汽車常用傳感器之胎壓監(jiān)測(cè)傳感器

【摘 要】汽車電子技術(shù)是汽車工業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)之一。汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，也是汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。汽車傳感器的使用數(shù)量和技術(shù)水平?jīng)Q定了汽車控制系統(tǒng)的性能。論文分析了汽車傳感器的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)，以供參考。

【Abstract】Automobile electronic technology is one of the core technologies in the development of automobile industry. As the information source of automotive electronic control system， automotive sensor is the key component of automotive electronic control system and one of the core contents of automotive electronic technology research. The number of automotive sensors and the level of technology determine the performance of the automotive control system. This paper analyzes the characteristics and development trend of automotive sensors， for reference.

【關(guān)鍵詞】汽車傳感器;胎壓監(jiān)測(cè)傳感器;檢測(cè)

【Keywords】automotive sensor; tire pressure monitoring sensor; detection

【中圖分類號(hào)】TM913? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）12-0133-02

1 汽車傳感器的重要性

隨著汽車向電子化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向的快速發(fā)展，現(xiàn)代汽車采用電子控制技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越普遍。作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，汽車傳感器不管是在汽車電子控制系統(tǒng)中，還是在汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究中，都起到了關(guān)鍵性的作用。在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)不斷發(fā)展及電子技術(shù)日漸成熟的大背景下，汽車技術(shù)性能也獲得了大幅度的提升，而想要使其變得更加安全、舒適和經(jīng)濟(jì)，則需要借助汽車傳感器，對(duì)其速度、溫度及壓力等方面的信息進(jìn)行精準(zhǔn)且實(shí)時(shí)的測(cè)控。

2 汽車傳感器的主要特點(diǎn)

隨著汽車電子的不斷發(fā)展，汽車傳感技術(shù)也隨之出現(xiàn)，并得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)重要的組成部分，不僅需要對(duì)信息進(jìn)行采集，同時(shí)也要對(duì)信息進(jìn)行傳輸。汽車傳感器首先需要將汽車運(yùn)行工況信息轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，然后再將其傳輸至中央控制單元，以此才能使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。另外，針對(duì)于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、光電及流量等信息，汽車傳感器也能進(jìn)行精準(zhǔn)且實(shí)時(shí)的測(cè)控，大大提高了信息處理的有效性。而作為能夠影響汽車安全運(yùn)行的因素，汽車傳感器的好壞便起到了直接性的作用。所以，想要保證汽車的安全運(yùn)行，則需要對(duì)汽車傳感器的精度、穩(wěn)定性、響應(yīng)性、抗震能力和使用壽命等方面進(jìn)行嚴(yán)格的要求。

3 胎壓監(jiān)測(cè)傳感器

為了能夠?yàn)樾熊嚢踩峁┛煽康谋Ｕ?，在汽車行駛時(shí)便可以利用胎壓監(jiān)測(cè)傳感器對(duì)其輪胎氣壓進(jìn)行實(shí)時(shí)的自動(dòng)檢測(cè)，以此避免輪胎出現(xiàn)低氣壓和漏氣。將胎壓監(jiān)測(cè)傳感器安裝于汽車的每一個(gè)車輪內(nèi)，不僅能夠起到精準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)壓和溫度的作用，同時(shí)也會(huì)以無(wú)線形式向車身控制器輸送相應(yīng)的具體數(shù)值。當(dāng)信息幀通過CAN總線發(fā)送至儀表盤時(shí)，儀表盤的顯示屏便會(huì)為駕駛員及時(shí)輸出具體的溫度值和壓力值。若任一汽車胎的相應(yīng)數(shù)值高于報(bào)警值，那么儀表盤便會(huì)通過文字、圖形及聲音等形式，警示輪胎的確切位置。

胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，即將微型壓力傳感器安裝于每一個(gè)輪框內(nèi)以便能夠測(cè)量輪胎氣壓，并將信息經(jīng)由無(wú)線發(fā)射器傳送至駕駛前方監(jiān)視器的系統(tǒng)。如果車胎壓力出現(xiàn)了過低的情況，胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)便會(huì)警醒駕駛員采取一定的措施加以處理。將其應(yīng)用于汽車中，不僅能夠起到保護(hù)胎面的作用，而且也為汽車行駛安全提供了可靠的保障。與此同時(shí)，將低頻天線安裝在汽車每一輪胎的擋泥板處，使其與車身控制器建立通信，并實(shí)現(xiàn)操作信息的解析和轉(zhuǎn)換，在接收到125kHz低頻無(wú)線信號(hào)后，汽車胎壓監(jiān)測(cè)傳感器才會(huì)進(jìn)行針對(duì)性的工作。

將精準(zhǔn)測(cè)量的輪胎氣壓及溫度等信息傳送至車內(nèi)的安裝器上，是輪胎智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一大特色，該系統(tǒng)主要由車壓傳感器（采用壓電原理，控制時(shí)有加密技術(shù)的加持）和無(wú)線發(fā)射系統(tǒng)構(gòu)成，其傳輸?shù)男问綖闊o(wú)線信號(hào)，其采用的原理為可使車主深度體驗(yàn)智能檢測(cè)所帶來(lái)的卓越感，大大提升了行車的安全性。

4 胎壓監(jiān)測(cè)傳感器的檢測(cè)

輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，即TPMS，該系統(tǒng)能夠起到實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)輪胎氣壓并進(jìn)行報(bào)警的作用，對(duì)行車安全同樣具有重要作用。

當(dāng)前，該系統(tǒng)主要包括以下兩種類型：

第一，間接式輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這一種系統(tǒng)可有效檢測(cè)汽車的胎壓，其主要是通過利用汽車ESP（或ABS）系統(tǒng)的輪速傳感器，來(lái)對(duì)輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別進(jìn)行比較。盡管該系統(tǒng)具有一定的優(yōu)勢(shì)，但是一旦出現(xiàn)了輪胎缺氣的數(shù)量超過兩個(gè)和時(shí)速超過100km/h等情況時(shí)，該系統(tǒng)還是無(wú)法對(duì)其進(jìn)行確切的判斷。

第二，直接式輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這一種系統(tǒng)可直接測(cè)量胎的壓力和溫度，及時(shí)顯示和監(jiān)控各輪胎的氣壓，其主要是通過安裝在輪胎內(nèi)的壓力、溫度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)汽車輪胎發(fā)生異常情況，如輪胎壓力過高（低）、氣溫變化異常等，該系統(tǒng)便可以向車載無(wú)線接收器進(jìn)行報(bào)警，可避免爆胎情況的發(fā)生。

總的來(lái)說(shuō)，這兩種胎壓監(jiān)測(cè)裝置各有優(yōu)勢(shì)，也各有劣勢(shì)。其中，間接式胎壓監(jiān)測(cè)裝置造價(jià)相對(duì)較低，對(duì)于每個(gè)輪胎各裝備了一個(gè)輪速傳感器的汽車而言，只需要對(duì)軟件進(jìn)行升級(jí)即可。而間接系統(tǒng)不僅能夠?qū)喬?nèi)的實(shí)際瞬壓隨時(shí)進(jìn)行測(cè)定以排除輪胎故障的可能性，同時(shí)也能提供更為高級(jí)的功能。二者相比較而言，直接式胎壓監(jiān)測(cè)裝置的準(zhǔn)確率更高一些，間接系統(tǒng)校準(zhǔn)工作更為復(fù)雜。

除了以上提到的兩種系統(tǒng)以外，還有復(fù)合式輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其主要是將直接傳感器安裝于兩個(gè)互相成對(duì)角的輪胎內(nèi)，并將間接系統(tǒng)裝備其中，具備了以上兩種系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。盡管復(fù)合式系統(tǒng)相較于全部使用直接系統(tǒng)，可在一定程度上降低成本，并改善間接系統(tǒng)的不足之處，但是，這一種系統(tǒng)仍舊無(wú)法直接提供四輪內(nèi)壓的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。從當(dāng)前應(yīng)用輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的狀況來(lái)看，還需進(jìn)一步完善。具體來(lái)說(shuō)，間接系統(tǒng)亟需解決無(wú)法檢測(cè)判斷同軸或兩個(gè)以上輪胎缺氣及時(shí)速超過100km/h等問題，而直接系統(tǒng)則亟待提高傳感器的使用壽命和耐壓性、無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。

作為一種能夠?yàn)檐囍骷俺塑嚾颂峁┛煽康陌踩Ｕ系南到y(tǒng)，輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可對(duì)處于行駛狀態(tài)的輪胎氣壓和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)了異常（如輪胎高壓、高溫、漏氣等），則會(huì)及時(shí)報(bào)警，對(duì)汽車的安全運(yùn)行具有重要意義。有了TPMS，缺氣狀況將不會(huì)發(fā)生，從而能夠保護(hù)胎面，延長(zhǎng)輪胎使用壽命，而且能夠省油，減小污染，可謂一舉多得。

【作者簡(jiǎn)介】翟芳（1976-），女，北京人，助教，從事汽車電子類研究。