨全球趨嚴的行業標準,直接監測逐步取 代間接監測,是目前主流技術路線。從產品性能、成本優勢及法規政策三大層面,直接式 TPMS 均要優于間接式 TPMS。
直接式 TPMS 結構與工作原理:整套 TPMS 由傳感器和接收器組成,傳感器安裝于輪胎, 接收器安裝于駕駛室內,按功能 TPMS 又可進一步分三個部分:
1) 監測模塊:包括 MEMS 壓力傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器等。傳感器監測輪胎 實時信息,這些信息經模數轉換電路轉化后傳送給 MCU。
2) 處理計算模塊:包括集成了低頻和射頻通信技術的 MCU、RF 發射單元。其中 MCU 處理調制傳感器傳來的信息,并通過 RF 發射單元發送給接收器。
3) 接收模塊:包括天線、MCU 和顯示器等。接收模塊接收信息并通知駕駛員。
功能上,TPMS 可以提高行車安全舒適性與燃油經濟性。一方面,不正常的胎壓會影響汽 車制動效果、導致爆胎甚至引發交通事故。另一方面,不正常的胎壓會減少輪胎壽命、加 劇懸架磨損并增加油耗。TPMS 的存在可以輔助車主保持胎壓在合理范圍內,保障行車安 全、降低后期保養費用、提高燃油經濟性。
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