轮胎气压状态直接影响着车辆的安全性、燃油经济性以及轮胎寿命。轮胎气压过低、轮胎气压过高、或是轮胎的快速漏气,都会对行车安全带来 大的隐患,甚至直接导致爆胎的发生和车辆操控性变差酿成事故。汽车轮胎缺气行驶时,与地面的摩擦阻力增加,会增加油耗,还会加速轮胎的磨损。在美国每年的轮胎事故造成414人丧身,10275人受伤,20%的爆胎事故是由气压不足引起的,美国每年通过维持合适的汽车轮胎气压可以减少10%的汽油用量并节省约20亿美元,如将轮胎平均寿命延长5%,每年可少产生 亿个废轮胎。所以保持轮胎的气压处于正常值,不但有利于车辆安全,而且能够节约油耗,延长轮胎的使用寿命。 轮胎气压监测系统(TPMS)正是基于对汽车轮胎气压状态监测这样的需求而设计开发的 项提高汽车主动安全性的新型汽车电子装置,它能够实时监测车辆轮胎的气压,对轮胎气压过低或过高,以及快速漏气等状态进行监测报警。提醒驾驶者保持汽车在正常气压下行驶,可有效预防 般性爆胎的发生、节约车辆的燃油消耗,延长轮胎的寿命。 目前国内外的TPMS产品从技术路线上主要分为两大类型,即间接式和直接式。所谓的间接式,就是不直接测量轮胎的气压,而是利用ABS系统的轮速传感器获取轮胎的转速信息,再通过理论计算判断轮速差,进而判断某 轮缺气。所谓的直接式,就是由传感器直接测量每个轮胎的气压,通过无线通讯将数据信息传送至接收器和中央处理器进行运算,从而实现对车辆轮胎气压的监测和报警。 间接式TPMS由于自身存在的技术缺陷已不是主流技术方案,即便是改进后的混合式系统,也不被市场所看好。目前在 OEM市场中已有超过90%采用直接式TPMS。目前直接式的TPMS还有 些技术难点需解决和突破,国外主流产品的技术指标以及安全性和可靠性也还有待提高。 近年,国内对TPMS的研究开发也逐渐成为热点,许多汽车电子企业纷纷将目光投向该领域,目前国内已有数十家TPMS生产企业,主要集中在直接式TPMS领域,经过几年的发展和积累,某些企业已掌握了核心技术,产品在安全性技术指标以及可靠性方面已处于 水平。国内整车OEM市场刚刚起步,但整车企业对该系统并没有想象中的热衷, 方面这是 个全新的产品,如何评价和测试TPMS的优劣没有太多经验积累,另 方面该产品没有国家标准和法规的要求,而 般企业对国外的法规和标准也所知甚少。 目前国际上TPMS的法规和标准很少。美国是 上 个也是目前惟 个制定并强制实施TPMS法规的国家,2005年制定了FMVSS138法规,要求2007年9月以后,所有在美国销售的 大设计总质量不超过4536kg的四轮车辆都必须安装TPMS。国际标准化组织(ISO)于2006年发布了TPMS国际标准ISO 21750:2006。美国汽车工程师学会也在2004年月制定了关于轻型车辆TPMS的标准SAE J 2657。以上三个标准从不同方面对TPMS系统给出了要求,但这些标准有着如下的缺点: 是技术指标相对较低,没有体现出产品应有的安全性;二是评价指标不全面,仅仅满足这些国外法规和标准,其产品并不 定安全、可靠和经济。这样低水平的标准不能对TPMS产品做出很好的评价和测试(区分不出好坏),而且导致企业缺乏研发的动力。 综上所述,无论是从评价TPMS的性能和产品质量角度出发,还是从规范和引导TPMS产业的健康发展考虑,汽车行业都迫切需要制定中国的TPMS标准,而制定标准的前提,就要分析TPMS的特性,确定评价的技术指标,并针对技术指标确定测试方法。 本文通过广泛调研和搜集国内外TPMS产品的性能和技术指标,对比分析采用不同技术路线的差异和优缺点,同时结合国外TPMS标准和法规的研究分析,提出了TPMS应具备的基本功能指标、信号接收可靠性指标、无线电发射特性指标、以及零部件电气和环境适应性指标等多方面具体的要求,对TPMS产品进行全面的评价,并研究确定了每个技术指标相对应的测试方法,形成了 套完整的TPMS系统评价指标和试验方法,使得满足该评价指标并通过测试的TPMS产品,是安全、可靠、节能、经济的产品。例如创新性地提出更短的6 s欠压报警响应时间(国外法规是20 min);创新性地提出静态和动态信号接收可靠性要求;创新性地提出无线信号发射特性要求(要求降低发射功率和发射时间以避免相互干扰);创新性地提出胎压显示功能、开机自检功能、胎压过高报警功能、快速漏气报警功能等。 本文通过对乘用车、大型客车、大型货车等不同类型车辆进行TPMS验证试验,不但对确定的评价指标和测试方法进行了可行性和有效性的验证,而且还验证了TPMS不但适用于四轮乘用车,而且同样适用于多轮胎、大尺寸、结构复杂的大型商用车辆,这样的验证试验在国际该领域尚属 次。 本文建议以此研究得出的评价指标和测试方法为主要技术内容制定 个 于国际水平的中国TPMS标准,不但能够规范和引导中国TPMS产业的健康发展,而且向 展示中国在汽车电子技术领域的新发展和新贡献。由于目前国外 进国家TPMS标准法规技术指标过低、且具有明显的技术缺陷,中国TPMS标准将会对 TPMS产品的研发和市场产生重大影响,我国已掌握TPMS核心技术的自主创新企业将会由此赢得 机,形成竞争优势。