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1、基于集成压力传感器的无源胎压监控系统研究张兆华,陈磊,李坤,林惠旺,刘理天,乌力吉,任天令(清华大学微电子学研究所,北京100084)摘要:汽车轮胎压力监测系统(TPMS),主要用于在汽车行驶时实时地对轮胎气压进行自动监测,对轮胎漏气和低气压进行报警,以保障行车安全,是当前汽车电子研究的一个热点。汽车轮胎的压力与温度是密切相关的,需要同时监控压力和温度信息。设计制作了一种压力温度集成传感器,可以同时监控汽车轮胎压力和温度的变化。基于这种集成压力传感器,设计了一种无源胎压监控系统。关键词:汽车电子;胎压监控系统;压力传感器;无源传感系
2、统中图分类号:TP212.1;TP212.9文献标识码:A文章编号:16714776(2007)07/08019204StudyofNovelPassiveTirePressureMonitoringSystemBasedonIntegratedSensorZHANGZhaohua,CHENLei,LIKun,LINHuiwang,LIULitian,WULiji,RENTianling(InstituteofElectronics,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abst
3、ract:Tirepressuremonitoringsystem(TPMS)isveryimportantforthemodernautomotivevehicle.Thetirepressureandtemperaturecanbedetectedusingthissystemeveninmovingautomobile.Whenthetirepressureistoohighortoolow,analarmsignalistransferredtothemotorman.TheprincipleofTPMSwasanalyzed
4、andtwodifferentresolutionsofitwereintroduced.Anovelsystemwasdesignedordertorealizetirepressuremonitor.AnovelpressureandtemperatureintegratemicrosensorforTPMSwasdesignedandfabricated.Keywords:automotiveelectron;TPMS;pressuresensor;passivesensorsystem[1]的,而在美国这一比例则高达80%。如何
5、防止爆1引言胎已成为安全驾驶的一个重要课题。2002年,由于凡世通(Firestone)轮胎的质量问据国家橡胶轮胎质量监督中心分析,保持标准题,造成了超过100人死亡和400人受伤的事件,引的车胎气压和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关起了汽车业和美国政府的高度重视,普利斯通/凡世键,而汽车轮胎压力监视系统将是预防爆胎的理想通公司被迫收回650万只轮胎。据美国汽车工程师工具。由于轮胎压力变化通常是一个渐变的过程,学会最近的调查,每年75%的轮胎故障是由于轮胎即使由于异物刺破轮胎而导致的轮胎泄气也有一个渗漏或充气不足引起的。据公安部统计,在
6、中国高持续过程,因此通过实时监测轮胎压力,并在轮胎压速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起力出现异常后的第一时间报警,能够为驾驶员正确收稿日期:20070402基金项目:浙江省科技攻关专项资助项目(2005C11015);北京市科委资助项目(GYYKW0507009)微纳电子技术2007年第7/8期192MicronanoelectronicFechnology/July~August2007处理突发情况争取宝贵时间,从而保证行车的安全。轮胎气压监测系统要检测出轮胎气压的异常状为此,美国运输部和美国国家高速公
7、路安全管理局况,只有具有高分辨率才能有高的精度。电池寿命制定了相关政策,规定从2003年11月到2006年是有限的,且容量也受温度影响。为提高系统的可10月31日期间新出厂的轻型汽车将逐步引入轮胎靠性,传感器最好能进行无源检测。轮胎能否正常[2]压力监视系统。工作不仅与气压有关,还与温度、车轮转速及载质量等有关,未来的压力传感器在测量轮胎气压的同时,2胎压监控的基本原理还应能测量轮胎内温度和载质量。许多研究表明,目前,轮胎压力监测系统主要有两种解决方案,利用轮胎气压传感器收集到的信息,可对车辆悬挂[3]直接系统和间接系统。直接式轮胎压力
8、监测系统系统进行故障监测并校正导航系统。因此,未来的是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器直接测量传感器应该是集各种功能于一身的无源智能型传感轮胎的气压,并对各轮胎气压进行显示及监控,当轮器。胎
