蓄勢待發(fā)的胎壓監(jiān)測市場

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1、蓄勢待發(fā)的胎壓監(jiān)測市場 技術(shù)特寫 蓄勢待發(fā)的胎壓監(jiān)測市場 對于半導(dǎo)體廠商來 說.汽車電子市場不僅 是個(gè)熱門話題.更是下 一 個(gè)兵家必爭之地然 而.若僅僅將焦點(diǎn)鎖定 在汽車信息娛樂系統(tǒng). 那么很可能就會錯過下 一 個(gè)搶占市場的機(jī)會 汽車安全議題已在全球 引起高度重視隨著科 技的進(jìn)步.愈來愈多的 汽車制造商開始轉(zhuǎn)向電 子與高科技解決方案來 改善安全問題.其中. 胎壓監(jiān)控系統(tǒng)便是近期 在主動式安全產(chǎn)業(yè)中一 顆耀眼的新星 余采霏 揭開TPMS神秘面紗何謂胎壓監(jiān)測系統(tǒng) 根據(jù)統(tǒng)計(jì).全球每年約有117 萬人因公路事故死亡.超過l千萬 人受傷或致殘.這意

2、謂著駕駛員 與乘客安全的重要性正與El俱增 美國汽車T程師學(xué)會也調(diào)查了在 美地區(qū)交通事故發(fā)生的主要原因. 數(shù)據(jù)顯示.美國每年26萬件交通 事故是由車胎氣壓過低或滲漏造 成的.由于經(jīng)濟(jì)損失過大.美國 政府已要求汽車制造商加速發(fā)展 胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(tirepressure monitorsystem:TPMS),并立法 訂定在2007年9月之后.每一臺輕 型新車均需安裝胎壓監(jiān)測系統(tǒng). 確保行車安全如此看來.未來 胎壓監(jiān)測系統(tǒng)市場無疑將成為主 動安全產(chǎn)品中的熱門焦點(diǎn) 汽車輪胎的壓力與溫度有著 密切的相關(guān).同時(shí)也是保障汽車 駕駛員與乘客安全相當(dāng)重要的一 環(huán)當(dāng)汽車輪胎的

3、氣壓低于標(biāo)準(zhǔn) 值時(shí).變形情況增大.受力也開 始產(chǎn)生變化.在此情況下,輪壁 層呈環(huán)狀斷裂或?qū)е绿ッ婺p的 機(jī)率也會大幅上升.因而縮短了 輪胎的壽命一般而言.胎壓長 期低于正常氣壓的80%時(shí).在高 速行駛的狀態(tài)中.輪胎會急刻升 溫而脫層.最后導(dǎo)致爆胎這是 交通事故最經(jīng)常發(fā)生的原因之一 電子技術(shù)》2005/12 胎壓監(jiān)測系統(tǒng)主要作用在于 汽車行駛時(shí)能實(shí)時(shí)的對輪胎氣壓 進(jìn)行監(jiān)測.同時(shí)對輪胎漏氣以及 氣壓不足等狀況進(jìn)行警報(bào).以確 保行車安全其實(shí).胎壓監(jiān)測系 統(tǒng)并不是這近期才興起的技術(shù). 早在80年代中期.少數(shù)高價(jià)位的 車款便配有提醒駕駛?cè)溯喬サ臎] 氣胎壓監(jiān)測系統(tǒng)隨著

4、技術(shù)發(fā)展 至今.胎壓監(jiān)測系統(tǒng)可劃分為兩 大架構(gòu).一是使用ABS傳感器的 間接量測系統(tǒng).另一種為使用建 置在輪胎上的無線接口傳感器的 直接量測系統(tǒng) 直接式V.S間接式 直接式(directTPMS)是在 每一個(gè)車胎中加裝壓力傳感器來 直接測量輪胎的氣壓.同時(shí)在車 子前方的儀表板中會有一個(gè)中央 處理器來接收壓力傳感器所傳送的 資料.以方便對各個(gè)輪胎的氣壓進(jìn) 行監(jiān)視.傳感器衡量每個(gè)輪胎在行 駛中的溫度和氣壓.當(dāng)輪胎氣壓低 于建議標(biāo)準(zhǔn)胎壓值的25%時(shí).便發(fā) 出警報(bào)提醒駕駛?cè)藛T 而間接式(indirectTPMS) 則是利用汽車防死鎖(ABS)系 統(tǒng)來感應(yīng)輪胎轉(zhuǎn)動的

5、速度,再依 照速度的快慢來判定胎壓的狀態(tài), 當(dāng)輪胎氣壓低于建議的標(biāo)準(zhǔn)胎壓 技術(shù)特寫 值30%時(shí)提醒駕駛?cè)藛T雖然 相較于直接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng). 間接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)在成本上 具有很大的優(yōu)勢.但其缺點(diǎn)是 當(dāng)車輛停止或兩個(gè)輪胎突然同 時(shí)停止時(shí).其輪胎速度無法被 量測.且無法同時(shí)針對兩個(gè)以 上的輪胎同時(shí)發(fā)生狀況時(shí)進(jìn)行 應(yīng)變.另一方面.當(dāng)汽車時(shí)速 超過100km/h.間接式TPMS的 判別力仍有待加強(qiáng) 相比之下.直接量測系統(tǒng)搭 配胎壓傳感器因?yàn)榫哂泻芨叩臏?zhǔn) 確性.兇而獲得市場青睞除了 胎壓外.輪胎溫度和加速度也由 車輛里的中央控制組件所發(fā)送 附帶一提的是.胎壓傳感

6、器 模塊系使用鋰電池供給能量.工 作時(shí)間最長為10年或是100000 公里除了利用鋰電池供應(yīng)電源 之外.也利用其他方式提供功 率.例如以輪胎震動能量或使用 外部磁場發(fā)電目前歐盟組織已 決定支持技術(shù)及研發(fā)計(jì)劃.并預(yù) 計(jì)在下一個(gè)十年里成為所有車輛 的標(biāo)準(zhǔn)配備直接式TPMS與間 接式TPMS的比較詳見表1 直接式胎壓監(jiān)測運(yùn)作架構(gòu) 直接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)除了中 央處理器配載在汽車儀表前方之 外.其基本模塊包含了接收器和 傳感器.在傳感器內(nèi)包含了電池, 125kHzLF接口以及微處理器電 路因?yàn)閭鞲衅鲀?nèi)已包含了一個(gè) 電池.因此胎壓監(jiān)測系統(tǒng)并不需 要依靠接收器來提醒傳感器

7、傳送. 傳感器會自行運(yùn)作.傳送方式為 每10ms傳送12Byte數(shù)據(jù).將ID Number,壓力以及溫度等數(shù)據(jù)傳 送至中央處理器進(jìn)行分析與運(yùn)作 由于直接式胎壓監(jiān)測是利用 傳感器直接感測汽車4個(gè)輪胎內(nèi) 的壓力與溫度.其準(zhǔn)確性與安全 性均來的高比間接式胎壓監(jiān)測. 因此美國高速公路安全委員會已 規(guī)定.汽車內(nèi)配置的胎壓監(jiān)測系 統(tǒng).必須為直接式胎壓監(jiān)測 目前直接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)所 使用的頻段各國并不統(tǒng)一.例如 美國和日本使用315MHz, 915MHz頻段傳送.歐洲地區(qū)則 以433MHz和868MHz頻段傳送. 而2.4GHz頻段全球均可使用 直接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)量測—在

8、線版 量測設(shè)備一覽 (1)CompactPCI/PXI—based 開放式測試平臺 (2)信號產(chǎn)生器 (3)GTSL系統(tǒng)軟件 (4)頻譜分析儀FSP3 (5)ShieldedRF測試設(shè)備 TS7ll10 f61空壓機(jī) 一______一嚷 作用原理每個(gè)輪胎的氣壓均會監(jiān)測 售價(jià)嘉憋纂個(gè)輪胎均需安裝一個(gè) 準(zhǔn)確性囊喜力減少%時(shí)即會 可靠性高.需要精心規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì) 替換輪胎的便利密晶 型 當(dāng)汽車行駛時(shí).計(jì)算輪胎 壓力 低以ABS傳感器為基礎(chǔ) 低當(dāng)壓力減少30%時(shí)即 會發(fā)警報(bào) 低.沒有額外的硬設(shè)備 較難處理 表1直接式TPMS與間接式TPMSBB較表 量測

9、步驟說明 (1)將待測的傳感器放人 密封槽內(nèi).再置人ShieldedRF 測試設(shè)備里的ShieldingBox內(nèi) ShieldingBox主要作用在于隔絕 外部電磁波干擾內(nèi)部測試信號 此時(shí)設(shè)定空壓機(jī)需注入的壓力 (2)打開屏幕.執(zhí)行GTSL 系統(tǒng)軟件此系統(tǒng)是以NI的Test StandApplicationLayer為主軸. T程師可在此針對所需的功能 項(xiàng)目進(jìn)行參數(shù)編輯 (3)參數(shù)設(shè)定好后,執(zhí)行 測試此時(shí)頻譜分析儀會將讀取 到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換出波形的狀態(tài)呈 現(xiàn).另一方面.頻譜分析儀分 析波形.并解讀其數(shù)據(jù) 最終畫面會呈現(xiàn)mPASS字眼 整體而言.目前應(yīng)用市場上

10、仍以直接式胎壓監(jiān)視系統(tǒng)較受矚 目.許多半導(dǎo)體廠商.包括飛思 卡爾,英飛凌,東芝,飛利浦, AtmelMaximOmron Melxis,RFMonilithic等也紛紛 提供了胎壓監(jiān)視系統(tǒng)的IC配套方 案例如.飛思卡爾和英飛凌目 前具有從傳感器,收發(fā)器,MCU 到參考設(shè)計(jì)的全套產(chǎn)品線.其半 導(dǎo)體公司提供了RF,傳感器到 MCU的部分配套方案甚至連石 英震蕩器制造廠商也投入此一市 場.日前NihonDempaKogyo 2005/12 會呈現(xiàn)出PASS字眼 (NDK)公司便推f}J兩款石英震蕩 器產(chǎn)品.強(qiáng)調(diào)可作為TPMS中的發(fā) 射器或接收器提供頻率控制.并 密

11、封在陶瓷表面封裝.以承受 TPMS應(yīng)用中強(qiáng)烈的沖擊,振動, 墜落和加速度要求 潛在商機(jī)無限 雖然.目前僅有美國通過立 法強(qiáng)制規(guī)定2007年所有輕型汽車 均需配載胎壓監(jiān)視系統(tǒng).但許多 的歐洲車廠.早已紛紛將直接式 TPMS配裝丁車中.包括德同寶馬 的Z8,法同雪鐵龍的C5,林肯大 陸,克萊斯勒與道奇迷你箱型車 以及Chrysler300M與Concorde Limited客車,龐帝克的旗艦 BonnevilleSE等高階車種均可看見 其蹤跡..臺灣廠商除了亞太優(yōu)勢, Orangef橙的電子)以及LitOn投 入產(chǎn)線之外.目前也有多家廠商看 中其商機(jī).頻頻試探進(jìn)場時(shí)機(jī)根 據(jù)StrategyAnalytics的預(yù)測.2004 年至2010年.全球新車市場(含 輕型卡車1中.胎壓監(jiān)視系統(tǒng)的成 長幅度將高達(dá)50%.且201o-V-市 場需求量將可突破5000萬臺.新 車的搭載比例約為六成左右而這 還不包括原有車主基丁安全性考 慮而加裝胎監(jiān)測系統(tǒng)的隱藏商 機(jī).廠商在此時(shí)可密切觀察其市 場發(fā)展.以搶占商機(jī)., 本文由全亞文化田雜志提供