《電子技術(shù)應(yīng)用》
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如何實現(xiàn)“聯(lián)網(wǎng)汽車”的胎壓智能檢測,?

2019-06-05
關(guān)鍵詞: Dialog TPMS

  “連網(wǎng)汽車”這個詞一般讓人聯(lián)想到自動駕駛汽車,。但連網(wǎng)汽車其實可以提供多種功能,其中一項是胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS),。

  顧名思義,,TPMS提供車輛輪胎充氣壓力的實時數(shù)據(jù),可以預(yù)防出現(xiàn)輪胎突然沒氣了的窘?jīng)r,。除此之外,,TPMS還提供有關(guān)輪胎溫度的關(guān)鍵信息,,溫度過高可能說明車輪未對準而造成摩擦過大,,這會導(dǎo)致輪胎過早磨損并降低駕駛安全性,。較新的輪胎型號還能測量加速度,有些還可以測量輪胎的旋轉(zhuǎn)方向,。此外,,TPMS傳感器還可以提示其自身的電池電壓水平,提醒何時應(yīng)更換電池,。

  TPMS自身只能實現(xiàn)這些功能,。但是有了集成的藍牙低功耗連接功能,其在連網(wǎng)汽車中的功能和應(yīng)用將得到很大的擴展,。

  TPMS的基本概況

  TPMS在2007年和2014年分別成為美國和歐盟的強制性要求,。有兩種類型的TPMS,直接(dTPMS)和間接(iTPMS),。間接胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(iTPMS)不使用物理壓力傳感器,,它主要通過測量每個車輪的轉(zhuǎn)速來監(jiān)測氣壓。這種方法是有效的,,因為充氣不足的輪胎其直徑略小于充氣正常的輪胎(因此角速度更快),。這些差異可以通過ABS/ESC系統(tǒng)的輪速傳感器測量。

  iTPMS的一個主要難點是它無法測量絕對胎壓值,。當輪胎充氣至正確的壓力時,,按下復(fù)位按鈕可校準相對于初始讀數(shù)的所有后續(xù)測量值。此外,,iTPMS對不同輪胎類型,、路面和行駛速度的影響很敏感。

  與iTPMS相比,,直接胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(dTPMS)報告絕對胎壓值,。它通過使用一般位于每個輪胎輪輞內(nèi)的壓力傳感器來實現(xiàn)。有些系統(tǒng)還測量和報告輪胎溫度,。許多TPMS在車輛行駛和停車時都顯示實時胎壓,。

  大多數(shù)dTPMS都是電池供電的。一些傳感器采用基于電磁感應(yīng)的無線電力系統(tǒng),,類似于RFID標簽讀取中使用的系統(tǒng),。這使傳感器更輕巧。

  為dTPMS供電的電池不可更換,,當電池耗盡時,,整個傳感器都需要更換。此外,,dTPMS內(nèi)的敏感電子元件會隨著時間而磨損,,并且會受到壓力和振動的影響,。低斷面輪胎中的TPMS傳感器容易更快磨損,特別是在路況較差的情況下,。

  今天,,在美國TPMS最常使用315MHz來將輪胎信息傳輸?shù)杰囕v中的接收器。不過,,不同地區(qū)使用的頻率有所差異,,因此沒有單個全球平臺可以支持它。在行駛模式下,,傳感器平均每60至180秒傳輸一次,。在停車或靜止模式下,取決于制造商,,傳感器可以周期性地傳輸,,或者當傳感器檢測到胎壓變化時進行傳輸。如果輪胎發(fā)生快速漏氣,,大多數(shù)傳感器會進入警報模式發(fā)出警報,。

  不過,直接TPMS無線電信號技術(shù)容易受到干擾,。大多數(shù)TPMS傳感器使用125 kHz的低頻信號激活,。接收到此低頻信號迫使傳感器進行傳輸。汽車商店中可以找到的幾種廣泛使用的測試設(shè)備會在這些頻率附近發(fā)出信號,。來自其他車輛的信號有時也會啟動傳輸,。

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  這些困難使得一些制造商將TPMS建立在藍牙低功耗(BLE)通信標準上。BLE既提供單一的全球平臺,,可以減少開發(fā),、質(zhì)量認證等各項成本,同時允許固件進行無線更新和其他原本無法實現(xiàn)的保養(yǎng)維護,。簡言之,,BLE可以確保TPMS傳感器始終更新到最新版本,并且是安全和優(yōu)化的,。

  Dialog半導(dǎo)體公司的DA14585是尺寸最小,、功耗最低、集成度最高的藍牙SoC,。它不僅可以作為向TPMS添加藍牙低功耗連接性的途徑,,而且還適用于遙控、接近標簽,、信標,、連網(wǎng)醫(yī)療設(shè)備和智能家居節(jié)點等應(yīng)用。它支持所有藍牙標準,包括藍牙5和藍牙低功耗Mesh,。

  此外,,BLE提供更多數(shù)據(jù)帶寬,為新的潛在應(yīng)用打開了大門,。例如,,它可以方便在整個車輛中裝配其他傳感器,例如可以更加密切監(jiān)測輪胎狀況的輪胎變形傳感器等,。

  目前的OEM TPMS芯片僅提供與車身電子設(shè)備的連接,,當胎壓讀數(shù)降至需要引起注意的水平時,,在儀表盤向駕駛員顯示警報,。但是,有BLE連接功能的TPMS傳感器可以直接連接到駕駛員的智能手機,,以實現(xiàn)更直接的通信,。對于儀表盤已顯示TPMS警報的情況來說,此功能可能是多余的,,但對于儀表板缺少此警報的車輛,,此功能會很有用。

  運輸行業(yè)尤其可以從有BLE連接功能的TPMS受益,。運輸公司需要優(yōu)化其車輛的輪胎充氣壓力,,以盡可能地減少輪胎磨損和油耗。十八輪車必須連接由各種制造商生產(chǎn)的各種拖車,。要實現(xiàn)能覆蓋所有卡車和拖車儀表盤的標準TPMS改裝系統(tǒng)還有很長的路要走,,但直接連接到駕駛員手機或平板電腦的TPMS可以很好地填補這一市場空白。

  有BLE連接功能的TPMS不僅可以監(jiān)測輪胎的磨損和充氣壓力,。例如,,使用尺寸最小、功耗最低,、集成度最高的藍牙5 SoC SmartBond DA14585可以實現(xiàn)的功能,。該芯片的BLE連接為TPMS提供了一系列額外潛在應(yīng)用,包括無鑰開鎖,、車載診斷(OBD)Telematics,、以及各種傳感器應(yīng)用和遠程控制功能。

  集成了SmartBond DA14585和其BLE連接功能的TPMS傳感器可以提升車輛的跟蹤,、監(jiān)測和維護,。此外,他們還可以降低制造成本,,并為工程師實現(xiàn)新的智能汽車應(yīng)用提供途徑,。


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