關(guān)于胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的一體化解決方案

　　引言

　　基于TPMS所需的壓力傳感、微控制器（MCU）、射頻（RF）和接口技術(shù)，飛思卡爾半導(dǎo)體積極參與胎壓監(jiān)測已逾15年。2007年，飛思卡爾已不僅僅能繼續(xù)提供分離的組件，還將其技術(shù)整合到單一封裝解決方案中。最近，飛思卡爾的技術(shù)又取得了新的進展，可以提供一個更新的單一封裝解決方案 ，利用微機電系統(tǒng)（MEMS）和MCU技術(shù)的進步，擴展該集成解決方案的性能。本文介紹了胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的要求和實施該系統(tǒng)的變化，以及系統(tǒng)級封裝解決方案的最新技術(shù)，還討論了在不久的將來可能出現(xiàn)的技術(shù)進步。

　　足氣駕駛

　　胎壓合適不只是涉及使輪胎氣壓達到制造商推薦的范圍。有些情況還可能會給駕駛員帶來麻煩。

　　首先，制造商推薦的氣壓是一種“冷”氣壓。在車輛停駛一個多小時后測量胎壓，所測胎壓由輪胎的承載能力決定，而且在駕駛時胎壓會有所上升。當(dāng)輪胎因駕駛而變熱時，不應(yīng)該下調(diào)胎壓測量結(jié)果來估計冷胎壓，即使在駕駛時大多數(shù)輪胎胎壓每平方英寸通常都會增加大約3-5psi（20 kPa- 35 kPa）。

　　胎壓計通常測量外部環(huán)境壓力和輪胎內(nèi)部壓力之間的差異（稱為表壓）。然而，胎壓受海拔高度變化的影響。例如，在高海拔地區(qū)（如亞利桑那州弗拉格斯塔夫）冷胎壓合適的汽車駕駛到較低海拔地區(qū)（如亞利桑那州鳳凰城）時， 將會氣壓不足，大約少3 psi （20 kPa）。同樣，在鳳凰城冷胎壓合適的輪胎駕駛到弗拉格斯塔夫時氣壓會過高，大約高3 psi （20 kPa）。

　　季節(jié)性的溫度變化也是影響胎壓是否合適的因素。即使不考慮輪胎因長時間未工作而氣壓損失（參見《安全考慮因素》），在夏天（比如90°F度時，約32 ℃）設(shè)置冷氣壓，也將比在氣溫為0°F（約-18 ℃）的冬天早晨設(shè)置減少大約16%。

　　沒有TPMS，那些不檢查輪胎的駕駛員經(jīng)常或在某些情況下有可能使用氣壓不正常的輪胎，因而有駕駛危險。

　　歷史回顧

　　據(jù)美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）估計，沒有TPMS時， 每年有2.3萬起涉及輪胎漏氣或爆胎的交通事故，其中535人死亡。這兩個問題可能都是胎壓不合適造成的。由于安全原因，美國政府頒布了《運輸設(shè)備召回、改進、責(zé)任認定和文檔記錄法案》（TREAD）。作為TREAD法案的一部分，聯(lián)邦機動車輛安全標(biāo)準(zhǔn)（FMVSS 138）要求所有總重量等級達1萬磅或小批量制造的汽車、卡車和公共汽車自2008年后都必須安裝TPMS。

　　世界其他地區(qū)也認識到了胎壓不正常所帶來的安全問題。在法國，Sécurité Routière估計交通死亡事故中有9%是由于胎壓不足引起的。德國DEKRA估計與輪胎相關(guān)的問題占所有交通傷亡事故的比例大約為41%，并指出，沒有TPMS，道路上75%的車輛至少有一條輪胎虧氣達3 psi （20 kPa）或以上。

　　氣壓合適的輪胎除了可以提高安全性以外，還可以提高車輛的燃油經(jīng)濟性。因此，許多地區(qū)都已要求或?qū)⒁蟀惭bTPMS。表1給出了不同地區(qū)的要求和實施時間。

　　表1. 各地區(qū)的TPMS法規(guī)要求

　　法規(guī)的頒布驅(qū)動著TPMS的顯著增長。市場調(diào)研公司Frost and Sullivan預(yù)測，到2014年1北美將近38%的車輛將安裝TPMS。該公司預(yù)計，到2018年歐洲安裝TPMS的在用汽車數(shù)量將增加到3670萬輛。

　　實施TPMS的規(guī)定使胎壓成為汽車壓力測試（包括歧管絕對壓力（MAP）、大氣絕對壓力（BAP）、氣囊壓力、制動壓力、HVAC壓力等）的一個重要部分。據(jù)IHS iSuppli估計（圖1），到 2015年2TPMS將占汽車傳感器整個壓力測量市場的25%以上。

　　圖1. TPMS與汽車壓力傳感器總增長。來源：IHS iSuppli汽車MEMS市場跟蹤

　　
圖1