TPMS系統(tǒng)的基本原理
2020-09-10 16:47:49閱讀量:1012
說到胎壓系統(tǒng),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(chǎn)品。
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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(tǒng)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(shù),并將有關(guān)數(shù)據(jù)定時發(fā)送給接收器進(jìn)行處理與顯示,傳感器模塊是TPMS系統(tǒng)的核心。為了在汽車靜止或開始行駛后從休眠態(tài)激活傳感器進(jìn)入正常工作狀態(tài),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(guān),內(nèi)置MEMS氣壓傳感器定時測量胎壓并經(jīng)過信號調(diào)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(diào)理電路內(nèi)部,可同時對輪胎溫度進(jìn)行檢測;最后由MCU將有關(guān)數(shù)據(jù)信息通過RF發(fā)射單元定時發(fā)送給接收機(jī),從而在液晶面板上顯示輪胎狀況。這是TPMS系統(tǒng)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(jiān)測系統(tǒng))的縮寫,是一種安裝在車輛 上、監(jiān)測輪胎氣壓并在偏離時報警的系統(tǒng)。
TPMS 分類:間接式&直接式。TPMS 按照產(chǎn)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(tǒng)的輪速 傳感器來比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差異,來達(dá)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(guān)數(shù)據(jù)。
直接式 TPMS 是主流技術(shù)路線。胎壓監(jiān)測最早使用間接監(jiān)測技術(shù),間接式監(jiān)測主要優(yōu)點是 成本低,但可靠度低,且只能在行駛中監(jiān)測。伴隨全球趨嚴(yán)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),直接監(jiān)測逐步取 代間接監(jiān)測,是目前主流技術(shù)路線。從產(chǎn)品性能、成本優(yōu)勢及法規(guī)政策三大層面,直接式 TPMS 均要優(yōu)于間接式 TPMS。
直接式 TPMS 結(jié)構(gòu)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(nèi),按功能 TPMS 又可進(jìn)一步分三個部分:
1) 監(jiān)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(jiān)測輪胎 實時信息,這些信息經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)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(shù)的 MCU、RF 發(fā)射單元。其中 MCU 處理調(diào)制傳感器傳來的信息,并通過 RF 發(fā)射單元發(fā)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(jīng)濟(jì)性。一方面,不正常的胎壓會影響汽 車制動效果、導(dǎo)致爆胎甚至引發(fā)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(nèi),保障行車安 全、降低后期保養(yǎng)費(fèi)用、提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
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