胎压监测系统提高行车安全

在行车安全上，轮胎扮演了相当关键的角色。人们也在积极寻求通过感测器来确保轮胎的安全性— — 胎压监测系统（Tire Pressure Monitoring System, TPMS）便应运而生。TPMS的主要功能是监控汽车轮胎压力的异常情况并及时通知驾车人，安装胎压监测系统可以有效地避免由于轮胎压力过低引起的交通事故。

轮胎气压有间接式与直接式两种检测方式。间接式是统计车上4个轮胎的运转数，计算轮胎运转所产生的气压变化而达到胎压监测的目的，而直接式检测的方法是，利用压力感测器来直接量测轮胎气压。

间接式T PM S通过汽车ABS的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监视胎压的目的。方向盘转动会造成轮胎角度的偏转，使轮胎的内环与外环转动的距离出现差异。要克服这一误差，必须利用高频率的校正。与直接式检测相比，虽然间接式检测的系统较为简单，但却需要相当复杂与高性能的运算能力。间接式TPMS的缺点是无法对两个以上轮胎同时缺气的状况和速度超过100公里/小时的情况进行判断。

直接式T P M S，它利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，并通过无线电频率调制发射到安装在驾驶台的接收系统上。接收系统随时显示各轮胎气压和温度，驾驶者可以直观地了解各个轮胎的气压状况，当轮胎气压太低、渗漏、太高或温度太高时，系统就会自动报警。直接式TPMS 从功能和性能上均优于间接式TPMS。

直接式TPMS的RF频率依照地区不同而有差异，例如北美315MHz，欧洲433.92MHz，韩国448MHz等，此外已有建议将标准为868MHz。为了避免接受无线电管制，发射功率不能超过10dBm。模式有ASK（振幅变换调变）、FSK （频率变换调变），FSK抗干扰较好。因此，对RF芯片选用的要求主要在三个方面：发射功率大、外型尺寸小及性能/价格比高。

发射模组元件选用上，在剧烈振动、温差变化、不便检修的条件下，元件要有很好的可靠性和稳定性，能工作在-40℃到+125℃温度范围，电池需保证在具离心力的环境中能正常工作。一般的锂电池在- 40℃低温时丧失电能，在+100℃高温时会自动放电，甚至在具离心力的环境下有断电的现象。此外电源管理是十分重要的，一个电池往往要提供5-7年的工作寿命，做好电源管理和如何省电是关键所在。

发射模块在安装上有四种方式，气嘴式和钢带式属安装在轮胎内部的形式，帽盖式和延长管式属于安装在轮胎外部的形式，安装在轮胎内部具有稳固及不易破坏的优点，相对的在安装上较不便利。安装在轮胎外部的形式具有安装便利的优点，在稳固、失窃、外力破坏等方面便需要注意。无论采用哪种安装方式，安装完发射模块都必须对轮胎重新做平衡校正。

直接式T P M S 接收器主要由RF接收IC、MCU、按键、显示器组成。由于接收系统是工作在汽车车厢内，环境温度为常温且变化不大，电源可以使用汽车的12V或24V电源，因此元件选用只要是工业级即可，省电的要求也不高。

轮胎气压与轮胎寿命有着非常重要的关系。数据显示，轮胎气压超过标准气压25%，轮胎寿命约降低15-20%；轮胎气压低于标准气压25%，轮胎寿命约降低30%。在车辆行驶间保持标准的轮胎气压和能够及时发现漏气是防止爆胎的关键。从这一点上来说，TPMS毫无疑问是理想工具之一。

目前，全球各机构正在就是否有必要强制所有新轿车和卡车安装电子胎压检测系统问题，探讨其可行性与合理性以及具体实施方法。

美国法规规定，自2007年9月，所有载重量小于4.5t的新车都必须安装胎压监控系统。欧洲目前正在讨论这项措施，按照欧盟委员会的意见，从2012年起，所有新车都必须配备TPMS。

在中国，有很多公司正在进行TPMS的研发，但目前还都没有真正进入OEM批量生产，而且目标市场大多集中在售后。在前装方面，TPMS系统仅在几款中高档车型上有原厂装配，如一汽大众生产的奥迪、迈腾等。目前，包括上海大众、上海汽车、上海通用、奇瑞等在内的多家整车厂商都已经开始或者计划配备TPMS系统。中国大陆TPMS的前装和后装市场已经启动，预计前装市场将比后装市场取得更快的发展速度。 (end)