汽車輪胎氣壓實時監控及提醒系統的現狀與發展趨勢

林松　杜全俠

摘 要：汽車行駛過程中輪胎胎壓異常會影響行車安全，容易導致爆胎從而影響駕駛員和乘客的人身安全。汽車輪胎壓力檢測系統（TPMS，Tire Pressure Monitoring System）作為主動安全系統元件，能夠有效的預防胎壓異常引起的交通安全事故。

關鍵詞：輪胎;氣壓;監測系統

1 引言

今年來我國國民汽車的保有量持續增加，汽車安全越發受到人們重視。車輛行駛過程中，駕駛員最擔心也是最難預防的是汽車輪胎胎壓故障。當汽車輪胎胎壓過高時，輪胎與地面的接觸面積變小，輪胎單位面積承受的壓力增大，輪胎的抓地力變小，容易引起車輛側滑等失控現象;當汽車輪胎的胎壓過低時，輪胎內部溫度異常，老化磨損嚴重，比較容易產生爆胎。據統計在中國每年約30%是的交通事故是胎壓過低或過高引起輪胎爆炸，有高達50%的高速交通事故是汽車輪胎胎壓異常引起的，如何監測預防胎壓異常已經成為汽車安全的重要課題之一。

TPMS（Tire Pressure Monitoring System）即汽車輪胎壓力監測系統，能夠實時檢測輪胎胎壓，胎壓異常時能夠及時發出警報甚至提前預警，從而保障車輛和乘客的安全。

2 胎壓監測系統的組成

胎壓監測系統由氣門嘴與發射器總成、天線與接收器、胎壓監測系統控制器、儀表指示燈組成。

發射器總成能夠檢測輪胎內氣壓與溫度，并將測量結果發送給接收器。天線與接收器接收輪胎胎壓數據和識別數據，并確認數據來源準確。組合儀表上能夠顯示車輛輪胎的多種信息，包括氣壓、溫度、傳感器電量等信息。系統判定當前胎壓等信息異常時，儀表將會通過報警燈提醒駕駛員車輛輪胎胎壓異常。

3 胎壓檢測系統的基本原理

首先設定車輛輪胎胎壓的合理范圍，確保設定值與車輛輪胎參數一致，當胎壓偏離設定值時，胎壓檢測系統將發出警報。當輪胎胎壓太低或者有氣體泄露時，系統能夠及時報警。胎壓監測系統事實對車輛每個車輪輪胎的胎壓、溫度等信息進行檢測，并將檢測結果及時傳遞給駕駛員，使其能了解車輛輪胎的信息，保障車輛行駛安全。

4 胎壓監測系統的種類及特點

目前市面上的胎壓監測系統大致可分為兩類：間接式TPMS、直接式TPMS。

間接式TPMS是指通過測量車輛其他參數如四輪轉速，通過車輪轉速差再計算出車輛胎壓而非直接測量汽車輪胎壓力的一種胎壓監測系統。這一種檢測系統無法測量出車輛輪胎的瞬時氣壓，在車輛轉彎工況下檢測困難，當車輛四個車輪同事胎壓增加或降低時無法報警，靈敏度較低，在車輛行駛一段距離之后才有反應;相對于直接式監測系統，間接式結構簡單，不需要更換傳感器，性能良好耐用。

直接式TPMS是指通過安裝在車輛輪胎內部的壓力傳感器對胎壓進行直接測量，并將數據直接發送至接收器上的系統。直接式TMPS監測精度高，無論車輛在何種工況下都能進行監測，靈敏度高，不會出現誤報;但是這種系統安裝成本較高，電池耗電較快。

5 胎壓監測系統的發展趨勢

在中國汽車行業中，胎壓監測系統還不夠普及。美國政府在2007年就已經立法要求汽車制造商加速發展胎壓監測系統，并對每一臺新型新車均需安裝胎壓檢測系統，以確保行車安全。歐盟在2012年也出臺了胎壓監測系統強制標準，隨后韓國和我國臺灣地區也出臺了強制標準并強制安裝。與這些國家和地區相比，我國的強制安裝時間較晚。

目前我國已經制定相應的國家標準，《乘用車輪胎氣壓監測系統的性能要求和試驗方法》在2016年通過技術審查，自2019年1月1日起工信部宣布以強制性措施對M1類車型（M1類車包括駕駛員座位在內，座位數不超過9座的載客車。）安裝胎壓檢測器。

隨著車聯網與車輛自動化、智能化的發展，車輛安全越發顯得重要。汽車胎壓監測系統作為主動安全預警系統中的一部分，汽車胎壓實時監控技術的發展呈現一下幾種趨勢：

5.1 智能化

在車輛生產過程中將系統中的相應元件直接安裝其他零件中，如將壓力、溫度傳感器直接裝在輪胎夾層中，在車輛組裝調試完成后即開始工作。車輛ECU中加入胎壓監測系統功能，并且車輛能夠只能識別車輛零件。在車輛更換其他零部件時不會對該系統產生不良影響。

5.2 精確化

無論是何種胎壓監測系統，測量數值應該更精準。采用新型傳感器、力學模型、信號處理方式以及更精準的算法等方法，將輪胎的真實數據反饋于駕駛員，降低各種誤差以及排除干擾。

5.3 網絡化

在監測輪胎數據時，系統能夠通過聯網對比，給出合理的數據及建議，并在危險狀態下有相應的保護措施。

5.4 自動化

當輪胎因為環境因素或者人為充氣過量或不足而氣而超出預警范圍時，能夠驅動輪胎自動充放氣系統，將胎壓控制在安全范圍內。不會因為環境的因素導致車輛出現爆胎等危險情況出現。

6 結語

汽車智能化和高電氣化的發展使得汽車的安全系統愈發收到重視，目前我國國內也已經出臺并推行相關的法規，消費者在購車時也越發考慮到車輛安全性能。汽車胎壓監控系統的技術也在不斷的發展進步，越來越多的車輛上將會應用胎壓監測系統，保證汽車和車內人員的安全。

注：“本文系2018年度廣西高校中青年教師基礎能力提升的立項項目（項目編號：2018KY1032）”。

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