筆者為某電動汽車設(shè)計(jì)了一款集成TPMS功能的儀表盤，將TPMS接收器以子板的形式在儀表盤上實(shí)現(xiàn)，降低了獨(dú)立安裝的成本和不便，同時(shí)可方便安裝和拆卸，以滿足不同電動汽車配置的要求。根據(jù)TPMS、儀表盤的工作原理及其集成方式分析了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、TPMS天線設(shè)計(jì)和儀表盤軟件設(shè)計(jì)。采用SP37設(shè)計(jì)TPMS發(fā)射器，通過獨(dú)特的天線設(shè)計(jì)解決了發(fā)射效率和使用壽命的問題，通過設(shè)計(jì)自適應(yīng)控制算法解決了儀表盤指針平滑運(yùn)轉(zhuǎn)的問題。
　　儀表盤是一個(gè)多方位的汽車信息顯示平臺，它是駕駛員與汽車進(jìn)行信息交流的窗口，電動汽車儀表盤是一種適應(yīng)電動汽車電子化、數(shù)字化、信息化發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)品，作為一個(gè)多信息顯示平臺，顯示車速、檔位狀態(tài)、電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)狀態(tài)、電池組狀態(tài)等其他電動汽車特定的信息，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)故障報(bào)警、電池組低壓、不均衡報(bào)警等功能。
　　TPMS（TirePressure Monitoring System）是汽車輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)，用于在汽車行駛時(shí)對輪胎氣壓及溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)自動監(jiān)測，以保障行車安全，屬于汽車主動安全部件。目前得到廣泛應(yīng)用的是直接式TPMS，它利用安裝在每一個(gè)輪胎里的以鋰電池為電源的壓力傳感器直接測量輪胎的氣壓，并通過無線電頻率調(diào)制發(fā)射到安裝在駕駛臺的接收器及監(jiān)視器上。由于汽車結(jié)構(gòu)和內(nèi)飾的限制，TPMS的接收器和監(jiān)視器的安裝位置成為一個(gè)比較困難的問題，目前有兩種解決方案，一種是電池供電或汽車點(diǎn)煙器供電的獨(dú)立接收器和監(jiān)視器，一種是將接收器和監(jiān)視器集成在導(dǎo)航儀或多功能內(nèi)后視鏡或儀表盤中。第一種方式由于安裝位置不固定，在行駛時(shí)存在安全隱患，且會帶來一定的成本問題，但由于獨(dú)立性強(qiáng)，可以適用于各種車型；第二種方式安裝位置固定，且能降低成本，但需要定制來滿足集成要求，不具有適用性。
　　本文通過在儀表盤中以子板的形式集成TPMS接收器，在儀表盤上實(shí)現(xiàn)輪胎溫壓的接收，通過儀表盤LCD、LED及蜂鳴器進(jìn)行輪胎溫壓的數(shù)據(jù)顯示及報(bào)警，避免TPMS接收器和監(jiān)視器的獨(dú)立設(shè)計(jì)和安裝。同時(shí)可根據(jù)不同車型的要求方便地加載或卸載TPMS接收器。
　　1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　系統(tǒng)包括4個(gè)TPMS發(fā)射器和儀表盤兩個(gè)部分，發(fā)射器的MEMS芯片是TPMS系統(tǒng)的核心，本方案采用英飛凌的SP37設(shè)計(jì)TPMS發(fā)射器，負(fù)責(zé)完成氣壓、溫度、電量和加速度的檢測，并通過無線調(diào)制將數(shù)據(jù)發(fā)送到接收器。信息的采集和顯示是儀表盤的核心功能，其顯示接口包括步進(jìn)電機(jī)及其指針、LED、LCD和蜂鳴器，儀表盤以子板的形式集成TPMS接收器，在儀表盤上實(shí)現(xiàn)輪胎溫壓的接收，通過LCD、LED及蜂鳴器進(jìn)行輪胎溫壓的數(shù)據(jù)顯示及報(bào)警，避免TPMS接收器和監(jiān)視器的獨(dú)立設(shè)計(jì)和安裝。當(dāng)某輪胎的溫度或壓力低于一定閾值時(shí)可以通過LED和蜂鳴器聲光報(bào)警，通過儀表盤上的模式按鍵可以查看4個(gè)輪胎的溫度和壓力值，同時(shí)可根據(jù)不同車型的不同要求方便地加載或卸載TPMS接收器。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
　　
　　圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖