淺談胎壓監(jiān)測系統(tǒng)TPMS的類型和標(biāo)準(zhǔn)實施現(xiàn)狀

王勇

摘 要：胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）可以在汽車動態(tài)和靜態(tài)下監(jiān)測每個輪胎的氣壓，對輪胎氣壓過低、氣壓過高、漏氣狀態(tài)及時報警，并實時顯示相關(guān)數(shù)值，淺談TPMS系統(tǒng)的類型和標(biāo)準(zhǔn)實施現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：胎壓監(jiān)測 TPMS類型 標(biāo)準(zhǔn)實施

中圖分類號：TP277 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）03（c）-0026-02

有資料顯示，每年發(fā)生在中國的交通事故中，約有30%是因輪胎胎壓過低導(dǎo)致摩擦過熱爆炸、或因輪胎胎壓過高直接引起爆炸，而高速公路交通事故中由胎壓問題引起的比率高達50%。另據(jù)美國汽車工程師學(xué)會（SAE）的調(diào)查研究顯示，美國每年有26萬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)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2016年1～12月我國汽油消費量11 983.1萬噸，同比上漲3.4%，據(jù)有關(guān)專家統(tǒng)計，如果僅保持乘用車胎壓正常，每年就可節(jié)約汽油消耗約220萬噸，節(jié)約燃油費用100億元，按乘用車保有量年均增長8%計算，節(jié)約的能源也會隨之相應(yīng)增長。由此可見，如果能保證輪胎的胎壓和溫度維持在一個標(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)能減排層面來講，輪胎壓力監(jiān)測系統(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)測系統(tǒng)概念

胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（Tire Pressure Monitoring System，TPMS），是一種采用無線傳輸技術(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)主機上，并通過數(shù)字化的形式實時顯示胎壓和溫度等數(shù)據(jù)，并在胎壓出現(xiàn)異常時以蜂鳴或語音等形式提醒駕駛者進行預(yù)警的汽車主動安全系統(tǒng)[2]。

2 輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)類型

輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）可分為兩種類型[3]：一種是間接式TPMS，這種類型是通過汽車ABS防抱死系統(tǒng)的輪速傳感器來獲取輪胎的輪速信號，當(dāng)某一車輪胎壓降低時，則該車輪的滾動半徑變小，導(dǎo)致該車輪的轉(zhuǎn)速比其他車輪快，通過比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別，以達到監(jiān)視胎壓的目的。簡單來說就左右兩個輪胎同時行駛在路上，如果其中的一個發(fā)生了漏氣，那就破壞了之前的平衡，監(jiān)測系統(tǒng)會根據(jù)這種不平衡來鑒別輪胎發(fā)生了異常，從而提醒駕駛員需要注意了，由于現(xiàn)在國家法規(guī)強制要求除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)，市場上大部分的汽車都配備了該類型的胎壓監(jiān)測系統(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)的主要缺點是無法對兩個以上輪胎同時缺氣的狀況和速度超過100 km/h的情況進行判斷；由于此系統(tǒng)只能通過聲或（和）光信號來對輪胎氣壓異常進行報警，故其不能準(zhǔn)確的確定哪一個輪胎出現(xiàn)了異常。

另一種是直接式TPMS，這一類型的胎壓監(jiān)測系統(tǒng)是通過安裝在每一個輪胎內(nèi)的壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓，然后通過無線發(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)測到的各輪胎氣壓進行顯示和監(jiān)視，有些還能同時將輪胎的溫度一起顯示出來，當(dāng)胎壓太高、太低或有滲漏時，系統(tǒng)會自動報警，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)測裝置和內(nèi)置式胎壓監(jiān)測裝置。外置式胎壓監(jiān)測裝置由4個直接安裝在輪胎氣門嘴上的壓力傳感器、安裝在點煙器上的無線接收器、電源和壓力傳感器防盜裝置組成，只要車輛一啟動，輪胎壓力就會顯示在無線接收器上，安裝方便，是汽車后市場的主要后裝設(shè)備，但是此類胎壓監(jiān)測裝置只有在車輛啟動時顯示一次輪胎的胎壓值，而在車輛行駛中是無法實時顯示輪胎胎壓值的，因此其不能對行駛中的輪胎狀況進行監(jiān)測預(yù)警。

而內(nèi)置式胎壓監(jiān)測系統(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，直接測量輪胎氣壓，并通過無線視頻信號發(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處理后發(fā)送到安裝在駕駛室臺前的儀表盤上，用來顯示輪胎氣壓，這種直接式TPMS能夠?qū)崟r監(jiān)測并顯示輪胎氣壓，當(dāng)胎壓出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)會自動報警。極大地提高了汽車高速行駛的主動安全性。這一類直接式TPMS的主要缺點是在輪輞上安裝壓力傳感器破壞了車輪的動平衡，同時傳感器感應(yīng)模塊電池供電困難，對無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)測系統(tǒng)（TPMS）在國內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)實施情況

縱觀國外，美國是全球范圍內(nèi)最早立法將TPMS列為汽車標(biāo)準(zhǔn)配置的國家，2003年11月，美國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，所有在美國銷售的最大設(shè)計總質(zhì)量不超過4 536 kg的四輪乘用車和商用車都必須安裝輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)[4，8]；歐盟ECE R64法規(guī)要求，所有歐盟認證的最大總質(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日強制實行[5]；韓國法規(guī)要求3.5 t以下的乘用車從2013年1月1日起新車型強制安裝TPMS，到2014年6月30日起所有車型強制安裝；我國臺灣地區(qū)也明確要求從2013年11月1日起，M1和N1類新車型強制安裝TPMS；而伊朗也在2015年出臺了強制性國家標(biāo)準(zhǔn)并實行。

反觀國內(nèi)，國家有關(guān)部門（工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會工業(yè)一部、全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、汽車電子與電磁兼容分技術(shù)委員會）早在2011年就出臺了《基于胎壓監(jiān)測模塊的汽車胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)》（GB/T26149-2010）的推薦性標(biāo)準(zhǔn)[6，7]。自2006年以來，中國汽車市場經(jīng)歷了“黃金十年”，汽車不再是奢侈品，越來越多的整車廠將中高端車型前裝TPMS，而在汽車后市場領(lǐng)域TPMS的后裝率也呈上升趨勢，但是由于缺少強制性國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，中國市場的TPMS應(yīng)用情況并不樂觀。由于TPMS在汽車靜態(tài)和動態(tài)均能監(jiān)測所有輪胎的氣壓，對輪胎氣壓過低、氣壓過高、漏氣狀態(tài)及時報警，而且世界各國近年來十分重視在車輛上強制安裝使用TPMS，所以，我國TPMS強制性國家標(biāo)準(zhǔn)的制定和出臺就顯得很緊迫了。

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

根據(jù)專家統(tǒng)計，2013年全球TPMS需求量已達2939萬套，裝配率高達33.67%，預(yù)計隨著歐盟等地區(qū)TPMS產(chǎn)品的不斷普及，2017年全球TPMS需求量將達到5 477萬套，年均增長15%左右，裝配率有望超過50%；中國市場，2011年前裝需求量約為100多萬套，2013年增加到247萬套，增速遠高于全球市場，未來3～5年，從美國的經(jīng)驗來看，隨著強制性標(biāo)準(zhǔn)的出臺，必將促進TPMS技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)的有序發(fā)展，中國TPMS產(chǎn)業(yè)會迎來一個快速發(fā)展時期，這也必將推動中國汽車電子安全系統(tǒng)的升級發(fā)展。

4 結(jié)語

由于沒有強制性國家標(biāo)準(zhǔn)，目前市場上前裝TPMS系統(tǒng)和汽車后裝TPMS系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)不統(tǒng)一，報警時間、報警臨間值參差不齊，甚至絕大部分都不符合2011年就出臺的推薦性標(biāo)準(zhǔn)GB/T26149-2010《基于胎壓監(jiān)測模塊的汽車胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)》要求，可見沿用推薦性標(biāo)準(zhǔn)制定的《乘用車輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)的性能要求和試驗方法》（GB26149）強制性國家標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實施，對完善我國汽車電氣電子標(biāo)準(zhǔn)體系、引導(dǎo)TPMS產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展、規(guī)范我國TPMS產(chǎn)品使用具有積極意義，也將大力推動汽車技術(shù)提升和推廣應(yīng)用，進一步提高我國道路交通安全和節(jié)能環(huán)保水平。

參考文獻

[1] 趙慶龍，何超.豐田公司車輛輪胎氣壓報警系統(tǒng)原理及使用[J].汽車安全，2003（1）：51-53.

[2] 何志軍，牛永強，晉蕾，等.汽車安全新技術(shù)TPMS[J].研究與開發(fā)，2014（7）：60-62.

[3] 劉全有，趙福全，楊安志，等.TPMS的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2010（12）：3-5.

[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)測模塊的汽車胎氣壓監(jiān)測系統(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].