TPMS技术发展现状与趋势5091.docx
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1、TPMSS技术发发展现状状与趋势势摘要:介介绍TPPMS技技术发展展现状、趋趋势、市市场。 关关键词:TPMMS 远远程轮胎胎压力监监测模块块 中央央监视器器 RFFID SAWWTPMSS的由来来及市场场TPMSS 是汽汽车轮胎胎压力监监视系统统 TTiree Prresssuree Moonittoriing Sysstemm的英英文缩写写,主要要用于在在汽车行行驶时实实时的对对轮胎气气压进行行自动监监测,对对轮胎漏漏气和低低气压进进行报警警,以保保障行车车安全,是是驾车者者、乘车车人的生生命安全全保障预预警系统统。在汽车的的高速行行驶过程程中,轮轮胎故障障是所有有驾驶者者最为担担心和最最
2、难预防防的,也也是突发发性交通通事故发发生的重重要原因因。据统统计,在在高速公公路上发发生的交交通事故故有700%-880%是是由于爆爆胎引起起的。怎怎样防止止爆胎已已成为安安全驾驶驶的一个个重要课课题。据据有关专专家的分分析,保保持标准准的车胎胎气压行行驶和及及时发现现车胎漏漏气是防防止爆胎胎的关键键。而TTPMSS-汽车车胎压监监视系统统毫无疑疑问将是是理想的的工具。凡凡世通(FFireestoone)轮轮胎的质质量问题题,造成成了超过过千人的的伤亡,此此事引起起了业界界和美国国政府的的高度关关注,普普利斯通通/凡世世通公司司曾被迫迫一次收收回6550万只只轮胎。据据美国汽汽车工程程师学会
3、会最近的的调查,美美国每年年有266万交通通事故是是由于轮轮胎气压压低或渗渗漏造成成的,另另外,每每年755%的轮轮胎故障障是由于于轮胎渗渗漏或充充气不足足引起的的。由于于每年造造成的经经济损失失巨大,美美国政府府要求汽汽车制造造商加速速发展TTPMSS系统,以以求减少少轮胎事事故的发发生。因因此,在在20000年美美国国会会通过了了TREEAD法法案。TTREAAD法案案的要求求之一是是到20007年年,所有有在美国国销售的的汽车都都必须安安装轮胎胎压力监监视系统统。20000年年11月月1日美美国总统统克林顿顿签署批批准了国国会关于于修改联联邦运输输法的提提案,要要求20003年年后所有有
4、的新车车都需把把这种系系统作为为标准配配置。回回应TRREADD法案,美美国公路路交通安安全局(NNTHTTSA)要要求到220077年,所所有在美美国销售售的汽车车都必须须安装轮轮胎压力力监视系系统,并并提出了了汽车生生产商的的执行时时间表:美国市市场出售售的汽车车,20004年年占100%,220055年占335%, 20006年占占65%,20007年年 将达达1000%。美美国每年年的汽车车销量约约为15500万万辆(轿轿车/卡卡车)。全全球每年年约50000万万辆,平平均每辆辆车需要要4.22个轮胎胎(不包包括备用用胎)。中国正在在成为全全球最大大的新兴兴汽车市市场,中中国汽车车需求
5、量量和保有有量出现现了加速速增长的的趋势,汽汽车保有有量已突突破26600万万辆,年年销售汽汽车将突突破6000万辆辆,未来来5年将将成为仅仅次于美美国的全全球第二二大汽车车销售国国。汽车车安全产产品将成成为中国国生机勃勃勃的新新兴市场场热点,今今后每年年的增长长速度可可达500%。其其中,仅仅TPMMS技术术产品220055年底的的市场容容量就将将达200万套,近近7亿元元人民币币;20006将将达到550万套套,近117亿元元。根据据20003220100年汽车车需求预预测:汽汽车年增增长166%220%;轿车年年增长119.22%224%。综综合以上上分析,预预计,22005520010
6、年年,中国国汽车保保有量将将以166% 以以上的速速度增长长。美国、欧欧洲已先先后立法法,要求求在今后后几年内内实现汽汽车全部部安装TTPMSS,因此此,对TTPMSS的需要要量与日日俱增,美美国的人人工每小小时起码码7.55元美金金,差不不多是中中国工人人的日工工资,面面对量大大的产品品需要降降低生产产成本,TTPMSS的生产产正在转转向中国国。今后后几年内内中国必必将成为为TPMMS的生生产大国国。人的生命命是最可可贵的,因因此,为为与世界界先进国国家同步步,我国国关于汽汽车安装装TPMMS这样样的生命命安全保保障预警警系统法法规迟早早也会出出台。因因此,目目前我们们国内已已有数百百家设计
7、计公司、生生产厂家家开始开开发、设设计、生生产TPPMS。目前,TTPMSS主要分分为两种种类型:一种是是间接式式TPMMS,它它通过汽汽车ABBS的轮轮速传感感器来比比较轮胎胎之间的的转速差差别,以以达到监监视胎压压的目的的,其缺缺点是无无法对两两个以上上轮胎同同时缺气气的状况况和速度度超过1100公公里小小时的情情况进行行判断。另另一种是是直接式式TPMMS,它它利用安安装在每每一个轮轮胎里的的以锂亚亚电池为为电源的的压力传传感器来来直接测测量轮胎胎的气压压,并通通过无线线电频率率调制发发射到安安装在驾驾驶台的的监视器器上。监监视器随随时显示示各轮胎胎气压、温温度,驾驾驶者可可以直观观地了
8、解解各个轮轮胎的气气压状况况,当轮轮胎气压压太低、渗渗漏、太太高、或或温度太太高时,系系统就会会自动报报警。直直接式TTPMSS 从功功能和性性能上均均优于间间接式TTPMSS。许多多欧洲的的汽车厂厂商已将将直接式式TPMMS 配配装于自自己的车车型之中中,其中中包括:德国宝宝马的 Z8、法法国雪铁铁龙的 C5、英英国阿斯斯顿 马汀汀的超级级跑车 Vannquiish、林林肯大陆陆、克莱莱斯勒与与道奇(DDodgge)迷迷你箱型型车以及及 Chhrysslerr 3000M 与 CConccordde LLimiitedd 客车车、旁蒂蒂克的旗旗舰Boonneevillle SE 等等,梅梅赛
9、德斯斯-奔驰驰S级轿轿车最新新的改进进也将TTPMSS 作为为选装件件。国内内多数汽汽车厂家家目前已已开始进进行这方方面的研研究,中中国加入入 WTTO 以以后,随随着国际际化的要要求,和和国产汽汽车的出出口,相相信国内内厂家会会跟上这这个步伐伐。中国国TPMMS的前前装和后后装市场场已经启启动,预预见前装装市场(汽汽车生产产厂家原原装)将将比后装装市场(汽汽车购买买后安装装)跑得得更快。TPMSS产品技技术TPMSS系统主主要有二二个部分分组成:安装在在汽车轮轮胎里的的远程轮轮胎压力力监测模模块(RRemoote Tirre PPresssurre MMoniitorringg)和安安装在汽
10、汽车驾驶驶台上的的中央监监视器(LLCD显显示器)。直直接安装装在每个个轮胎里里测量轮轮胎压力力和温度度模块,将将测量得得到的信信号调制制后通过过高频无无线电波波(RFF)发射射出去。一一个TPPMS系系统有44个或55个(包包括备用用胎)RRTPMM模块。中中央监视视器接收收RTPPM模块块发射的的信号,将将各个轮轮胎的压压力和温温度数据据显示在在屏幕上上,供驾驾驶者参参考。如如果轮胎胎的压力力或温度度出现异异常,中中央监视视器根据据异常情情况,发发出不同同的报警警信号,提提醒驾驶驶者采取取必要的的措施。由于汽车车轮胎现现在大多多都是没没有内胎胎的真空空子午胎胎,因此此,将TTPMSS的远程
11、程轮胎压压力监测测模块安安装在轮轮毂上是是十分方方便和容容易的,但但是汽车车在高速速跑动时时轮胎内内环境和和温度是是十分恶恶劣的,压压力、温温度、湿湿度变化化特别大大,所以以该模块块的设计计要按军军级产品品的要求求来选用用元器件件,按工工业产品品的要求求来制订订生产工工艺,然然而它是是一个量量大面广广的汽车车通用安安全产品品,要按按消费电电子产品品来定价价。远程轮胎胎压力监监测模块块由五个个部分组组成:(11)具有有压力、温温度、加加速度、电电压检测测和后信信号处理理ASIIC芯片片组合的的智能传传感器SSoC;(2)44-8位位单片机机(MCCU);(3)RRF射频频发射芯芯片;(44)锂亚
12、亚电池;(5)天天线。外外壳选用用高强度度ABSS塑料。所所有器件件、材料料都要满满足- 40到+1225的使用用温度范范围。智能传感感器是整整合了硅硅显微机机械加工工(MEEMS)技技术制作作的压力力传感器器、温度度传感器器、加速速度计、电电池电压压检测、内内部时钟钟和一个个包含模模数转换换器(AADC)、取取样/保保持(SS/H)、SSPI口口、校准准(Caalibbrattionn)、数数据管理理(Daata)、IID码的的数字信信号处理理ASIIC单元元,模块块具有掩掩膜可编编程性,即即可以利利用客户户专用软软件进行行配置。它它是由MMEMSS传感器器和ASSIC电电路二块块芯片,用用
13、集成电电路工艺艺做在一一个封装装里的。在在封装的的上方留留有一个个压力/温度导导入孔,将将压力直直接导入入在压力力传感器器的应力力薄膜上上,周边边固定的的圆形应应力薄膜膜内壁由由半导体体应变片片组成惠惠斯顿测测量电桥桥;同时时这个孔孔还将环环境温度度直接导导入半导导体温度度传感器器上。为为了便于于TPMMS接收收器的识识别,每每个压力力传感器器都具有有16-32位位独特的的ID码码。适用于TTPMSS的智能能传感器器主要有有硅集成成电容式式压力传传感器,如如Freeesccalee的MPPXY880200、MPPXY880400;和硅硅压阻式式压力传传感器,如如GE NovvaSeensoor
14、的NNPX11、NPPX2,IInfiineoon SSenssoNoor的SSP122、SPP12TT、SPP30。硅硅压阻式式压力传传感器是是采用高高精密半半导体电电阻应变变片组成成惠斯顿顿电桥作作为力电电变换测测量电路路的,具具有较高高的测量量精度、较较低的功功耗。NPX和和SP112系列列的智能能传感器器都包含含了加速速度计,加加速度传传感器利利用其质质量块对对运动的的敏感性性,实现现汽车移移动即时时开机,进进入系统统自检、自自动唤醒醒,汽车车高速行行驶时按按运动速速度自动动智能确确定检测测时间周周期,用用软件设设定安全全期、敏敏感期和和危险期期,以逐逐渐缩短短巡回检检测周期期和提高高
15、预警能能力、节节省电能能等功能能。NPPX还将将8位MMCU封封装在智智能传感感器中。随着TPPMS产产品市场场对ICC高整合合度和高高可靠性性的要求求,目前前已经有有了如GGE NNPX那那样的将将所需测测试各物物理量的的传感器器与MCCU合二二为一的的智能传传感器模模块,在在未来几几年内还还会开发发出包含含RF发发射芯片片三合一一的模块块,包含含利用运运动的机机械能自自供电的的四合一一的模块块,届时时远程轮轮胎压力力监测模模块只有有一个模模块和一一个天线线组成,客客户的二二次设计计变得十十分简便便。TPMSS的工作作频率北北美标准准为3115MHHz,欧欧洲标准准为4333.992 MMH
16、z,韩韩国为4448 MHzz,已有有人建议议新标准准为8668 MMHz。其其发射功功率又不不能超过过10ddBm,否否则要接接受无线线电管制制。工作作模式有有ASKK(振幅幅变换调调制)、FFSK(频频率变换换调制),FFSK抗抗干扰较较好。因因此,对对RF芯芯片选用用的要求求是:(11)发射射功率尽尽可能大大;(22)芯片片外型尺尺寸尽可可能小;(3)具具有比较较好的性性能/价价格比。AATMEEL的TT57554、IInfiineoon的TTDK551100的标称称发射功功率都达达10ddBm。电池选用用锂亚电电池,以以保证远远程轮胎胎压力监监测模块块在高低低温环境境中都能能正常工工作
17、。传传统的锂锂电池在在- 440低温时时丧失电电能,在在+1000高温时时会自动动放电。TTADIIRANN LTTH24450锂锂亚电池池能满足足TPMMS宽温温度范围围的要求求。天线是远远程轮胎胎压力监监测模块块发射功功率提升升的关键键,天线线技术涉涉及天线线的几何何形状、材材料、介介质等诸诸多因素素。远程轮胎胎压力监监测模块块的整体体电源管管理是十十分重要要的,一一个锂亚亚电池要要向这个个模块提提供3-5年的的工作能能源,做做好电源源管理和和如何省省电是关关键所在在。发射模块块在汽车车轮胎内内的安装装有二种种方式,一一是利用用气门咀咀安装,这这是目前前使用最最多的;二是利利用紧箍箍扣安装
18、装在轮毂毂上,这这是最早早的办法法,但振振动后会会移位。无无论采用用哪种方方式,安安装完TTPMSS发射模模块都必必须对轮轮胎重新新做动平平衡检验验。中央监视视器即TTPMSS接收器器主要由由UHFF ASSK/FFSK RF接接收ICC和信号号处理MMCU、键键盘、LLCD显显示器组组成。RRF接收收IC和和信号处处理MCCU安装装在一个个盒子里里,可安安装在汽汽车仪表表箱内,带带控制键键盘的LLCD显显示器可可安装在在驾驶台台上,LLCD显显示器能能实时显显示每个个轮胎的的压力、温温度,和和每一个个轮胎的的ID识识别码,以以及声光光报警。由由于接收收系统是是工作在在汽车车车厢内,其其环境温
19、温度是常常温而且且变化不不大,电电源可以以使用汽汽车的112V或或24VV电源,因因此对器器件选用用只要是是工业级级即可,省省电的要要求也不不高。RF接收收IC选选用时一一般考虑虑需要较较高的接接收灵敏敏度,以以提高TTPMSS的工作作效率和和降低整整个系统统的生产产成本,AATMEEL的TT57443、IInfiineoon的TTDK552100的标称称灵敏度度都达-1000dBmm以上。TPMSS技术发发展趋势势汽车轮胎胎压力监监视系统统是驾车车者、乘乘车人的的生命安安全保障障预警系系统,将将是一个个永恒的的主题,因因此,TTPMSS将成为为汽车安安全保障障系统之之一。TTPMSS发射模模
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