汽车新技术之轮胎压力监控系统
5页1、汽车新技术之轮胎压力监控系统摘要:汽车轮胎压力监测系统(Tire Pressure Monitoring System,TPMS)是当前汽车安全中的热门课题,它主要通过在汽车行驶时实时地对轮胎气压进行自动监测,对轮胎漏气,低气压和高气压进行报警,以保证行车安全。本文介绍基于motorola公司的嵌入式微处理器的轮胎压力监测系统的组成结构,及工作原理。该系统具有集成度较高,稳定性好,能够同时监测轮胎气压、温度及监测模块供电电压三个关键参数。一定程度上延长轮胎的使用寿命,降低燃油的消耗。基于安全的需要,该技术注定具有广阔的发展空间,和非常好的市场前景。关键词:胎压监测系统 新技术 行车安全 0 引言 随着汽车消费市场的日益升温, 汽车的安全性能更加被消费者所关注。在汽车的高速行驶中,轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的,也是突发性交通事故发生的重要原因。据统计,在中国高速公路上发生的交通事故有70是由于爆胎引起的,而在美国这一比例高达80。基于此,美国运输部(dot)国家公路交通安全管理委员会(nhtsa)出台法规。该法规规定:2003年l1月到2006年l0月31日期间美国新出厂的轻
2、型汽车将逐步引入轮胎压力监测系统(tyrepressure monitoring system)2。鉴于如此大的市场潜力,国内外许多公司纷纷开始研制。本文介绍mpxy8040温度和压力传感器、mc68hc908rf2嵌入式一体化微处理器和射频发射器、mc33594接收器和mc68h908kx8微处理器构成的轮胎压力监控系统。其中mpxy8040和mc68hc908rf2及其外围电路构成测量和发送子系统,mc33594和mc6-8h908kx8及其外围电路构成接收、处理和显示主系统。1 系统结构轮胎压力监测系统分为直接系统和间接系统。间接系统即通过车速传感器来确定轮胎压力变化,利用abs轮速传感器来间接测量胎压,成本低,但精度差,无法在任何时间工作。直接式压力测量法利用车轮内的压力传感器和无线发送器,发射信号到射频接收器,来直接测量温度和压力,精度可靠,成本较高。直接测量系统需要在每个轮胎上安装1个远程感应模块来采集数据,在车内安装1个接收模块来接收和处理数据,并为司机提供适当的显示即可。2 技术原理系统电路原理图如图1和图2所示。图1 轮胎子系统电路原理图图2 仪表盘主系统电路原理图
3、2.1 轮胎子系统(子机)硬件设计2.1.1 气压和温度传感器和信号调理电路。采用motorola公司的mpxy80-40a4传感器测量轮胎压力和温度,mpxy8040a压力温度传感器芯片是motorola公司为测量汽车轮胎压力和温度而设计的高集成芯片。该芯片内嵌一个容性绝对压力传感器和一个温度传感器,包括压力变换器、正温度系数扩散电阻温度传感器和所有必须电路,用以产生一个校准的8bit温度和压力数字输出,能够测量0kpa637.5kpa的轮胎压力和一40125范围内的轮胎温度,适用于气体媒介和一般的胎内环境。每个芯片有标识id,用于识别是哪一个轮胎。mpxy8040a压力传感器的典型电气参数为:3v工作电压,低功耗,待机电流600na,压力采样电流15ma,温度采样电流500a。它有4种工作模式:待机/复位、压力检测、温度检测、数据输出;4种工作模式灵活运用以满足系统节电的要求。内置的低频振荡器,可用于唤醒mcu。2.1.2 微控制器和发射电路。采用motorola公司mc68hc908rf25芯片,该芯片是高性能、低功耗,32引脚、lqfp表面贴装器件,供电电压1.8v-3.6v,
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