淺談胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)TPMS的類型和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施現(xiàn)狀

王勇

摘 要：胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）可以在汽車動(dòng)態(tài)和靜態(tài)下監(jiān)測(cè)每個(gè)輪胎的氣壓，對(duì)輪胎氣壓過(guò)低、氣壓過(guò)高、漏氣狀態(tài)及時(shí)報(bào)警，并實(shí)時(shí)顯示相關(guān)數(shù)值，淺談TPMS系統(tǒng)的類型和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：胎壓監(jiān)測(cè) TPMS類型 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）03（c）-0026-02

有資料顯示，每年發(fā)生在中國(guó)的交通事故中，約有30%是因輪胎胎壓過(guò)低導(dǎo)致摩擦過(guò)熱爆炸、或因輪胎胎壓過(guò)高直接引起爆炸，而高速公路交通事故中由胎壓?jiǎn)栴}引起的比率高達(dá)50%。另?yè)?jù)美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)（SAE）的調(diào)查研究顯示，美國(guó)每年有26萬(wàn)起交通事故是由于輪胎氣壓低或滲漏造成的，由爆胎引發(fā)的事故占事故總數(shù)的80%[1]。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2016年1～12月我國(guó)汽油消費(fèi)量11 983.1萬(wàn)噸，同比上漲3.4%，據(jù)有關(guān)專家統(tǒng)計(jì)，如果僅保持乘用車胎壓正常，每年就可節(jié)約汽油消耗約220萬(wàn)噸，節(jié)約燃油費(fèi)用100億元，按乘用車保有量年均增長(zhǎng)8%計(jì)算，節(jié)約的能源也會(huì)隨之相應(yīng)增長(zhǎng)。由此可見(jiàn)，如果能保證輪胎的胎壓和溫度維持在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，既能使汽車爆胎、毀胎的概率減小，又能降低油耗和車輛零部件的損壞，所以從汽車安全和節(jié)能減排層面來(lái)講，輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）應(yīng)與安全氣囊、ABS一樣作為汽車的三大標(biāo)配系統(tǒng)。

1 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概念

胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（Tire Pressure Monitoring System，TPMS），是一種采用無(wú)線傳輸技術(shù)，利用固定于汽車輪胎內(nèi)的高靈敏度微型無(wú)線傳感裝置在行車或靜止的狀態(tài)下采集汽車輪胎壓力、溫度等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到車內(nèi)主機(jī)上，并通過(guò)數(shù)字化的形式實(shí)時(shí)顯示胎壓和溫度等數(shù)據(jù)，并在胎壓出現(xiàn)異常時(shí)以蜂鳴或語(yǔ)音等形式提醒駕駛者進(jìn)行預(yù)警的汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)[2]。

2 輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)類型

輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）可分為兩種類型[3]：一種是間接式TPMS，這種類型是通過(guò)汽車ABS防抱死系統(tǒng)的輪速傳感器來(lái)獲取輪胎的輪速信號(hào)，當(dāng)某一車輪胎壓降低時(shí)，則該車輪的滾動(dòng)半徑變小，導(dǎo)致該車輪的轉(zhuǎn)速比其他車輪快，通過(guò)比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別，以達(dá)到監(jiān)視胎壓的目的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就左右兩個(gè)輪胎同時(shí)行駛在路上，如果其中的一個(gè)發(fā)生了漏氣，那就破壞了之前的平衡，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)這種不平衡來(lái)鑒別輪胎發(fā)生了異常，從而提醒駕駛員需要注意了，由于現(xiàn)在國(guó)家法規(guī)強(qiáng)制要求除N1類貨車（總質(zhì)量小于3.5 t）之外的所有車輛都必須安裝ABS系統(tǒng)，市場(chǎng)上大部分的汽車都配備了該類型的胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，或者都可以很容易的添加此功能，成本比較低，此類胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)目前在一些中低端轎車上使用比較多；此系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是無(wú)法對(duì)兩個(gè)以上輪胎同時(shí)缺氣的狀況和速度超過(guò)100 km/h的情況進(jìn)行判斷；由于此系統(tǒng)只能通過(guò)聲或（和）光信號(hào)來(lái)對(duì)輪胎氣壓異常進(jìn)行報(bào)警，故其不能準(zhǔn)確的確定哪一個(gè)輪胎出現(xiàn)了異常。

另一種是直接式TPMS，這一類型的胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是通過(guò)安裝在每一個(gè)輪胎內(nèi)的壓力傳感器來(lái)直接測(cè)量輪胎的氣壓，然后通過(guò)無(wú)線發(fā)射器將各輪胎的氣壓數(shù)據(jù)直接發(fā)送到中央處理器上，并將監(jiān)測(cè)到的各輪胎氣壓進(jìn)行顯示和監(jiān)視，有些還能同時(shí)將輪胎的溫度一起顯示出來(lái)，當(dāng)胎壓太高、太低或有滲漏時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，這種直接式TPMS可適用于各廠牌的輪胎，是當(dāng)前的主流技術(shù)。

直接式TPMS又包括外置式胎壓監(jiān)測(cè)裝置和內(nèi)置式胎壓監(jiān)測(cè)裝置。外置式胎壓監(jiān)測(cè)裝置由4個(gè)直接安裝在輪胎氣門嘴上的壓力傳感器、安裝在點(diǎn)煙器上的無(wú)線接收器、電源和壓力傳感器防盜裝置組成，只要車輛一啟動(dòng)，輪胎壓力就會(huì)顯示在無(wú)線接收器上，安裝方便，是汽車后市場(chǎng)的主要后裝設(shè)備，但是此類胎壓監(jiān)測(cè)裝置只有在車輛啟動(dòng)時(shí)顯示一次輪胎的胎壓值，而在車輛行駛中是無(wú)法實(shí)時(shí)顯示輪胎胎壓值的，因此其不能對(duì)行駛中的輪胎狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警。

而內(nèi)置式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般由儀表盤、車載接收器和傳感器三大部分組成。傳感器與氣門嘴集成在一體安裝在輪輞上，直接測(cè)量輪胎氣壓，并通過(guò)無(wú)線視頻信號(hào)發(fā)射到安裝在駕駛室里的車載接收器上，車載接收器將接收到的視頻信號(hào)處理后發(fā)送到安裝在駕駛室臺(tái)前的儀表盤上，用來(lái)顯示輪胎氣壓，這種直接式TPMS能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)并顯示輪胎氣壓，當(dāng)胎壓出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。極大地提高了汽車高速行駛的主動(dòng)安全性。這一類直接式TPMS的主要缺點(diǎn)是在輪輞上安裝壓力傳感器破壞了車輪的動(dòng)平衡，同時(shí)傳感器感應(yīng)模塊電池供電困難，對(duì)無(wú)線通信可靠性要求較高，這類直接式TPMS成本較高，一般只有在中檔以下汽車上安裝。

3 輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）在國(guó)內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施情況

縱觀國(guó)外，美國(guó)是全球范圍內(nèi)最早立法將TPMS列為汽車標(biāo)準(zhǔn)配置的國(guó)家，2003年11月，美國(guó)公路交通安全管理局（NTHTSA）制定了新版汽車安全技術(shù)法規(guī)，要求2007年9月1日以后，所有在美國(guó)銷售的最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量不超過(guò)4 536 kg的四輪乘用車和商用車都必須安裝輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[4，8]；歐盟ECE R64法規(guī)要求，所有歐盟認(rèn)證的最大總質(zhì)量小于3 500 kg的M1類和N1類車輛從2012年11月1日必須安裝TPMS系統(tǒng)，2014年11月1日強(qiáng)制實(shí)行[5]；韓國(guó)法規(guī)要求3.5 t以下的乘用車從2013年1月1日起新車型強(qiáng)制安裝TPMS，到2014年6月30日起所有車型強(qiáng)制安裝；我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)也明確要求從2013年11月1日起，M1和N1類新車型強(qiáng)制安裝TPMS；而伊朗也在2015年出臺(tái)了強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并實(shí)行。

反觀國(guó)內(nèi)，國(guó)家有關(guān)部門（工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)工業(yè)一部、全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、汽車電子與電磁兼容分技術(shù)委員會(huì)）早在2011年就出臺(tái)了《基于胎壓監(jiān)測(cè)模塊的汽車胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)》（GB/T26149-2010）的推薦性標(biāo)準(zhǔn)[6，7]。自2006年以來(lái)，中國(guó)汽車市場(chǎng)經(jīng)歷了“黃金十年”，汽車不再是奢侈品，越來(lái)越多的整車廠將中高端車型前裝TPMS，而在汽車后市場(chǎng)領(lǐng)域TPMS的后裝率也呈上升趨勢(shì)，但是由于缺少?gòu)?qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，中國(guó)市場(chǎng)的TPMS應(yīng)用情況并不樂(lè)觀。由于TPMS在汽車靜態(tài)和動(dòng)態(tài)均能監(jiān)測(cè)所有輪胎的氣壓，對(duì)輪胎氣壓過(guò)低、氣壓過(guò)高、漏氣狀態(tài)及時(shí)報(bào)警，而且世界各國(guó)近年來(lái)十分重視在車輛上強(qiáng)制安裝使用TPMS，所以，我國(guó)TPMS強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定和出臺(tái)就顯得很緊迫了。

2016年9月27日，全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)汽車電子與電磁兼容分標(biāo)委在北京召開(kāi)審查會(huì)，重點(diǎn)審查了胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電磁兼容、功能安全等重要標(biāo)準(zhǔn)，討論三年之久的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《乘用車輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的性能要求和試驗(yàn)方法》（GB26149）最終通過(guò)審核，這就意味著TPMS強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)很快出臺(tái)并執(zhí)行，根據(jù)會(huì)議內(nèi)容顯示，我國(guó)M1類車型TPMS強(qiáng)制安裝的統(tǒng)一時(shí)間表為：2019年1月1日起，中國(guó)市場(chǎng)所有新認(rèn)證車必須安裝TPMS， 2020年1月1日起，所有在產(chǎn)車開(kāi)始實(shí)施強(qiáng)制安裝要求。

根據(jù)專家統(tǒng)計(jì)，2013年全球TPMS需求量已達(dá)2939萬(wàn)套，裝配率高達(dá)33.67%，預(yù)計(jì)隨著歐盟等地區(qū)TPMS產(chǎn)品的不斷普及，2017年全球TPMS需求量將達(dá)到5 477萬(wàn)套，年均增長(zhǎng)15%左右，裝配率有望超過(guò)50%；中國(guó)市場(chǎng)，2011年前裝需求量約為100多萬(wàn)套，2013年增加到247萬(wàn)套，增速遠(yuǎn)高于全球市場(chǎng)，未來(lái)3～5年，從美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，隨著強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，必將促進(jìn)TPMS技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的有序發(fā)展，中國(guó)TPMS產(chǎn)業(yè)會(huì)迎來(lái)一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期，這也必將推動(dòng)中國(guó)汽車電子安全系統(tǒng)的升級(jí)發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

由于沒(méi)有強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，目前市場(chǎng)上前裝TPMS系統(tǒng)和汽車后裝TPMS系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)不統(tǒng)一，報(bào)警時(shí)間、報(bào)警臨間值參差不齊，甚至絕大部分都不符合2011年就出臺(tái)的推薦性標(biāo)準(zhǔn)GB/T26149-2010《基于胎壓監(jiān)測(cè)模塊的汽車胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)》要求，可見(jiàn)沿用推薦性標(biāo)準(zhǔn)制定的《乘用車輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的性能要求和試驗(yàn)方法》（GB26149）強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施，對(duì)完善我國(guó)汽車電氣電子標(biāo)準(zhǔn)體系、引導(dǎo)TPMS產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展、規(guī)范我國(guó)TPMS產(chǎn)品使用具有積極意義，也將大力推動(dòng)汽車技術(shù)提升和推廣應(yīng)用，進(jìn)一步提高我國(guó)道路交通安全和節(jié)能環(huán)保水平。

參考文獻(xiàn)

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[4] NHTSA Federal Motor Vehicle Safety Standards；Tire Pressure Monitoring Systems；Controls and Displays[Z].

[5] ECE R64 Revision 1-Amendment 2Uniform provisions concerning the approval of vehicles with regard totheir equipment which may include： a temporary use spare unit， runflat-tyres， and/or a run flat-system，and/or a tyrepressure monitoringsystem[Z].

[6] GB/T 26149-2010，基于胎壓監(jiān)測(cè)模塊的汽車胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[S].

[7] ISO 21750-2006，Road vehicles—Safety enhancementin conjunction with tyre inflationpressure monitoring[S].

[8] SAE J2657-2004，Tire Pressure Monitoring Systems for Light Duty Highway Vehicles[S].