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德國大陸公司開發出可根據胎紋變形算出氣壓的胎壓監測器

2011-09-20

  德國大陸公司(Continental)開發出了在輪胎胎紋面內側粘貼使用傳感器的胎壓監測器(TPMS,圖1),并打算在2011年內安裝在向擁有大量卡車的運輸企業出租的輪胎上開始實用化。2012年開始面向乘用車生產。雖然目前還在商談之中,但已預定從一款或兩款車型開始配備(圖2)。繼美國規定TPMS配備義務之后,2012年歐盟、2013年韓國也將變為義務,日本也在做相關的考慮。鑒于這種情況,大陸公司打算為TPMS的普及做好準備。

  

圖1:德國大陸公司開發的TPMS傳感器。實際為不透明狀態,裝在樹脂殼內。

圖2:配備在豐田“iQ”上演示。大陸公司未就“iQ”是否為候選車型做出表態。

  傳感器采用測量徑向加速度的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)傳感器。將座標軸固定于車軸的話,傳感器在不接觸路面時會描繪出基本為正圓的軌跡,而在接觸路面時,由于胎紋變形,與路面緊貼,則會描繪基本為直線的軌跡。這時,正圓與直線的接合處會因傳感器“著地”、“離地”而產生加速度。隨著這一過程的推進,傳感器會出現峰值輸出。這樣便可根據峰值與峰值的時間間隔和轉速來計算做直線運動的長度,也就是接地長度。而通過接地長度可得知輪胎的變形程度,從而獲得胎內氣壓值。

  價格尚未決定,但大陸公司稱肯定要比已有產品便宜。安裝在氣門上的機型檢測的是壓力本身,因此傳感器的精度直接關系到監測器的精度,而此次的檢測方法不對傳感器本身做高精度要求。其原因在于精度由峰值的時間間隔決定,只需檢測“峰值數值的出現”即可。

  此次將結合加速度傳感器和溫度傳感器的MEMS傳感器與處理電路一起集成在了一塊芯片中。傳感器的構成部件只有胎壓監測器芯片、電池以及向車輛傳輸計測結果的天線這三個部分。重量方面,安裝在輪胎氣門上的已有傳感器原為1個37g,目前正在開發的改進型也有26~27g的產品,而粘貼在輪胎上的機型僅為11g。安裝在輪胎氣門上的機型,其電池壽命為10年,而新型傳感器可達到與輪胎一樣的6年。

  在輪胎胎紋面內側粘貼圓筒型容器,將傳感器收放在其中。量產時還考慮隨著硫化處理一同固定。大陸公司雖然也是輪胎廠商,但并不打算將該TPMS專用于自制輪胎,而是會競爭對手的輪胎廠商積極供貨。

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