现有的无源TPMS方案尚未成熟,直接式有源TPMS将是市场主流方案。扭矩传感器模块是TPMS的关键器件之一,TPMS使用的传感器十分细小轻巧、功能要求高,因此只能用MEMS技术来设计、制造。目前TPMS使用的MEMS传感器主要有二大类,即硅压阻式传感器和硅集成电容式传感器。NPX和SP30、SP35、MPXY8300系列的智能扭矩传感器都包含了压力传感器和加速度计,压力传感器主要用来测量轮胎的压力变化,加速度传感器利用其质量块对运动的敏感性,实现汽车移动实时开机,进入系统自检、自动唤醒,汽车高速行驶时按运动速度自动智能确定检测时间周期,用软件设定安全期、敏感期和危险期,以逐渐缩短巡回检测周期和提高预警能力、节省电能等功能。
为了强化胎压检测功能,现在的扭矩传感器模块内部除了压力传感器、温度传感器还增加了1-2个加速度扭矩传感器和电压检测,其中集成的MCU包含内部时钟、看门狗,和带12 bit ADC、4k Byte Flash、2k ROM、128 Byte RAM、128 Byte EEPROM等众多功能。这些功能芯片使得TPMS传感器不仅能实时检测汽车开动中的轮胎压力和胎内温度的变化,而且还能实现汽车移动即时开机、自动唤醒、节省电能等功能。电源|稳压器管理器确保系统实现低功耗,使一节锂亚电池可以使用3-5年。
除了传感器模块,RF也是TPMS的关键。RF芯片选用的要求是:
1、扭矩传感器发射功率尽可能大,接受灵敏度尽可能高;
2、扭矩传感器芯片外型尺寸尽可能小;
3、扭矩传感器具有比较好的性能/价格比。
未来扭矩传感器发射模块将向高度集成化、单一化、无线无源化方向发展。随着TPMS产品市场对IC高整合度和高可靠性的要求,目前已经有了将所需测试各物理量的MEMS传感器与MCU、RF三合为一的新一代TPMS传感器模块,在未来几年内还会开发出包含利用运动的机械能自供电的四合一的模块,届时胎压监测发射器只有一个模块和一个天线组成,使得客户的二次开发变得十分简便。
需求拉动扭矩传感器大幅增长
随着汽车性能的不断提升以及国家对汽车各项标准要求的不断提高,每辆汽车所需的传感器越来越多。此外,中国已经跃居世界第二大汽车市场,据中国汽车工业协会公布的数据显示,2007年我国汽车产销量双双超过880万辆,同比增长高达22.02%,成为仅次于美国的第二大汽车消费国,预计2015年可达1500万辆。
“汽车数量的增加以及每辆汽车上所采用的传感器增多,决定了中国汽车传感器市场容量必将不断增大,中国传感器市场正进入蓬勃发展期。”
主动式扭矩传感器应用渐广
绿色环保、安全是汽车未来的发展方向,为了让汽车更加环保安全,国家也出台了一系列的政策法规。根据环境保护部的要求,2008年7月1日起,全面停止仅达到国Ⅱ排放标准的轻型车的销售和注册登记,新车全部过渡到国Ⅲ标准。另外,2008年3月1日,北京率先在全国执行机动车国IV排放标准。为了提高汽车行驶的安全性,ABS(防抱死刹车系统)已经成为汽车标配,另外,今年年底由全国汽车标准化技术委员会制定的TPMS(轮胎压力监测系统)标准有望出台。
扭矩传感器整合包含两个方面
汽车扭矩传感器数量越来越多,这样对整车布置以及相应的成本提高带来很大的挑战。“对于一些有共性或者信号来源可以共用的传感器,高度整合将成为趋势。”
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