TPMS是汽車輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)“Tire Pressure Monitoring System”的英文縮寫形式，主要用于在汽車行駛時實(shí)時的對輪胎氣壓進(jìn)行自動監(jiān)測，對輪胎漏氣和低氣壓進(jìn)行報(bào)警，以保障行車安全。在汽車的高速行駛過程中，輪胎故障是所有駕駛者最為擔(dān)心和最難預(yù)防的，也是突發(fā)性交通事故發(fā)生的重要原因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在中國高速公路上發(fā)生的交通事故有70%是由于爆胎引起的，而在美國這一比例則高達(dá)80%。怎樣防止爆胎已成為安全駕駛的一個重要課題。據(jù)國家橡膠輪胎質(zhì)量監(jiān)督中心的專家分析，保持標(biāo)準(zhǔn)的車胎氣壓行駛和及時發(fā)現(xiàn)車胎漏氣是防止爆胎的關(guān)鍵。而TPMS——汽車胎壓監(jiān)視系統(tǒng)毫無疑問將是理想的工具。

曾經(jīng)由于凡世通（Firestone）輪胎的質(zhì)量問題，造成了超過100人死亡和400人受傷，此事引起了業(yè)界和美國政府的高度關(guān)注，普利斯通/凡世通公司被迫于去年8月收回650萬只輪胎。據(jù)美國汽車工程師學(xué)會最近的調(diào)查，美國每年有26萬交通事故是由于輪胎氣壓低或滲漏造成的，另外，每年75%的輪胎故障是由于輪胎滲漏或充氣不足引起的。由于每年造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大，美國政府要求汽車制造商加速發(fā)展TPMS系統(tǒng)，以求減少輪胎事故的發(fā)生。2000年11月1日美國總統(tǒng)克林頓簽署批準(zhǔn)了國會關(guān)于修改聯(lián)邦運(yùn)輸法的提案，要求2003年后所有的新車都需把這種系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)配置。2001年7月，為響應(yīng)美國國會對車輛安裝TPMS立法的要求，美國運(yùn)輸部（US Department of Transportation）和國家高速公路安全管理局（National Highway Traffic Safety Administration）聯(lián)合對現(xiàn)有的兩種TPMS系統(tǒng)進(jìn)行了評價(jià)，報(bào)告第一次將TPMS作為專用詞匯。目前，TPMS主要分為兩種類型，一種是heel-Speed Based TPMS(簡稱：WSB TPMS，或稱為間接式TPMS)，這種系統(tǒng)是通過汽車ABS系統(tǒng)的輪速傳感器來比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別，以達(dá)到監(jiān)視胎壓的目的，該類型系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是無法對兩個以上輪胎同時缺氣的狀況和速度超過100公里/小時的情況進(jìn)行判斷。

另一種是Pressure-Sensor Based TPMS(簡稱：PSB TPMS，或稱為直接式TPMS），這種系統(tǒng)是利用安裝在每一個輪胎里的壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓，并對各輪胎氣壓進(jìn)行顯示及監(jiān)視，當(dāng)輪胎氣壓太低或有滲漏時，系統(tǒng)會自動報(bào)警。

報(bào)告認(rèn)為PSB TPMS從功能和性能上均優(yōu)于WSB TPMS。今年的新車介紹中，許多歐洲的汽車廠商也將PSB TPMS配裝于自己的車型之中，2002年NHTSA的聯(lián)邦法案規(guī)定美國汽車從2004~2007年，每年分別以15%，35%，65%，100%的比例裝配TPMS系統(tǒng)，這將掀起新一輪汽車壓力傳感器應(yīng)用的高潮。

由于看好汽車壓力傳感器市場，英飛凌科技(Infineon Technologies AG)擬借收購SensoNor成為了汽車輪胎壓力傳感器市場中的領(lǐng)先供應(yīng)商。為英飛凌科技收購的著名傳感器廠商挪威的SensoNor 公司是TPMS系統(tǒng)的積極開發(fā)者，它采用了基于MEMS技術(shù)的硅壓阻式壓力傳感器作為胎壓監(jiān)測單元，這種傳感器被一些輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)供應(yīng)商采用，取得主要汽車制造商的認(rèn)可，并與這些廠商簽署了長期供貨協(xié)議，包括TRWAutomotive 公司、SmarTire系統(tǒng)公司以及其他一些公司。SmarTire不久前宣布與SensoNor公司簽署一份協(xié)議，由SensoNor為它的RF發(fā)射器供應(yīng)傳感器，而SmarTire的RF發(fā)射器已經(jīng)被西門子VDO汽車配件公司和美國固特異輪胎公司(Goodyear)采用。

英飛凌面向TPMS應(yīng)用的SP12傳感器整合了硅顯微機(jī)械加工的壓力與加速度傳感器、溫度傳感器和一個電池電壓監(jiān)測器，提供四合一傳感功能，并配有一個能完成測量、信號補(bǔ)償與調(diào)整及SPI串行通信接口CMOS大規(guī)模集成電路。
· 壓力范圍： SP12: 100到450Kpa
                           SP12T： 50到1400Kpa (大型車輛用)
· 加速度范圍： -12g到115g
· 溫度范圍： -40度到+125度
· 傳感器供電電壓： 1.8V到3.6V
汽車輪胎獨(dú)特的工作環(huán)境條件，決定了胎壓實(shí)時監(jiān)測的壓力傳感器的高要求：要求寬溫區(qū)，寬電源電壓范圍內(nèi)較高的精度和可靠性；低功耗要求；惡劣環(huán)境無線信號傳輸穩(wěn)定性要求。英飛凌的SP12傳感器在這些關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域都取得了突破性進(jìn)展。

（1）檢測精度方面: 硅壓阻式壓力傳感器是采用高精密半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片組成惠斯頓電橋作為力電變換測量電路的，其測量精度能達(dá)0.01-0.03%FS。

（2）測量可靠性方面: 由于傳感器的工作環(huán)境比較惡劣,在不同溫度和不同信號供電電壓等等的情況下會出現(xiàn)漂移, SP12設(shè)有補(bǔ)償功能，可以對壓力, 加速度,溫度,供電電壓信號進(jìn)行檢測和補(bǔ)償,準(zhǔn)確提供不同型號輪胎在不同環(huán)境時的正確補(bǔ)償值，有效地保證了測量可靠性。

（3）低功耗方面：由于傳感器電池不能更換，為了保證TPMS發(fā)射模塊在一節(jié)鋰電池下能工作10年，系統(tǒng)低功耗節(jié)電是一個十分重要的課題，因此只有在大多數(shù)時間讓系統(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，才能省電與延長電池壽命。英飛凌的SP12傳感器首先是采用了喚醒瞬態(tài)工作模式，當(dāng)它工作在睡眠工作模式時其功耗僅0.6微安秒，二是在傳感器模塊中增加了加速度傳感器，利用其質(zhì)量塊對運(yùn)動的敏感性，可以實(shí)現(xiàn)汽車啟動自動開機(jī)，才進(jìn)入系統(tǒng)自檢，而如果檢測到加速度很小時(表示汽車沒有運(yùn)動)讓系統(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，大大地降低系統(tǒng)功耗。

英飛凌的輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)主要由傳感器、發(fā)射模塊和接收模塊組成。傳感器用來檢測輪胎的壓力與溫度，傳感器與發(fā)射模塊連接在一起，固定在氣門芯、輪胎輪轂或放置在輪胎胎面里，它將測量到的壓力與溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過無線發(fā)射裝置將信號發(fā)射出來。傳感器發(fā)射出來的氣壓信息由接收機(jī)接收處理后，再由安裝在駕駛臺上的顯示器中顯示出來，在行駛過程中實(shí)時地進(jìn)行監(jiān)視。顯示方式如LED、LCD或語音提示等都可依客戶要求來設(shè)計(jì)。這使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員更加具有靈活性，可以在多種系統(tǒng)中利用這個產(chǎn)品系列，滿足市場的多元化需求和客戶的特殊要求，同時降低了系統(tǒng)的整體成本。

無線信號傳輸

直接式TPMS需要著力解決的關(guān)鍵技術(shù)是無線信號傳輸?shù)姆�(wěn)定性和可靠性問題，特別是高速行駛時的信號傳輸?shù)姆�(wěn)定性，由于在高速行駛及工作環(huán)境比較惡劣，而且存在著屏蔽、干擾性等問題，信號會出現(xiàn)漂移及時有時無的情況，并且在使用手機(jī)、汽車音響等產(chǎn)品時，相互會有干擾，會影響信號的穩(wěn)定性；英飛凌在無線信號傳輸技術(shù)方面有著特別領(lǐng)先地位，利用它的無線信號傳輸收發(fā)模塊可以解決這些問題。

TDK510XF系列是工作在433-435MHZ(TDK5100F)和311-317MHZ(TDK5101F)頻帶內(nèi)的單片F(xiàn)SK/ASK發(fā)射器， 該器件含有一個完全集成其中的PLL(鎖相環(huán))合成器，以及一個高效率功放以驅(qū)動環(huán)形天線。同時，為了降低功耗，延長電池壽命，采取了特殊的電路布局和獨(dú)創(chuàng)的功放。除此以外，它還具有很多的特點(diǎn)，比如工作溫度范圍-40°C to +125°C，50-ohms時達(dá)5dbm的輸出，低功耗模式，低壓檢測，可選擇性晶振頻率和分頻輸出等等。它的集成度很高，只需要非常少的外部元件。而小封裝PG-SSOP10的采用使得設(shè)計(jì)變得簡潔明了。對于輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)(TPMS)來說，它是非常理想的選擇。

RF的信號接收可用TDA5200(ASK) TDA5210(FSK/ASK)接收器,為提高數(shù)據(jù)抗干擾能力，最好利用FSK(Frequency-Shift Keying頻移鍵控)進(jìn)行無線傳輸方式，再加上利用循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC CCITT)對無線信號傳輸質(zhì)量進(jìn)行檢查控制，進(jìn)一步保證了無線信號傳輸?shù)姆�(wěn)定性和可靠性。

LF（低頻）喚醒方式

TPMS系統(tǒng)可以通過LF觸發(fā)信號，在任何需要的時候主動喚醒RTPM（Remote Tire Pressure Monitoring遠(yuǎn)程輪胎壓力監(jiān)視模塊）模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，而在不需要的時候，特別是產(chǎn)品生產(chǎn)出來以后,還在包裝里沒有使用之前,可以讓RTPM模塊一直處于停機(jī)狀態(tài)，從而最大限度地降低RTPM模塊的電量消耗，延長電池的使用壽命。

LF方式同樣可向RTPM模塊傳送數(shù)據(jù)，對RTPM模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，從而實(shí)現(xiàn)外部中央監(jiān)視器與RTPM模塊的雙向數(shù)據(jù)通訊。

LF方式還可以實(shí)現(xiàn)其它喚醒方式所不具有的功能：自動輪胎定位功能。一般TPMS系統(tǒng)在安裝時，需要將標(biāo)有輪胎位置信息的RTPM模塊安裝在相應(yīng)的輪胎里，如FL須安裝在左前輪里，F(xiàn)R安裝在右前輪里。不能裝錯，否則系統(tǒng)顯示的輪胎壓力與實(shí)際位置不符。在進(jìn)行輪胎的位置置換保養(yǎng)后，需要對TPMS系統(tǒng)的參數(shù)重新進(jìn)行設(shè)置，以使系統(tǒng)能夠正確反應(yīng)更改后的輪胎位置。由于LF信號（125kHz）的近場效應(yīng)，TPMS系統(tǒng)可以通過單獨(dú)觸發(fā)各個RTPM模塊，收集每個RTPM模塊的身份識別碼，從而自動確定輪胎位置。

同樣TPMS系統(tǒng)通過單獨(dú)觸發(fā)各個RTPM模塊，可以依次收集各個輪胎的數(shù)據(jù)，避免定時隨機(jī)方式可能發(fā)生的數(shù)據(jù)發(fā)送“撞車”事件，提高了數(shù)據(jù)發(fā)送成功率。如果由于各種干擾因素，某次數(shù)據(jù)發(fā)送失敗，中央監(jiān)視器可以讓RTPM模塊再次發(fā)送一次，確保數(shù)據(jù)100％的可靠傳輸。

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