輪胎氣壓狀態直接影響著車輛的安全性、燃油經濟性以及輪胎壽命。輪胎氣壓過低、輪胎氣壓過高、或是輪胎的快速漏氣,都會對行車安全帶來 大的隱患,甚至直接導致爆胎的發生和車輛操控性變差釀成事故。汽車輪胎缺氣行駛時,與地面的摩擦阻力增加,會增加油耗,還會加速輪胎的磨損。在美國每年的輪胎事故造成414人喪身,10275人受傷,20%的爆胎事故是由氣壓不足引起的,美國每年通過維持合適的汽車輪胎氣壓可以減少10%的汽油用量并節省約20億美元,如將輪胎平均壽命延長5%,每年可少產生 億個廢輪胎。所以保持輪胎的氣壓處于正常值,不但有利于車輛安全,而且能夠節約油耗,延長輪胎的使用壽命。 輪胎氣壓監測系統(TPMS)正是基于對汽車輪胎氣壓狀態監測這樣的需求而設計開發的 項提高汽車主動安全性的新型汽車電子裝置,它能夠實時監測車輛輪胎的氣壓,對輪胎氣壓過低或過高,以及快速漏氣等狀態進行監測報警。提醒駕駛者保持汽車在正常氣壓下行駛,可有效預防 般性爆胎的發生、節約車輛的燃油消耗,延長輪胎的壽命。 目前國內外的TPMS產品從技術路線上主要分為兩大類型,即間接式和直接式。所謂的間接式,就是不直接測量輪胎的氣壓,而是利用ABS系統的輪速傳感器獲取輪胎的轉速信息,再通過理論計算判斷輪速差,進而判斷某 輪缺氣。所謂的直接式,就是由傳感器直接測量每個輪胎的氣壓,通過無線通訊將數據信息傳送至接收器和中央處理器進行運算,從而實現對車輛輪胎氣壓的監測和報警。 間接式TPMS由于自身存在的技術缺陷已不是主流技術方案,即便是改進后的混合式系統,也不被市場所看好。目前在 OEM市場中已有超過90%采用直接式TPMS。目前直接式的TPMS還有 些技術難點需解決和突破,國外主流產品的技術指標以及安全性和可靠性也還有待提高。 近年,國內對TPMS的研究開發也逐漸成為熱點,許多汽車電子企業紛紛將目光投向該領域,目前國內已有數十家TPMS生產企業,主要集中在直接式TPMS領域,經過幾年的發展和積累,某些企業已掌握了核心技術,產品在安全性技術指標以及可靠性方面已處于 水平。國內整車OEM市場剛剛起步,但整車企業對該系統并沒有想象中的熱衷, 方面這是 個全新的產品,如何評價和測試TPMS的優劣沒有太多經驗積累,另 方面該產品沒有國家標準和法規的要求,而 般企業對國外的法規和標準也所知甚少。 目前國際上TPMS的法規和標準很少。美國是 上 個也是目前惟 個制定并強制實施TPMS法規的國家,2005年制定了FMVSS138法規,要求2007年9月以后,所有在美國銷售的 大設計總質量不超過4536kg的四輪車輛都必須安裝TPMS。國際標準化組織(ISO)于2006年發布了TPMS國際標準ISO 21750:2006。美國汽車工程師學會也在2004年月制定了關于輕型車輛TPMS的標準SAE J 2657。以上三個標準從不同方面對TPMS系統給出了要求,但這些標準有著如下的缺點: 是技術指標相對較低,沒有體現出產品應有的安全性;二是評價指標不全面,僅僅滿足這些國外法規和標準,其產品并不 定安全、可靠和經濟。這樣低水平的標準不能對TPMS產品做出很好的評價和測試(區分不出好壞),而且導致企業缺乏研發的動力。 綜上所述,無論是從評價TPMS的性能和產品質量角度出發,還是從規范和引導TPMS產業的健康發展考慮,汽車行業都迫切需要制定中國的TPMS標準,而制定標準的前提,就要分析TPMS的特性,確定評價的技術指標,并針對技術指標確定測試方法。 本文通過廣泛調研和搜集國內外TPMS產品的性能和技術指標,對比分析采用不同技術路線的差異和優缺點,同時結合國外TPMS標準和法規的研究分析,提出了TPMS應具備的基本功能指標、信號接收可靠性指標、無線電發射特性指標、以及零部件電氣和環境適應性指標等多方面具體的要求,對TPMS產品進行全面的評價,并研究確定了每個技術指標相對應的測試方法,形成了 套完整的TPMS系統評價指標和試驗方法,使得滿足該評價指標并通過測試的TPMS產品,是安全、可靠、節能、經濟的產品。例如創新性地提出更短的6 s欠壓報警響應時間(國外法規是20 min);創新性地提出靜態和動態信號接收可靠性要求;創新性地提出無線信號發射特性要求(要求降低發射功率和發射時間以避免相互干擾);創新性地提出胎壓顯示功能、開機自檢功能、胎壓過高報警功能、快速漏氣報警功能等。 本文通過對乘用車、大型客車、大型貨車等不同類型車輛進行TPMS驗證試驗,不但對確定的評價指標和測試方法進行了可行性和有效性的驗證,而且還驗證了TPMS不但適用于四輪乘用車,而且同樣適用于多輪胎、大尺寸、結構復雜的大型商用車輛,這樣的驗證試驗在國際該領域尚屬 次。 本文建議以此研究得出的評價指標和測試方法為主要技術內容制定 個 于國際水平的中國TPMS標準,不但能夠規范和引導中國TPMS產業的健康發展,而且向 展示中國在汽車電子技術領域的新發展和新貢獻。由于目前國外 進國家TPMS標準法規技術指標過低、且具有明顯的技術缺陷,中國TPMS標準將會對 TPMS產品的研發和市場產生重大影響,我國已掌握TPMS核心技術的自主創新企業將會由此贏得 機,形成競爭優勢。