关于胎压监测系统的一体化解决方案

对气压过高的情况发出告警。

　　燃油经济性考虑因素

　　胎压正常除了有利于安全外，肯定还有经济上的考量。欧洲标准考虑了正常胎压所提供的燃油经济性。然而，轮胎磨损增加和气压不合适造成的轮胎非正常磨损也增加了驾驶员的拥有成本。

　　商业货运行业依赖高燃油经济性降低成本，证明胎压正常具有经济效益。固特异轮胎与橡胶公司进行的测试表明，15%的汽车和拖车轮胎气压不足，会造成轮胎比预期寿命缩短8%，燃料效率减少2.5%MPG。

　　由于重型牵引车/拖车可能有18条以上的轮胎，如果保持合适胎压，每辆车在其几十万英里的寿命期内可以节省数千美元的燃油费和轮胎维修成本。乘用车也能因胎压正常而获得这两方面的收益。

　　直接式和间接式胎压监测系统

　　机动车使用两种胎压监测技术 -- 直接监测和间接监测。间接式TPMS使用在防抱死制动系统（ABS）中的速度传感器，比较轮胎之间的转速差别来确定气压不足的情况。因为当某轮胎的气压不足时，其半径将稍小于气压正常的轮胎，因此在汽车行驶时其转速与气压正常的轮胎转速不同。当系统检测到气压不足的情况时，会向驾驶员告警。

　　间接系统的主要缺点是，它无法检测到由于空气穿透橡胶造成所有轮胎均出现缓慢漏气或侧壁钢圈边缘或气门出现微小漏气的情况。如果所有轮胎漏气速度基本相同，轮胎之间的转速就不会有明显的变化。因此，间接系统对于 "监测"胎压就没有用。但是，对于穿孔和爆胎等意想不到的漏气，它的监测效果还是相当好的。

　　除了要求车辆处于行驶状态外，间接系统一般无法提供直接系统那样的结果。而且，如果更换、调换轮胎或给轮胎重新充压，用户必须每次重置系统。

　　与间接系统相反，直接式TPMS采用安装在气嘴或轮辋上或轮胎内的压力传感器，为每个轮胎提供独立的、频繁的气压测量。这些测量数据被传输到汽车仪表盘，以通知驾驶员。

　　由于FMVSS 138允许轮胎亏气25%时提示时间最长可以延迟20分钟，因此胎压不足时有些系统可能会延迟几分钟报告。TPMS系统设计师利用这个规定尽可能减少数据传输，以延长电池使用时间。

　　要通过欧洲和其他标准，间接式TPMS有一些困难，市场调研公司Strategy Analytics3修订的市场展望报告中就反映出了这种困难。Strategy Analytics汽车电子服务总监Ian Riches表示，全球立法过严一直是间接系统面临的挑战，吞噬了其成本优势。"我们现在看到的是直接方法和间接方法的市场占有率约七三开。"他说，"到 2020年，我们预计全球生产的轻型汽车中80%以上装有TPMS。直接系统的全球占有率将为57%左右，间接系统约为24%。"

　　飞思卡尔的直接式胎压监测系统

　　2007年，飞思卡尔率先开发了MPXY8300直接式胎压监测单芯片解决方案，减少了多器件的处理、印刷电路板的尺寸，TPMS供应商无需增加额外器件成本。小尺寸使供应商有机会让各种采用不同轮辋尺寸的车型使用一个解决方案。

　　FXTH87 TPMS系列是高度集成的传感解决方案Xtrinsic组合的一部分，并将这种设计方法提升到新水平。最新的单一封装设计包含：

　　● 压力传感器

　　● 温度传感器

　　● 加速度传感器

　　● MCU

　　● 射频（RF）发射器

　　● 低频接收器（LFR）

　　● 软件

　　FXTH87 TPMS的传感能力来自：

　　● 带一个校准压力量程（共两个）的电容式压力传感器

　　● 温度传感器

　　● 可选X轴和Z轴加速度传感器

　　图2显示了FXTH87 TPMS 中CMOS表面微型机械压力传感压力单元l和XZ，双轴加速度传感器或加速度单元。

　　图3显示了封装级TPMS解决方案的基本方面。

　　图3. TPMS解决方案的基本方面包括感应、处理、数据传输和电源管理技术

　　TPMS的功耗为434 MHz @ 5 dBm （dBmW）时7 mA，@ 5dBm时最大7 mA，Stop模式时只有900 nA。多种停止模式使程序员有多种选择，可以实现性能与功耗的最佳平衡。

　　0.25微米的MCU集成了低频（LF）和射频（RF）通信技术。在TPMS中接收短距离通信的低频信号时，LFR的功耗极低。

　　FXTH87 TPMS的内置315/434 MHz射频发射器包含带晶体振荡电路、压控振荡器（VCO）的射频模块（RFM），fractal-n锁相环（PLL）和用于天线的射频输出放大器（PA）。它还包含一个小型状态机控制器，随机时间发生器和用于自动输出或由MCU直接控制的硬件数据缓冲区。

　　图4所示的整个系统框图确定了其他系统方面，包括模数转换（ADC），传感器接口，射频放大和各种定时器和存储模块。

低功耗表面微机械电容式压力传感器的压力单元提供精确的压力测量，量程最大可到1500 kPa（最高217 psi）。FXTH87 TPMS现在可使用的压力量程