大量數據表明,對輪胎正確充氣會大大降低爆胎的可能性。為了解決這個問題,輪胎壓力監測系統(TPMS)的研究開始受到重視。直接TPMS 是在每個輪胎內使用壓力傳感器,并安裝無線發射器,將壓力信息從輪胎內部發送到中央接收器模塊上的系統。使用直接系統,可以隨時測定每個輪胎內部的實際瞬壓,很容易確定故障輪胎。
目前直接輪胎壓力監測系統包括4個或5個(取決于備胎是否裝備傳感器)輪胎模塊和一 個中央接收器模塊。輪胎模塊由壓力傳感器、溫度傳感器、控制模塊(如ASIC或MCU)、發射器、天線以及電池組成。也可以包括更多的外部系統,如啟動發射的低頻(LF)探測器、慣性開關或無內置電池的電源等裝置。
一個簡單的接收器模塊由一根中央天線、一個接收器IC和一個與車輛其他部分相連接的接口組成。通用接口包括控制器局域網絡(CAN)接口,該接口通常裝備在車輛的車身控制器內。數據由車身控制器處理,當輪胎壓力低時,它可以用來向司機提出警告。
為了促進快速的產品開發,在此介紹一款直接TPMS系統,這套系統的中心部件是摩托羅拉MEMS壓力傳感器,它可以承受輪胎內的惡劣環境。
輪胎模塊之硬件
傳感器(Motorola器件號MPXY8020A) 是電容型MEMS壓力傳感器,專用于滿足TPMS在溫度和媒介兼容方面的要求。它是一個單體壓力和溫度傳感器,并具備電源管理和數字輸出功能。套件內的媒介保護過濾器可以使其硅片免受環境影響。該系統有4種操作模式:待機模式(耗電600mA)、測定氣壓模式、測定溫度模式和輸出數據讀取模式。該設備要求控制器至少提供5個引腳:2個引腳用于控制其操作模式, 2個引腳用于數據串行交換,另外1個引腳用于接收數據。 8020型還具有復位針,該針作為一個輸出端子,大約每小時向控制器發送復位信號,以保證單片機的損壞并不意味著需要更換輪胎模塊。
控制器(Motorola器件號MC68HC908RF2)是在一個32針QFP封裝中結合8位Fla sh單片機和UHF發射器的器件。單片機連接傳感器,定期檢查氣壓和溫度數據。它還連接與其在一起的發射器,并根據所使用晶振的不同,用315MHz或434MHz的頻率發送數據。
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