胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提高行車安全

在行車安全上，輪胎扮演了相當(dāng)關(guān)鍵的角色。人們也在積極尋求通過感測(cè)器來確保輪胎的安全性— — 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（Tire Pressure Monitoring System, TPMS）便應(yīng)運(yùn)而生。TPMS的主要功能是監(jiān)控汽車輪胎壓力的異常情況并及時(shí)通知駕車人，安裝胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以有效地避免由于輪胎壓力過低引起的交通事故。

輪胎氣壓有間接式與直接式兩種檢測(cè)方式。間接式是統(tǒng)計(jì)車上4個(gè)輪胎的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)，計(jì)算輪胎運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的氣壓變化而達(dá)到胎壓監(jiān)測(cè)的目的，而直接式檢測(cè)的方法是，利用壓力感測(cè)器來直接量測(cè)輪胎氣壓。

間接式T PM S通過汽車ABS的輪速傳感器來比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別，以達(dá)到監(jiān)視胎壓的目的。方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)造成輪胎角度的偏轉(zhuǎn)，使輪胎的內(nèi)環(huán)與外環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的距離出現(xiàn)差異。要克服這一誤差，必須利用高頻率的校正。與直接式檢測(cè)相比，雖然間接式檢測(cè)的系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，但卻需要相當(dāng)復(fù)雜與高性能的運(yùn)算能力。間接式TPMS的缺點(diǎn)是無法對(duì)兩個(gè)以上輪胎同時(shí)缺氣的狀況和速度超過100公里/小時(shí)的情況進(jìn)行判斷。

直接式T P M S，它利用安裝在每一個(gè)輪胎里的壓力傳感器來直接測(cè)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(tái)的接收系統(tǒng)上。接收系統(tǒng)隨時(shí)顯示各輪胎氣壓和溫度，駕駛者可以直觀地了解各個(gè)輪胎的氣壓狀況，當(dāng)輪胎氣壓太低、滲漏、太高或溫度太高時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。直接式TPMS 從功能和性能上均優(yōu)于間接式TPMS。

直接式TPMS的RF頻率依照地區(qū)不同而有差異，例如北美315MHz，歐洲433.92MHz，韓國(guó)448MHz等，此外已有建議將標(biāo)準(zhǔn)為868MHz。為了避免接受無線電管制，發(fā)射功率不能超過10dBm。模式有ASK（振幅變換調(diào)變）、FSK （頻率變換調(diào)變），F(xiàn)SK抗干擾較好。因此，對(duì)RF芯片選用的要求主要在三個(gè)方面：發(fā)射功率大、外型尺寸小及性能/價(jià)格比高。

發(fā)射模組元件選用上，在劇烈振動(dòng)、溫差變化、不便檢修的條件下，元件要有很好的可靠性和穩(wěn)定性，能工作在-40℃到+125℃溫度范圍，電池需保證在具離心力的環(huán)境中能正常工作。一般的鋰電池在- 40℃低溫時(shí)喪失電能，在+100℃高溫時(shí)會(huì)自動(dòng)放電，甚至在具離心力的環(huán)境下有斷電的現(xiàn)象。此外電源管理是十分重要的，一個(gè)電池往往要提供5-7年的工作壽命，做好電源管理和如何省電是關(guān)鍵所在。

發(fā)射模塊在安裝上有四種方式，氣嘴式和鋼帶式屬安裝在輪胎內(nèi)部的形式，帽蓋式和延長(zhǎng)管式屬于安裝在輪胎外部的形式，安裝在輪胎內(nèi)部具有穩(wěn)固及不易破壞的優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)的在安裝上較不便利。安裝在輪胎外部的形式具有安裝便利的優(yōu)點(diǎn)，在穩(wěn)固、失竊、外力破壞等方面便需要注意。無論采用哪種安裝方式，安裝完發(fā)射模塊都必須對(duì)輪胎重新做平衡校正。

直接式T P M S 接收器主要由RF接收IC、MCU、按鍵、顯示器組成。由于接收系統(tǒng)是工作在汽車車廂內(nèi)，環(huán)境溫度為常溫且變化不大，電源可以使用汽車的12V或24V電源，因此元件選用只要是工業(yè)級(jí)即可，省電的要求也不高。

輪胎氣壓與輪胎壽命有著非常重要的關(guān)系。數(shù)據(jù)顯示，輪胎氣壓超過標(biāo)準(zhǔn)氣壓25%，輪胎壽命約降低15-20%；輪胎氣壓低于標(biāo)準(zhǔn)氣壓25%，輪胎壽命約降低30%。在車輛行駛間保持標(biāo)準(zhǔn)的輪胎氣壓和能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏氣是防止爆胎的關(guān)鍵。從這一點(diǎn)上來說，TPMS毫無疑問是理想工具之一。

目前，全球各機(jī)構(gòu)正在就是否有必要強(qiáng)制所有新轎車和卡車安裝電子胎壓檢測(cè)系統(tǒng)問題，探討其可行性與合理性以及具體實(shí)施方法。

美國(guó)法規(guī)規(guī)定，自2007年9月，所有載重量小于4.5t的新車都必須安裝胎壓監(jiān)控系統(tǒng)。歐洲目前正在討論這項(xiàng)措施，按照歐盟委員會(huì)的意見，從2012年起，所有新車都必須配備TPMS。

在中國(guó)，有很多公司正在進(jìn)行TPMS的研發(fā)，但目前還都沒有真正進(jìn)入OEM批量生產(chǎn)，而且目標(biāo)市場(chǎng)大多集中在售后。在前裝方面，TPMS系統(tǒng)僅在幾款中高檔車型上有原廠裝配，如一汽大眾生產(chǎn)的奧迪、邁騰等。目前，包括上海大眾、上海汽車、上海通用、奇瑞等在內(nèi)的多家整車廠商都已經(jīng)開始或者計(jì)劃配備TPMS系統(tǒng)。中國(guó)大陸TPMS的前裝和后裝市場(chǎng)已經(jīng)啟動(dòng)，預(yù)計(jì)前裝市場(chǎng)將比后裝市場(chǎng)取得更快的發(fā)展速度。 (end)