汽车轮胎气压实时监控及提醒系统的现状与发展趋势

摘 要：汽车行驶过程中轮胎胎压异常会影响行车安全，容易导致爆胎从而影响驾驶员和乘客的人身安全。汽车轮胎压力检测系统（TPMS，Tire Pressure Monitoring System）作为主动安全系统元件，能够有效的预防胎压异常引起的交通安全事故。

关键词：轮胎;气压;监测系统

1 引言

今年来我国国民汽车的保有量持续增加，汽车安全越发受到人们重视。车辆行驶过程中，驾驶员最担心也是最难预防的是汽车轮胎胎压故障。当汽车轮胎胎压过高时，轮胎与地面的接触面积变小，轮胎单位面积承受的压力增大，轮胎的抓地力变小，容易引起车辆侧滑等失控现象;当汽车轮胎的胎压过低时，轮胎内部温度异常，老化磨损严重，比较容易产生爆胎。据统计在中国每年约30%是的交通事故是胎压过低或过高引起轮胎爆炸，有高达50%的高速交通事故是汽车轮胎胎压异常引起的，如何监测预防胎压异常已经成为汽车安全的重要课题之一。

TPMS（Tire Pressure Monitoring System）即汽车轮胎压力监测系统，能够实时检测轮胎胎压，胎压异常时能够及时发出警报甚至提前预警，从而保障车辆和乘客的安全。

2 胎压监测系统的组成

胎压监测系统由气门嘴与发射器总成、天线与接收器、胎压监测系统控制器、仪表指示灯组成。

发射器总成能够检测轮胎内气压与温度，并将测量结果发送给接收器。天线与接收器接收轮胎胎压数据和识别数据，并确认数据来源准确。组合仪表上能够显示车辆轮胎的多种信息，包括气压、温度、传感器电量等信息。系统判定当前胎压等信息异常时，仪表将会通过报警灯提醒驾驶员车辆轮胎胎压异常。

3 胎压检测系统的基本原理

首先设定车辆轮胎胎压的合理范围，确保设定值与车辆轮胎参数一致，当胎压偏离设定值时，胎压检测系统将发出警报。当轮胎胎压太低或者有气体泄露时，系统能够及时报警。胎压监测系统事实对车辆每个车轮轮胎的胎压、温度等信息进行检测，并将检测结果及时传递给驾驶员，使其能了解车辆轮胎的信息，保障车辆行驶安全。

4 胎压监测系统的种类及特点

目前市面上的胎压监测系统大致可分为两类：间接式TPMS、直接式TPMS。

间接式TPMS是指通过测量车辆其他参数如四轮转速，通过车轮转速差再计算出车辆胎压而非直接测量汽车轮胎压力的一种胎压监测系统。这一种检测系统无法测量出车辆轮胎的瞬时气压，在车辆转弯工况下检测困难，当车辆四个车轮同事胎压增加或降低时无法报警，灵敏度较低，在车辆行驶一段距离之后才有反应;相对于直接式监测系统，间接式结构简单，不需要更换传感器，性能良好耐用。

直接式TPMS是指通过安装在车辆轮胎内部的压力传感器对胎压进行直接测量，并将数据直接发送至接收器上的系统。直接式TMPS监测精度高，无论车辆在何种工况下都能进行监测，灵敏度高，不会出现误报;但是这种系统安装成本较高，电池耗电较快。

5 胎压监测系统的发展趋势

在中国汽车行业中，胎压监测系统还不够普及。美国政府在2007年就已经立法要求汽车制造商加速发展胎压监测系统，并对每一台新型新车均需安裝胎压检测系统，以确保行车安全。欧盟在2012年也出台了胎压监测系统强制标准，随后韩国和我国台湾地区也出台了强制标准并强制安装。与这些国家和地区相比，我国的强制安装时间较晚。

目前我国已经制定相应的国家标准，《乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》在2016年通过技术审查，自2019年1月1日起工信部宣布以强制性措施对M1类车型（M1类车包括驾驶员座位在内，座位数不超过9座的载客车。）安装胎压检测器。

随着车联网与车辆自动化、智能化的发展，车辆安全越发显得重要。汽车胎压监测系统作为主动安全预警系统中的一部分，汽车胎压实时监控技术的发展呈现一下几种趋势：

5.1 智能化

在车辆生产过程中将系统中的相应元件直接安装其他零件中，如将压力、温度传感器直接装在轮胎夹层中，在车辆组装调试完成后即开始工作。车辆ECU中加入胎压监测系统功能，并且车辆能够只能识别车辆零件。在车辆更换其他零部件时不会对该系统产生不良影响。

5.2 精确化

无论是何种胎压监测系统，测量数值应该更精准。采用新型传感器、力学模型、信号处理方式以及更精准的算法等方法，将轮胎的真实数据反馈于驾驶员，降低各种误差以及排除干扰。

5.3 网络化

在监测轮胎数据时，系统能够通过联网对比，给出合理的数据及建议，并在危险状态下有相应的保护措施。

5.4 自动化

当轮胎因为环境因素或者人为充气过量或不足而气而超出预警范围时，能够驱动轮胎自动充放气系统，将胎压控制在安全范围内。不会因为环境的因素导致车辆出现爆胎等危险情况出现。

6 结语

汽车智能化和高电气化的发展使得汽车的安全系统愈发收到重视，目前我国国内也已经出台并推行相关的法规，消费者在购车时也越发考虑到车辆安全性能。汽车胎压监控系统的技术也在不断的发展进步，越来越多的车辆上将会应用胎压监测系统，保证汽车和车内人员的安全。

注：“本文系2018年度广西高校中青年教师基础能力提升的立项项目（项目编号：2018KY1032）”。

参考文献：

[1]李永飞，高有华，侯春光.胎汽车胎压自动监测器设计  第十四届沈阳科学学术年会论文集（理工农医）2017.

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[4]鲁照权，沈俊峰.汽车轮胎压力监测系统[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2007.