摘要：笔者为某电动轿车规划了一款集成TPMS功用的外表盘，将TPMS接纳器以子板的方法在外表盘上完结，下降了独立装置的本钱和不便利，一起可便利装置和拆开，以满意不同电动轿车装备的要求。依据TPMS、外表盘的作业原理及其集成方法剖析了体系结构、TPMS天线规划和外表盘软件规划。选用SP37规划TPMS发射器，经过共同的天线规划处理了发射功率和使用寿命的问题，经过规划自习惯操控算法处理了外表盘指针滑润作业的问题。
外表盘是一个多方位的轿车信息显现渠道，它是驾驶员与轿车进行信息沟通的窗口，电动轿车外表盘是一种习惯电动轿车电子化、数字化、信息化发展的高新技能产品，作为一个多信息显现渠道，显现车速、档位状况、电机转速、电机状况、电池组状况等其他电动轿车特定的信息，一起完结电机毛病报警、电池组低压、不均衡报警等功用。TPMS(TirePressure Monitoring System)是轿车轮胎压力监督体系，用于在轿车行进时对轮胎气压及温度进行实时自动监测，以确保行车安全，归于轿车自动安全部件。现在得到广泛使用的是直接式TPMS，它使用装置在每一个轮胎里的以锂电池为电源的压力传感器直接丈量轮胎的气压，并经过无线电频率调制发射到装置在驾驶台的接纳器及监督器上。因为轿车结构和内饰的约束，TPMS的接纳器和监督器的装置方位成为一个比较困难的问题，现在有两种处理方案，一种是电池供电或轿车点烟器供电的独立接纳器和监督器，一种是将接纳器和监督器集成在导航仪或多功用内后视镜或外表盘中。第一种方法因为装置方位不固定，在行进时存在安全隐患，且会带来必定的本钱问题，但因为独立性强，能够适用于各种车型;第二种方法装置方位固定，且能下降本钱，但需求定制来满意集成要求，不具有适用性。
本文经过在外表盘中以子板的方法集成TPMS接纳器，在外表盘上完结轮胎温压的接纳，经过外表盘LCD、LED及蜂鸣器进行轮胎温压的数据显现及报警，防止TPMS接纳器和监督器的独立规划和装置。一起可依据不同车型的要求便利地加载或卸载TPMS接纳器。
1 体系结构
体系包含4个TPMS发射器和外表盘两个部分，发射器的MEMS芯片是TPMS体系的中心，本方案选用英飞凌的SP37规划TPMS发射器，担任完结气压、温度、电量和加快度的检测，并经过无线调制将数据发送到接纳器。信息的收集和显现是外表盘的中心功用，其显现接口包含步进电机及其指针、LED、LCD和蜂鸣器，外表盘以子板的方法集成TPMS接纳器，在外表盘上完结轮胎温压的接纳，经过LCD、LED及蜂鸣器进行轮胎温压的数据显现及报警，防止TPMS接纳器和监督器的独立规划和装置。当某轮胎的温度或压力低于必定阈值时能够经过LED和蜂鸣器声光报警，经过外表盘上的方法按键能够检查4个轮胎的温度和压力值，一起可依据不同车型的不同要求便利地加载或卸载TPMS接纳器。其体系结构如图1所示。
2 TPMS发射器规划
本方案选用英飞凌的SP37规划TPMS发射器，做为集成胎压传感器、MCU和射频发射器的MEMS芯片，SP37完结气压、温度、电量和加快度的检测，并经过无线调制将数据发送到接纳器，详细功用规划部分在此不再赘述，文中要害介绍下发射器的天线规划要害。
发射器的天线规划是发射器规划的要害，决议了整个TPMS体系的精确性和实时性，一起也决议了发射器的使用寿命。假如因为发射天线规划不妥，那么内置式的胎压监测发射器将经过进步发射频次的方法来进步体系的精确性和实时性，这将极大地耗费电池电量，然后削减使用寿命。
本文经过选用辐射金属片异形天线完结无线数据的发射，其长度挨近发射器无线发射频率的1/4波长，经过改动发射器金属片天线的厚度、形状和长度来进步无线发射功率，下降发射功率，延伸发射器电池的使用寿命，该金属片天线直接注塑到发射器外壳内，在制造发射器外壳时置入其间，只要天线的发射端与接地端与电路板相连，然后减小发射器厚度并下降出产本钱，天线本身受外壳塑料包覆，能耐受轮胎内部的高温高压，且不会因为遭到轮胎的高速旋转而变形，具有高度的牢靠性和安稳性。
3 外表盘规划
轿车电子电控单元软件规划的作业量占其整个产品规划的80%，所以文中要害介绍下外表盘的软件规划要害，步进电机操控是外表中量表显现的中心功用，下面以步进电机操控算法为例介绍下外表盘的软件规划。
文中所规划外表盘选用步进电机驱动指针进行车速、作业电流、电池组电压的显现，因为步进电机存在最小步距角的约束，且没有方位反应，很简单呈现颤动、过冲、失步、信息指示不精确一系列问题，本文经过在底层操控上运用细分技能和加减速操控技能，在微观的层面上完结对步进电机的单步和单段操控，并且在底层操控技能的基础上进一步规划自习惯操控算法，完结长期跨度上的步进电机接连操控，确保步进电机式轿车外表盘各个指针在整个作业时刻段内、各种工况下的平稳作业。详细算法规划如下：
首要依据轿车外表使用的最小细分粒度需求规划步进电机线圈电流正弦规则改变的细分操控表，经过调理操控表索引步距完结对底层步进电机的细分操控;在指针调度操控上，以可变长期槽的方法区分调度周期对指针进行分时段操控，规划指针在单个调度周期内的滚动方法为加快发动、匀速作业、减速中止、惯性消止4个阶段。经过在滚动角速度操控、指针方位更新、线圈电流调理步距、作业调度周期时长、发动加快度、中止减速度、惯性消止时刻上进行规划，完结了轿车外表盘各个指针的平稳发动和中止，完结对快速改变信息的敏捷呼应以及对缓慢改变信息的滑润反映，能够快速发动和平稳中止且在低速作业时无颤动。算法流程如图2所示。
4 结束语
文中剖析了集成TPMS功用的电动轿车外表盘的体系结构，介绍了TPMS发射器的天线规划，剖析了外表盘步进电机自习惯操控算法的规划，该外表盘经装车实验，运转安稳，功用牢靠，现现已进入小批量预出产阶段，具有很高的实用价值。
