胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的要求及最新技術(shù)進展
加入技術(shù)交流群
表2. 可訂購的TPMS部件，含加速度傳感器軸和壓力量程 
圖5. 標(biāo)準(zhǔn)TPMS封裝包括7×7 mm QFN規(guī)格
活躍的行業(yè)研究和其他技術(shù)進步以及新法規(guī)有望改變未來TPMS系統(tǒng)的功能要求。顯示有關(guān)車輛健康的更多信息，特別是涉及到輪胎時，將要求汽車制造商更頻繁地獲取和傳輸數(shù)據(jù)。能量收集利用、雙軸加速度傳感器、無氣輪胎和法規(guī)修改，如擴展頻率范圍正在被討論中。
一級系統(tǒng)制造商已經(jīng)推出了將TPMS與其他車輛系統(tǒng)集成的產(chǎn)品。車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)能夠利用TPMS提供的額外信息。
穩(wěn)定控制需要傳感器融合，從而將TPMS數(shù)據(jù)與其他車輛傳感器的數(shù)據(jù)結(jié)合。飛思卡爾的傳感器融合功能能以適當(dāng)?shù)母袷教峁┰紨?shù)據(jù)，供其他車輛系統(tǒng)使用。
能量收集技術(shù)從輪胎的振動中提取電能，可以不需要更換向每條輪胎的TPMS節(jié)點供電的電池，或顯著延長電池的使用壽命。能量收集可以支持其他TPMS的進步。
今天，TPMS數(shù)據(jù)以非常緩慢，長時間間隔進行傳輸，只用來確定胎壓是否降低。將胎壓數(shù)據(jù)集成到穩(wěn)定控制中需要的數(shù)據(jù)量更大、傳輸更頻繁，會大大降低現(xiàn)有設(shè)計的電池壽命。借助能量收集，將實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)速率，而無需頻繁更換電池。飛思卡爾正在探索TPMS中新興能量收集技術(shù)的實現(xiàn)。
雙軸加速度傳感器和三軸加速度傳感器通常用于消費電子品中進行運動檢測。然而，今天大多數(shù)胎壓監(jiān)測系統(tǒng)使用單個加速度單元。采用雙軸加速度傳感器，TPMS制造商可以識別輪胎位置，這一過程稱為定位。有些TPMS制造商可能需要三軸功能。
例如，中國的TPMS法規(guī)可能要求熄火時輪胎可以被跟蹤，以確定輪胎因為調(diào)換或某個問題從一個位置換到另一個位置時是否發(fā)生了變化。現(xiàn)今，進行特定的輪胎定位時，車輛需要處于駕駛狀態(tài)，使系統(tǒng)可以調(diào)查每個輪胎的數(shù)據(jù)，然后確定每個輪胎的位置。
雙軸加速度傳感器的使用幾乎可滿足了所有定位方案，而單軸加速度傳感器則受其應(yīng)用的限制。
無氣輪胎可能會極大地干擾TPMS的安裝。輪胎制造商正在努力開發(fā)無氣輪胎，在接下來的五到十年中，這些輪胎可能開始出現(xiàn)在生產(chǎn)車輛中。然而，在無氣輪胎普及前，汽車制造商仍將不得不依靠TPMS技術(shù)來保持充氣輪胎的正常氣壓。無氣輪胎也需要輪胎監(jiān)測系統(tǒng)，需要檢測施加給輪胎的壓力和負(fù)荷。
法規(guī)正在修改，如現(xiàn)在有人提議在工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療（ISM）中使用比擁擠的434 MHz更高的頻率。中國大陸或臺灣有可能更改為835-875 MHz。新頻率建立時，飛思卡爾會有使用新的頻段的發(fā)射器。
飛思卡爾一直與汽車市場的領(lǐng)導(dǎo)者合作，共同開發(fā)TPMS應(yīng)用，不斷探索更充分地利用系統(tǒng)級封裝技術(shù)，使TPMS供應(yīng)商能夠有效控制成本，縮短設(shè)計時間。
駕駛更安全、更高效
胎壓監(jiān)測系統(tǒng)已證明有助提高汽車的安全性，提高的燃油經(jīng)濟性，從而減少二氧化碳排放量。這些系統(tǒng)還可以減少輪胎磨損，使輪胎壽命更長，穩(wěn)定的駕駛品質(zhì)，由于好處眾多，政府無需法規(guī)為購車者提供價值。然而，法規(guī)的存在，并且在全球各地不斷增加。法規(guī)的出臺帶來了額外的發(fā)展動力，提供了可預(yù)見的市場的增長，并促進TPMS供應(yīng)商之間的激烈競爭。
2003年，飛思卡爾率先開創(chuàng)了最初的TPMS系統(tǒng)級單芯片方案。Xtrinsic FXTH87近來取得了最新成果，使TPMS設(shè)計進入了新的階段。壓力范圍、加速度傳感器軸、封裝和其他可選項，使FXTH87 TPMS是個易于設(shè)計的方案，甚至可滿足當(dāng)前世界各地最復(fù)雜的TPMS要求。
汽車市場是飛思卡爾的一個關(guān)鍵業(yè)務(wù)領(lǐng)域，TPMS專長已經(jīng)不僅限于與客戶進行系統(tǒng)級專家討論，而是能夠?qū)⑺邢嚓P(guān)技術(shù)集成到單一封裝中。這不僅充分利用了在多個領(lǐng)域的芯片領(lǐng)域的經(jīng)驗優(yōu)勢，以及我們在其它幾個領(lǐng)域（包括傳感器融合）的研發(fā)和探索獲得的軟件方面的經(jīng)驗優(yōu)勢。最終結(jié)論是，高度集成的Xtrinsic系統(tǒng)解決方案在胎壓監(jiān)測系統(tǒng)中充分得到了驗證。
參考資料
1. Frost & Sullivan forecasts rapid growth in tire pressure monitoring systems market; $386.6M by 2018
2. IHS iSuppli/IHS, “Automotive MEMS Market Tracker”
3. Strategy Analytics: TPMS Market Update: Indirect Systems Meet TREAD Act Requirements (2008)(end)
評論