翟芳

（北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通工程系，北京100070）

1 汽車傳感器的重要性

隨著汽車向電子化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向的快速發(fā)展，現(xiàn)代汽車采用電子控制技術(shù)已經(jīng)越來越普遍。作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，汽車傳感器不管是在汽車電子控制系統(tǒng)中，還是在汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究中，都起到了關(guān)鍵性的作用。在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)不斷發(fā)展及電子技術(shù)日漸成熟的大背景下，汽車技術(shù)性能也獲得了大幅度的提升，而想要使其變得更加安全、舒適和經(jīng)濟(jì)，則需要借助汽車傳感器，對(duì)其速度、溫度及壓力等方面的信息進(jìn)行精準(zhǔn)且實(shí)時(shí)的測控。

2 汽車傳感器的主要特點(diǎn)

隨著汽車電子的不斷發(fā)展，汽車傳感技術(shù)也隨之出現(xiàn)，并得到了越來越廣泛的應(yīng)用。汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)重要的組成部分，不僅需要對(duì)信息進(jìn)行采集，同時(shí)也要對(duì)信息進(jìn)行傳輸。汽車傳感器首先需要將汽車運(yùn)行工況信息轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，然后再將其傳輸至中央控制單元，以此才能使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。另外，針對(duì)于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、光電及流量等信息，汽車傳感器也能進(jìn)行精準(zhǔn)且實(shí)時(shí)的測控，大大提高了信息處理的有效性。而作為能夠影響汽車安全運(yùn)行的因素，汽車傳感器的好壞便起到了直接性的作用。所以，想要保證汽車的安全運(yùn)行，則需要對(duì)汽車傳感器的精度、穩(wěn)定性、響應(yīng)性、抗震能力和使用壽命等方面進(jìn)行嚴(yán)格的要求。

3 胎壓監(jiān)測傳感器

為了能夠?yàn)樾熊嚢踩峁┛煽康谋Ｕ?，在汽車行駛時(shí)便可以利用胎壓監(jiān)測傳感器對(duì)其輪胎氣壓進(jìn)行實(shí)時(shí)的自動(dòng)檢測，以此避免輪胎出現(xiàn)低氣壓和漏氣。將胎壓監(jiān)測傳感器安裝于汽車的每一個(gè)車輪內(nèi)，不僅能夠起到精準(zhǔn)測量內(nèi)壓和溫度的作用，同時(shí)也會(huì)以無線形式向車身控制器輸送相應(yīng)的具體數(shù)值。當(dāng)信息幀通過CAN 總線發(fā)送至儀表盤時(shí)，儀表盤的顯示屏便會(huì)為駕駛員及時(shí)輸出具體的溫度值和壓力值。若任一汽車胎的相應(yīng)數(shù)值高于報(bào)警值，那么儀表盤便會(huì)通過文字、圖形及聲音等形式，警示輪胎的確切位置。

胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，即將微型壓力傳感器安裝于每一個(gè)輪框內(nèi)以便能夠測量輪胎氣壓，并將信息經(jīng)由無線發(fā)射器傳送至駕駛前方監(jiān)視器的系統(tǒng)。如果車胎壓力出現(xiàn)了過低的情況，胎壓監(jiān)測系統(tǒng)便會(huì)警醒駕駛員采取一定的措施加以處理。將其應(yīng)用于汽車中，不僅能夠起到保護(hù)胎面的作用，而且也為汽車行駛安全提供了可靠的保障。與此同時(shí)，將低頻天線安裝在汽車每一輪胎的擋泥板處，使其與車身控制器建立通信，并實(shí)現(xiàn)操作信息的解析和轉(zhuǎn)換，在接收到125kHz 低頻無線信號(hào)后，汽車胎壓監(jiān)測傳感器才會(huì)進(jìn)行針對(duì)性的工作。

將精準(zhǔn)測量的輪胎氣壓及溫度等信息傳送至車內(nèi)的安裝器上，是輪胎智能監(jiān)測系統(tǒng)的一大特色，該系統(tǒng)主要由車壓傳感器（采用壓電原理，控制時(shí)有加密技術(shù)的加持）和無線發(fā)射系統(tǒng)構(gòu)成，其傳輸?shù)男问綖闊o線信號(hào)，其采用的原理為可使車主深度體驗(yàn)智能檢測所帶來的卓越感，大大提升了行車的安全性。

4 胎壓監(jiān)測傳感器的檢測

輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，即TPMS，該系統(tǒng)能夠起到實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測輪胎氣壓并進(jìn)行報(bào)警的作用，對(duì)行車安全同樣具有重要作用。

當(dāng)前，該系統(tǒng)主要包括以下兩種類型：

第一，間接式輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，這一種系統(tǒng)可有效檢測汽車的胎壓，其主要是通過利用汽車ESP（或ABS）系統(tǒng)的輪速傳感器，來對(duì)輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別進(jìn)行比較。盡管該系統(tǒng)具有一定的優(yōu)勢，但是一旦出現(xiàn)了輪胎缺氣的數(shù)量超過兩個(gè)和時(shí)速超過100km/h 等情況時(shí)，該系統(tǒng)還是無法對(duì)其進(jìn)行確切的判斷。

第二，直接式輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，這一種系統(tǒng)可直接測量胎的壓力和溫度，及時(shí)顯示和監(jiān)控各輪胎的氣壓，其主要是通過安裝在輪胎內(nèi)的壓力、溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)汽車輪胎發(fā)生異常情況，如輪胎壓力過高（低）、氣溫變化異常等，該系統(tǒng)便可以向車載無線接收器進(jìn)行報(bào)警，可避免爆胎情況的發(fā)生。

總的來說，這兩種胎壓監(jiān)測裝置各有優(yōu)勢，也各有劣勢。其中，間接式胎壓監(jiān)測裝置造價(jià)相對(duì)較低，對(duì)于每個(gè)輪胎各裝備了一個(gè)輪速傳感器的汽車而言，只需要對(duì)軟件進(jìn)行升級(jí)即可。而間接系統(tǒng)不僅能夠?qū)喬?nèi)的實(shí)際瞬壓隨時(shí)進(jìn)行測定以排除輪胎故障的可能性，同時(shí)也能提供更為高級(jí)的功能。二者相比較而言，直接式胎壓監(jiān)測裝置的準(zhǔn)確率更高一些，間接系統(tǒng)校準(zhǔn)工作更為復(fù)雜。

除了以上提到的兩種系統(tǒng)以外，還有復(fù)合式輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其主要是將直接傳感器安裝于兩個(gè)互相成對(duì)角的輪胎內(nèi)，并將間接系統(tǒng)裝備其中，具備了以上兩種系統(tǒng)的優(yōu)勢。盡管復(fù)合式系統(tǒng)相較于全部使用直接系統(tǒng)，可在一定程度上降低成本，并改善間接系統(tǒng)的不足之處，但是，這一種系統(tǒng)仍舊無法直接提供四輪內(nèi)壓的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。從當(dāng)前應(yīng)用輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)的狀況來看，還需進(jìn)一步完善。具體來說，間接系統(tǒng)亟需解決無法檢測判斷同軸或兩個(gè)以上輪胎缺氣及時(shí)速超過100km/h 等問題，而直接系統(tǒng)則亟待提高傳感器的使用壽命和耐壓性、無線信號(hào)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。

作為一種能夠?yàn)檐囍骷俺塑嚾颂峁┛煽康陌踩Ｕ系南到y(tǒng)，輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)可對(duì)處于行駛狀態(tài)的輪胎氣壓和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，一旦出現(xiàn)了異常（如輪胎高壓、高溫、漏氣等），則會(huì)及時(shí)報(bào)警，對(duì)汽車的安全運(yùn)行具有重要意義。有了TPMS，缺氣狀況將不會(huì)發(fā)生，從而能夠保護(hù)胎面，延長輪胎使用壽命，而且能夠省油，減小污染，可謂一舉多得。