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胎压监测模块必须能承受-40 °C 至 150 °C以上的温度以及高达2000g的加速度。极端环境下，还将使用一些特殊器件以保证寿命达到10年。

胎压监测模块中的压力传感器是一个典型的微电子机械系统(MEMS)器件。目前，只有很少几家主要的专业公司具有TPMS方面的专业技能和经验以生产能在真实恶劣环境下保证足够鲁棒性的传感器。

胎压监测模块的封装也很重要，封装包括下面所描述的压力传感器信号调节芯片。

来自硅片传感器的信号必须经过放大和数字化，而整个器件还需要进行校准和初始化。飞利浦公司的传感器信号处理芯片P2SC从传感器桥(sensor bridge)采集信号后，对信号进行数字化处理，然后直接在芯片上测量温度并执行所需的全部校准和初始化操作。P2SC带有基于STARC的精简指令集计算机(RISC)第二代微控制器内核，该内核通过了RKE应用的现场检验并专用于TPMS。P2SC的功耗也经过优化后降至最低，而且作为一项特有的性能，P2SC还能通过车轮识别特性解决自转问题。

目前正在使用的基于UHF发射器的外部SAW或PLL既能分离使用，也能集成到设备中。但是，飞利浦半导体业已发布了与UHF PLL集成至同一芯片的第二代P2SC。

这有助于在压力感应模块中进一步降低PCB的成本和尺寸。以后，该器件还将完全集成至“智能传感器”封装中：轮胎上只有一块芯片和一套封装解决方案。

如前所述，TPMS的接收器装置也是基于与RKE接收器类似的技术。因此，现有的射频接收器可以在TPMS和RKE之间实现共享。这能显著地降低成本，因此众多的汽车制造商已经强烈要求供应商将RKE和TPMS集成至一套系统中。

经过校准和初始化，现在每个轮胎都能够发送压力信息至驾驶室的仪表盘中，而车身控制器也能判断信号来自哪个轮胎。但如果驾驶员正在更换(旋转)轮胎，那么将发生什么情况呢？

我们可以通过以下途径解决这个问题：1. 每个车轮都安装专用的射频接收器；2. 感应测量不受速度的影响，测量包含ABS/ESP信息；3. 射频信号(RSSI)的放大分析；4. 双向射频链接；5. 低频唤醒(LF wakeup)。

飞利浦选择了低频唤醒方案进行轮胎定位。该解决方案的成本相对低廉并能实现可靠的立即识别。小低频(125KHz)驾驶室天线发送唤醒信号至特定的胎压监测模块，胎压监测模块通过射频链接发送响应信号。低频唤醒必须在驾驶室天线与胎压监测模块之间弥合约1m的距离，这已被证明完全可行，飞利浦半导体公司的无源遥控开锁(Passive Keyless Entry, PKE)技术即能实现。此外，遥控开启车门时也需要在两者之间弥合类似的一段距离。另外，胎压监测模块中的三维(3D)接口也需要为接收到的唤醒信号保证与信号发射源无关的灵敏度。

压力监控系统早在多年前就已实现，但只装备在高端的豪华汽车上。当代的TPMS基于压力传感器，包含了专门用来调节压力和温度信号的ASIC。然而，新的法令将使得TPMS成为各种型号汽车的标准配置。

P2SC是能提供低频唤醒和高频返回信号的直接测量解决方案，这意味着系统可以“请求”每个轮胎报告当前的压力状况并将这些信息中继给驾驶员。一旦启动点火，每个轮胎就将被“唤醒”，并在驾驶员开动汽车之前汇报轮胎上的状态信息。在整个行程中，轮胎将保持“唤醒”状态并定期更新状态信息。如果出现压力骤降情况，轮胎将自动将该信息中继给驾驶员，而无需进行先期唤醒。驾驶员将能利用仪表盘上的图标显示或虚拟汽车，获得轮胎压力信息。

现在正在批量生产的下一代TPMS将利用微控制器(如飞利浦公司的P2SC)取代ASIC。由于胎压监测模块上的电池成本和寿命方面还有一些问题需要解决，汽车电子业界仍然需要继续研究使用更少电池的解决方案，如采用感应耦合或无源GHz技术。(end)

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关键词： 轮胎压力 TPMS 胎压监测