1. 研究目的与意义
为了监测轮胎的压力预防爆胎,使汽车安全行驶因此实时监测轮胎气压和温度的变化,保持汽车在标准的轮胎气压下行驶是防止爆胎的关键。TPMS可以提醒驾驶员经常保持轮胎压力处于标准状态保持正常的轮胎气压,不仅可以延长轮胎的使用寿命,减小滚动阻力,还可减少油耗,提高车辆的使用经济性,节约能源,减少行车费用,同时减轻汽车废气对环境的污染,节约能源,减少行车费用,同时减轻汽车废气对环境的污染。
2. 国内外研究现状分析
国内:在我国,早在2003年11月24日颁布的中华人民共和国国家标准一《机动车运行安全技术条件》对安装轮胎压力监测装置做出了说明:车长大于6米的长途客车和旅游客车、最大设计总质量大于1.2 吨的载货汽车和载货牵引车应安装轮胎气压报警装置,有关部分机动车应安装轮胎气压报警装置的要求,自本标准发布之日起第25个月开始对新注册车实施由于目前国家没有强制性规定必须安装TPMS 装置,载货汽车的所有权大多属于货运公司,载货汽车轮胎数量多,安装TPMS装置费用高昂,一般货运公司不愿意承担如此高的费用。而家用轿车轮胎使用环境远比载货汽车好,且城市路面质量高,轮胎可能造成的威胁比较小,私家车主通常不够重视。因此无论前装市场还是后装市场,TPMS都处于尴尬的地位。但是着眼未来,国家迟早会颁布强制性TPMS安装规定。尤其大型载货汽车,安装TPMS是非常必要的。目前中国轮胎压力监测系统市场还处于产品完善和市场起步阶段,整套系统价格还比较高,而且产业化配套的市场也没有大规模启动。根据以上情况本论文设计一款成本低廉,可靠性高的TPMS。
国外:由于国外立法较早,开发生产的汽车轮胎压力监测系统(TPMS)较为成熟。主要生产商有加拿大斯马轮胎设备公司、固特异轮胎橡胶公司、米其林集团公司、日本横滨公司等。迄今为止,国外已有许多车型装配了TPMS。国外对于TPMS系统的研究起步较早,20 世纪70 年代末欧洲的一些发达国家就开始对轮胎气压监测系统进行研究。英国Lucas公司早在1981年就推出了驾驶室设置接受器和每个车轮均有传感器的装置模型。随后,C.RK公司和Marketing公司也相继开发出了自己的产品,基本结构是由传感器、信号发生器和接收器三部分组成,传感器安装在轮辋上,直接检测轮胎的内压。德国Doduco公司研制的Primac系统,可以同时监测轮胎的压力和温度。德国Wabeo公司和Bosch公司在1989 年推出了利用ABS(制动防抱死系统)传感器监测轮胎压力的新装置。wabCO系统由一个3/2 通道的控制阀和一个与轮胎气门嘴相接的气缸组成,当轮胎气压变化时,气缸活塞使ABS传感器信号发生变化,与ABS共用个电子控制单元。Bosch公司的汽车轮胎压力监测系统由装在轮辋的压力传感器带有显示器的电子部件和高频收发机三部分组成,与ARS一起作、已经开始成批展的装载汽个上。英国S.P 公司研制的DWS系统(漏气报警系统),可以把轮胎力降低的信号通知驾驶员,系统利用ARS传感器测量轮胎的滚动半径,通过计算程序监测轮胎气压。
3. 研究的基本内容与计划
(1)系统硬件电路设计,硬件主要包括以下四大模块: 单片机主控模块、传感器模块、报警模块和显示模块。其中单片机主要完成外围硬件的控制以及一些运算功能; 传感器完成信号的采样功能;报警模块主要负责声音报警和灯光报警;显示模块完成字符、数字的显示功能。
(2)系统软件主要由主程序、报警子程序、显示子程序等模块组成。系统接通电源后进行初始化,然后胎压监测程序启动,连续监测轮胎的压力及其温度,当轮胎压力或温度超出设定的报当数值大于报警值,报警灯闪烁、喇叭鸣响,警值时,在led 显示器上显示。同时显示器显示当前的压力及其温度,提醒司机进行相应处理。
(3)介绍了tpms的发展趋势以及对后续研究工作做了进一步的展望。
4. 研究创新点
基于英飞凌公司设计研发的 SP37传感器,在缩小系统测量模块体积、控制产品制造成本的同时提高了测量的精确度、可靠度以及稳定性。运用汽车电子控制技术、单片机、传感器原理的应用进行设计。用cad软件进行电路图设计。
