胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求及最新技術(shù)進(jìn)展
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表2. 可訂購(gòu)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(jìn)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(shí)，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(kuò)展頻率范圍正在被討論中。
一級(jí)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(dòng)中提取電能，可以不需要更換向每條輪胎的TPMS節(jié)點(diǎn)供電的電池，或顯著延長(zhǎng)電池的使用壽命。能量收集可以支持其他TPMS的進(jìn)步。
今天，TPMS數(shù)據(jù)以非常緩慢，長(zhǎng)時(shí)間間隔進(jìn)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(huì)大大降低現(xiàn)有設(shè)計(jì)的電池壽命。借助能量收集，將實(shí)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(shí)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(fèi)電子品中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。然而，今天大多數(shù)胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用單個(gè)加速度單元。采用雙軸加速度傳感器，TPMS制造商可以識(shí)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(guó)的TPMS法規(guī)可能要求熄火時(shí)輪胎可以被跟蹤，以確定輪胎因?yàn)檎{(diào)換或某個(gè)問題從一個(gè)位置換到另一個(gè)位置時(shí)是否發(fā)生了變化?，F(xiàn)今，進(jìn)行特定的輪胎定位時(shí)，車輛需要處于駕駛狀態(tài)，使系統(tǒng)可以調(diào)查每個(gè)輪胎的數(shù)據(jù)，然后確定每個(gè)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(huì)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(cè)系統(tǒng)，需要檢測(cè)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(guó)大陸或臺(tái)灣有可能更改為835-875 MHz。新頻率建立時(shí)，飛思卡爾會(huì)有使用新的頻段的發(fā)射器。
飛思卡爾一直與汽車市場(chǎng)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(jí)封裝技術(shù)，使TPMS供應(yīng)商能夠有效控制成本，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。
駕駛更安全、更高效
胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已證明有助提高汽車的安全性，提高的燃油經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)，穩(wěn)定的駕駛品質(zhì)，由于好處眾多，政府無需法規(guī)為購(gòu)車者提供價(jià)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(tái)帶來了額外的發(fā)展動(dòng)力，提供了可預(yù)見的市場(chǎng)的增長(zhǎng)，并促進(jìn)TPMS供應(yīng)商之間的激烈競(jìng)爭(zhēng)。
2003年，飛思卡爾率先開創(chuàng)了最初的TPMS系統(tǒng)級(jí)單芯片方案。Xtrinsic FXTH87近來取得了最新成果，使TPMS設(shè)計(jì)進(jìn)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(xiàng)，使FXTH87 TPMS是個(gè)易于設(shè)計(jì)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(chǎng)是飛思卡爾的一個(gè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)領(lǐng)域，TPMS專長(zhǎng)已經(jīng)不僅限于與客戶進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)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(gè)領(lǐng)域的芯片領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，以及我們?cè)谄渌鼛讉€(gè)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(yàn)優(yōu)勢(shì)。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(cè)系統(tǒng)中充分得到了驗(yàn)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(píng)論