汽车轮胎温度和压力监测系统设计文献综述
2020-04-14 21:38:45
1.目的及意义
随着汽车工业的不断发展,交通越来越便利,而随之引发的交通事故也在不断增多,其中由于轮胎的故障引起的比例非常高,这就使得人们需要对行驶中的轮胎气压及温度进行关注。据交通部门最新统计结果显示: 爆胎引发的交通事故概率仅次于酒后驾驶,排名第二,且造成的伤亡人数排名所有交通事故中的第一位。其中爆胎引发的交通意外80%来源于轮胎压力不足。轮胎压力低就会导致轮胎变形。因为轮胎壁是很薄的,轮胎壁跟路面进行全面充分的接触后,轮胎壁会摩擦发热进而发生破裂导致轮胎爆胎。保持标准的压力和温度是防止爆胎的关键。而汽车轮胎压力监视系统(Tire Pressure Monitoring System,简称TPMS)毫无疑问将是理想的工具。在客车和轻型卡车上必须安装轮胎气压监测系统(TPMS)以便在轮胎气压低于规定值或温度高于规定值时发出警报。
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。迄今为止,国外己有许多车型装配了TPMS。在中国,早在2003年11月24日颁布的中华人民共和国国家标准—《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”。虽然我国目前没有防止爆胎的相关强制国家标准,但是中国企业正在研发比美国更为先进、安全的系统,不仅能自动监测胎压,而且还能对爆胎后实施安全救助。
研究轮胎压力和温度监测系统的意义主要体现在以下几个方面:
(1) 用户方面:给用户带来有效、方便、快捷的胎压及温度监测方法,使用户坐在驾驶室里面就可以随时获得轮胎压力及温度信息;
(2) 安全方面:TPMS可以及时发现轮胎气压问题,指导驾驶员进行冲放气,避免车祸的发生,保障行车安全;
(3) 社会效益方面:TPMS系统可以很较好的保障行车安全,将来会被越来越多的汽车生产厂家以及车主采用,社会需求也将会越来越大,经济效益也会随之增加;
(4) 经济方面:TPMS可以提醒驾驶员经常保持轮胎压力处于标准状态,不仅可以延长轮胎的使用寿命,还可以减少油耗,节约能源,减少行车费用,同时减轻汽车废气对环境的污染。
随着中国进入WTO,中国与外国之间的汽车贸易量也会越来越大,国外一些国家,如美国已立法将TPMS作为汽车的标准配置,中国汽车要想出口到这些国家也需要遵守规定装备TPMS。随着TPMS成本的进一步降低,TPMS在汽车市场上拥有量将会越来越大,特别是中国的TPMS刚刚起步,市场前景将会非常的庞大。{title}
随着汽车工业的不断发展,交通越来越便利,而随之引发的交通事故也在不断增多,其中由于轮胎的故障引起的比例非常高,这就使得人们需要对行驶中的轮胎气压及温度进行关注。据交通部门最新统计结果显示: 爆胎引发的交通事故概率仅次于酒后驾驶,排名第二,且造成的伤亡人数排名所有交通事故中的第一位。其中爆胎引发的交通意外80%来源于轮胎压力不足。轮胎压力低就会导致轮胎变形。因为轮胎壁是很薄的,轮胎壁跟路面进行全面充分的接触后,轮胎壁会摩擦发热进而发生破裂导致轮胎爆胎。保持标准的压力和温度是防止爆胎的关键。而汽车轮胎压力监视系统(Tire Pressure Monitoring System,简称TPMS)毫无疑问将是理想的工具。在客车和轻型卡车上必须安装轮胎气压监测系统(TPMS)以便在轮胎气压低于规定值或温度高于规定值时发出警报。
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。迄今为止,国外己有许多车型装配了TPMS。在中国,早在2003年11月24日颁布的中华人民共和国国家标准—《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”。虽然我国目前没有防止爆胎的相关强制国家标准,但是中国企业正在研发比美国更为先进、安全的系统,不仅能自动监测胎压,而且还能对爆胎后实施安全救助。
研究轮胎压力和温度监测系统的意义主要体现在以下几个方面:
(1) 用户方面:给用户带来有效、方便、快捷的胎压及温度监测方法,使用户坐在驾驶室里面就可以随时获得轮胎压力及温度信息;
(2) 安全方面:TPMS可以及时发现轮胎气压问题,指导驾驶员进行冲放气,避免车祸的发生,保障行车安全;
(3) 社会效益方面:TPMS系统可以很较好的保障行车安全,将来会被越来越多的汽车生产厂家以及车主采用,社会需求也将会越来越大,经济效益也会随之增加;
(4) 经济方面:TPMS可以提醒驾驶员经常保持轮胎压力处于标准状态,不仅可以延长轮胎的使用寿命,还可以减少油耗,节约能源,减少行车费用,同时减轻汽车废气对环境的污染。
随着中国进入WTO,中国与外国之间的汽车贸易量也会越来越大,国外一些国家,如美国已立法将TPMS作为汽车的标准配置,中国汽车要想出口到这些国家也需要遵守规定装备TPMS。随着TPMS成本的进一步降低,TPMS在汽车市场上拥有量将会越来越大,特别是中国的TPMS刚刚起步,市场前景将会非常的庞大。{title}
2. 研究的基本内容与方案
{title}2.1设计的基本内容及目标
设计通过嵌于汽车轮胎气门嘴上的SP37 传感器对汽车轮胎温度、 压力等数据进行实时采集,并采用无线数据传输功能将数据发送到发送给驾驶室内部的中央监视器,通过液晶屏实时显示轮胎压力和温度等数据。如果发现轮胎的状态异常,则系统将启动声光报警提示驾驶员处理,从而保证行车安全。
针对上述系统功能,本课题的主要研究内容如下:
(1) 分析直接式 TPMS 的工作原理,并深入分析该系统的关键技术、综合分析国内汽车各方面综合因素,设计系统的总体方案。
(2) 系统硬件电路设计,射频天线设计及优化和匹配网络。
(3) 系统软件的设计。
(4) 全文总结。
2.3拟采用的技术方案及措施
本次汽车轮胎压力和温度监测的整个系统主要包括3大模块:安装于轮毂气门嘴位置的轮胎压力传感器模块、安装于车上的低频唤醒模块和胎压接收模块,系统的总体结构如图所示。
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