《電子技術(shù)應(yīng)用》
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德國大陸公司開發(fā)出可根據(jù)胎紋變形算出氣壓的胎壓監(jiān)測器

2011-09-20

  德國大陸公司(Continental)開發(fā)出了在輪胎胎紋面內(nèi)側(cè)粘貼使用傳感器的胎壓監(jiān)測器(TPMS,圖1),并打算在2011年內(nèi)安裝在向擁有大量卡車的運輸企業(yè)出租的輪胎上開始實用化。2012年開始面向乘用車生產(chǎn)。雖然目前還在商談之中,但已預(yù)定從一款或兩款車型開始配備(圖2)。繼美國規(guī)定TPMS配備義務(wù)之后,2012年歐盟、2013年韓國也將變?yōu)榱x務(wù),日本也在做相關(guān)的考慮。鑒于這種情況,大陸公司打算為TPMS的普及做好準(zhǔn)備。

  

圖1:德國大陸公司開發(fā)的TPMS傳感器。實際為不透明狀態(tài),裝在樹脂殼內(nèi)。

圖2:配備在豐田“iQ”上演示。大陸公司未就“iQ”是否為候選車型做出表態(tài)。

  傳感器采用測量徑向加速度的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)傳感器。將座標(biāo)軸固定于車軸的話,傳感器在不接觸路面時會描繪出基本為正圓的軌跡,而在接觸路面時,由于胎紋變形,與路面緊貼,則會描繪基本為直線的軌跡。這時,正圓與直線的接合處會因傳感器“著地”、“離地”而產(chǎn)生加速度。隨著這一過程的推進(jìn),傳感器會出現(xiàn)峰值輸出。這樣便可根據(jù)峰值與峰值的時間間隔和轉(zhuǎn)速來計算做直線運動的長度,也就是接地長度。而通過接地長度可得知輪胎的變形程度,從而獲得胎內(nèi)氣壓值。

  價格尚未決定,但大陸公司稱肯定要比已有產(chǎn)品便宜。安裝在氣門上的機(jī)型檢測的是壓力本身,因此傳感器的精度直接關(guān)系到監(jiān)測器的精度,而此次的檢測方法不對傳感器本身做高精度要求。其原因在于精度由峰值的時間間隔決定,只需檢測“峰值數(shù)值的出現(xiàn)”即可。

  此次將結(jié)合加速度傳感器和溫度傳感器的MEMS傳感器與處理電路一起集成在了一塊芯片中。傳感器的構(gòu)成部件只有胎壓監(jiān)測器芯片、電池以及向車輛傳輸計測結(jié)果的天線這三個部分。重量方面,安裝在輪胎氣門上的已有傳感器原為1個37g,目前正在開發(fā)的改進(jìn)型也有26~27g的產(chǎn)品,而粘貼在輪胎上的機(jī)型僅為11g。安裝在輪胎氣門上的機(jī)型,其電池壽命為10年,而新型傳感器可達(dá)到與輪胎一樣的6年。

  在輪胎胎紋面內(nèi)側(cè)粘貼圓筒型容器,將傳感器收放在其中。量產(chǎn)時還考慮隨著硫化處理一同固定。大陸公司雖然也是輪胎廠商,但并不打算將該TPMS專用于自制輪胎,而是會競爭對手的輪胎廠商積極供貨。

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