在歐盟銷售的所有新車現在必須由制造商安裝輪胎壓力監測系統（TPMS）。還提供售后系統，利用成熟的傳感和無線技術，為舊車輛以及卡車，大篷車和摩托車的車主帶來TPMS的安全和經濟優勢。

TPMS安全和節省

汽車輪胎每月可能損失多達6％的壓力。如果所有者沒有注意到或檢查，這可能導致不可預測或危險的缺陷處理。它還會損害燃油經濟性并增加輪胎磨損，這會對環境造成不利影響并增加車輛擁有成本。

輪胎充氣不足的安全影響已成為立法強制要求的主要因素。輪胎壓力監測系統的裝配。在美國進行的車輛檢查顯示，該國道路上每十輛汽車中就有七輛可能會有充氣不足的輪胎。為了減少因錯誤充氣的輪胎造成的事故數量，美國立法者實施了TREAD（運輸召回增強責任和文件）法案，該法案要求裝配TPMS。自2007年9月以來，這已適用于美國的所有新車。

在歐洲，基于美國法律的立法要求自2012年11月起為所有新型車輛安裝TPMS，以及所有新車輛自TPMS的經濟和環境效益以來，歐盟委員會2008年關于車輛類型批準的報告中的數字表明，充氣不足的輪胎可使燃油消耗增加4％，輪胎使用壽命縮短45％。/p>

歐洲管理TPMS的技術法規要求系統在任何輪胎的壓力偏離建議壓力20％以上時提醒駕駛員。允許對測量額外的5％容差。 TPMS還必須能夠進行自檢以檢測任何內部故障。

操作原則

TPMS可以通過兩種方式工作。如果僅在一個車輪上檢測到過快的旋轉，則控制器可以比較來自車輛的車輪速度傳感器的信息并產生充氣不足警報。這種方法相對便宜，但如果輪胎磨損不均勻或者車主改變為更大或更小的輪胎，則可能變得不準確。這有時被稱為間接TPMS。

另一種方法是在車輪內安裝電池供電的壓力傳感器/變送器單元。這可以直接連接到閥桿上，也可以連接到車輪中心。傳感器模塊包括管理傳感器致動的無線接收器，以及將內部壓力，輪胎ID和其他數據發送到控制器的發送器。這種方法有時稱為直接TPMS，可提供更高的精度，但在電池電量不足時必須更換傳感器。精心的電源管理可以使傳感器持續使用大約10年，這比常規使用的輪胎的使用壽命要長得多。

售后機會？

OEM TPMS可以與車輛的電子和儀表完全集成。常用的儀表板警告包括一個黃色照明符號，顯示輪胎的橫截面，中間有一個感嘆號，如圖1所示。盡管在歐洲，自2012年以來引入的所有車型都有OEM TPMS，售后市場TPMS可以允許老車的駕駛員可以從這些系統帶來的安全和經濟優勢中受益。

圖1：TPMS儀表板警示燈。

內置機械壓力指示器的更換閥已有一段時間了。這些使用閥蓋上的顏色編碼指示器提供視覺上的好/壞壓力讀數（圖2）。這種系統的一個缺點是必須在視覺上檢查指示器，但不能從車內看到。駕駛員必須單獨檢查每個車輪以評估指示器的狀態。

圖2：用于輪胎壓力監測的機械閥內系統。

現已推出售后電子TPMS，包括無線更換閥和可安裝在儀表板上的控制器/用戶界面單元（圖3）。這些可以安裝在汽車和其他車輛上，如房車，大篷車和拖車，而無需修改現有的布線。類似的系統也適用于摩托車。

圖3：售后TPMS包括壓力感應閥帽，無線基站和用戶界面單元。

TPMS參考設計和傳感器

無論TPMS是OEM還是售后配件，都適用類似的功能模塊和操作原理。圖4顯示了Microchip的TPMS參考設計的主要功能模塊。中央控制器通過LIN連接到低頻（LF）執行器，并依次向每個執行器發出命令以喚醒相關的壓力傳感器/變送器單元。 125 kHz低頻無線連接具有大約一米的短距離，這使得執行器能夠在其附近與傳感器單元連接。在發送喚醒傳感器的命令后，控制器等待接收來自包含檢測到的輪胎壓力，溫度和傳感器電池狀況的傳感器的無線傳輸。

圖4：主要TPMS功能塊。

傳感器/變送器模塊的主要功能包括壓力傳感器，微控制器，LF接收器和RF發射器。無線微控制器（如Microchip RFPIC12F675F）將PIC12F微控制器和UHF ASK/FSK發送器集成在一個封裝中。該器件的其他重要集成功能有助于進一步減少元件數量，包括內部RC振蕩器，能夠在芯片上執行LF解碼的比較器，以及10位ADC，使設計人員可以自由選擇模擬壓力傳感器具有合適的感應范圍，例如100-450 kPa（15-65 psi），無需設計外部A/D轉換器。參考設計采用獨立的模擬前端IC來檢測125 kHz LF信號。

或者，可以使用完全集成的TPMS壓力傳感器構建傳感器/變送器單元，該傳感器結合了傳感元件，微控制器，LF接收器，RF發射器和其他功能在一個封裝中。完成系統只需要最少的外部組件。一個很好的例子是飛思卡爾FXTH870511DT1，如圖5所示。該器件是專用的TPMS傳感器，集成了8位S08內核，125 kHz LF接收器和315-434 MHz無線電發射器，還具有MEMS加速度計和溫度傳感器除壓力傳感器外。加速度計可以是僅用于測量徑向加速度的單軸傳感器，也可以是也能夠支持輪胎定位能力的雙軸傳感器。

圖5：飛思卡爾FXTH87集成了TPMS傳感器模塊所需的所有主要功能。

結論

TPMS現已成為所有在美國和歐洲銷售的新車的強制性要求。隨著安全和環境效益得到更廣泛的認可和運營原則的理解，更多種車輛的車主可以利用可靠，及時的輪胎壓力信息。