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  • TPMS系统的基本原理

  • 2020-09-10 16:47 59

说到胎压系统,那么就少不了要了解胎压芯片,说到胎压芯片,我们不能不知道英飞凌SP370、飞思卡尔FXTH87、GE等等大牌及其型号产品。

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那么这些芯片的工作原理是什么呢?


翻开英飞凌SP37、飞思卡尔的芯片资料,我们不难找到这样一张系统及芯片功能框图:

  




从胎压模块的功能上来说, 胎压检测传感器通过RF直接测量气压、温度、加速度、电池电压等参数,并将有关数据定时发送给接收器进行处理与显示,传感器模块是TPMS系统的核心。为了在汽车静止或开始行驶后从休眠态激活传感器进入正常工作状态,检测模块采用低频(LF)唤醒天线以及加速度传感器作为激活开关,内置MEMS气压传感器定时测量胎压并经过信号调理电路放大处理后传送给低功耗MCU;温度传感器集成在信号调理电路内部,可同时对轮胎温度进行检测;最后由MCU将有关数据信息通过RF发射单元定时发送给接收机,从而在液晶面板上显示轮胎状况。这是TPMS系统的基本原理,同时这里也道出了胎压传感器模块的基本组成模块,如上图所示。


TPMS 是 Tire Pressure Monitoring System(胎压监测系统)的缩写,是一种安装在车辆 上、监测轮胎气压并在偏离时报警的系统。

TPMS 分类:间接式&直接式。TPMS 按照产品分类来看,可以分为直接式 TPMS 和间接 式 TPMS。间接式 TPMS(Wheel Speed Based TPMS),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异,来达到检测胎压的目的。 直接式 TPMS (Pressure-Sensor Based TPMS)则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,并传输有关数据。

直接式 TPMS 是主流技术路线。胎压监测最早使用间接监测技术,间接式监测主要优点是 成本低,但可靠度低,且只能在行驶中监测。伴随全球趋严的行业标准,直接监测逐步取 代间接监测,是目前主流技术路线。从产品性能、成本优势及法规政策三大层面,直接式 TPMS 均要优于间接式 TPMS。

直接式 TPMS 结构与工作原理:整套 TPMS 由传感器和接收器组成,传感器安装于轮胎, 接收器安装于驾驶室内,按功能 TPMS 又可进一步分三个部分:

1) 监测模块:包括 MEMS 压力传感器、温度传感器、加速度传感器等。传感器监测轮胎 实时信息,这些信息经模数转换电路转化后传送给 MCU。

2) 处理计算模块:包括集成了低频和射频通信技术的 MCU、RF 发射单元。其中 MCU 处理调制传感器传来的信息,并通过 RF 发射单元发送给接收器。

3) 接收模块:包括天线、MCU 和显示器等。接收模块接收信息并通知驾驶员。

功能上,TPMS 可以提高行车安全舒适性与燃油经济性。一方面,不正常的胎压会影响汽 车制动效果、导致爆胎甚至引发交通事故。另一方面,不正常的胎压会减少轮胎寿命、加 剧悬架磨损并增加油耗。TPMS 的存在可以辅助车主保持胎压在合理范围内,保障行车安 全、降低后期保养费用、提高燃油经济性。

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