TPMS技術(shù)對汽車行車安全的影響略談
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論文導(dǎo)讀：在中國高速公路上發(fā)生的交通事故有70%是由于爆胎引起的。主要區(qū)別是主動式TPMS中的輪胎模塊需要電池提供能量。被動式TPMS。主動式TPMS，TPMS技術(shù)對汽車行車安全的影響。
關(guān)鍵詞：TPMS輪胎壓力監(jiān)測，主動式TPMS，被動式TPMS，爆胎
1．引言
2008年-2009年5月，韓泰輪胎因鼓包、側(cè)裂造成11人死亡、44人受傷、車輛嚴重損壞的特大交通事故，遭遇消費者大量投訴，國家質(zhì)檢總局曝光錦湖輪胎和韓泰輪胎兩家企業(yè)輪胎存在質(zhì)量問題。根據(jù)錦湖輪胎和韓泰輪胎企業(yè)的公開資料推算，目前使用這兩家公司生產(chǎn)的輪胎的汽車可能超過一千萬輛。因此，現(xiàn)使用韓泰和錦華輪胎的這些汽車處于非常不安全狀態(tài)中。與此同時， “TPMS”生產(chǎn)廠家見機行事，大做文章，被炒得沸沸揚揚，受到汽車用戶的廣泛關(guān)注。什么是“TPMS”呢？，它是“Tire Pressure Monitoring System”的英文縮寫，中文含義為“汽車輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)”。主要用于對汽車的輪胎氣壓進行實時自動監(jiān)測，對輪胎漏氣和低氣壓進行報警，以保障行車安全。免費論文，主動式TPMS。
在汽車高速行駛過程中，輪胎破裂是最難預(yù)防的，也是突發(fā)性交通事故發(fā)生的重要原因。據(jù)統(tǒng)計，在中國高速公路上發(fā)生的交通事故有70%是由于爆胎引起的，而在美國這一比例則高達80%。怎樣防止爆胎已成為提高汽車行車安全性能一個重要課題。而保持標準的車胎氣壓行駛和及時發(fā)現(xiàn)車胎漏氣是防止爆胎的關(guān)鍵。“TPMS”—汽車胎壓監(jiān)視系統(tǒng)毫無疑問將是理想的工具。TPMS在輪胎出現(xiàn)危險征兆時及時報警，讓駕駛者立即采取措施，將事故消滅在萌芽狀態(tài)。另外，TPMS具備護胎省油作用。美國高速道路交通安全局已通過立法，要求2007年9月1日以后生產(chǎn)的全部車輛均將配備輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）。這是繼安全帶、安全氣囊之后汽車安全的第三個立法產(chǎn)品。目前，TPMS技術(shù)已經(jīng)引入國內(nèi)，車主可以自行加裝。
2 TPMS系統(tǒng)的構(gòu)成
2.1TPMS系統(tǒng)組成
TPMS系統(tǒng)主要由兩部分組成：遠程輪胎壓力監(jiān)測模塊和主機顯示模塊。輪胎壓力監(jiān)測模塊主要包含傳感器、微控制器、UHF發(fā)射器以及供電電池。輪胎監(jiān)測模塊嵌入到輪胎內(nèi)部，主要用來監(jiān)測輪胎內(nèi)部的氣壓和溫度狀況，并通過無線調(diào)制方式發(fā)送到主機顯示模塊，一個TPMS系統(tǒng)有4個或5個(包括備用胎) 輪胎壓力監(jiān)測模塊。免費論文，主動式TPMS。主機顯示模塊接收到輪胎壓力監(jiān)測模塊傳來的信號，將各個輪胎的壓力和溫度數(shù)據(jù)顯示在屏幕上，供駕駛者參考。如果輪胎的壓力或溫度出現(xiàn)異常，主機模塊根據(jù)異常情況，發(fā)出不同的報警信號，提醒駕駛者采取必要的措施。
2.2 TPMS的性能要求
TPMS采用了無線雙向通信方式對汽車輪胎的壓力和溫度進行實時監(jiān)測。TPMS模塊通常在一節(jié)鋰電池下工作，工作時間為5～10年，系統(tǒng)要求所選用的傳感器等芯片必須功耗低、在公路上運行的可靠性高、壓力傳感器誤差小以及工作壽命長等。
3. TPMS的類型
3.1間接TPMS （簡稱：WSB TPMS ）
間接式輪胎報警系統(tǒng)實際上是依靠計算輪胎滾動半徑來對氣壓進行監(jiān)測。該系統(tǒng)由以下幾個部件組成：①4個車輪轉(zhuǎn)速傳感器；②車身控制模塊；③復(fù)位開關(guān)；④輪胎壓力過低報警燈；⑤數(shù)據(jù)診斷接頭；⑥線束和連接器�，F(xiàn)在的間接式TPMS是與ABS一起使用的。ABS的車輪轉(zhuǎn)速傳感器測量每個車輪的轉(zhuǎn)速。當一個輪胎的氣壓減小時，滾動半徑就減小，而車輪的旋轉(zhuǎn)速度就相應(yīng)地加快。
當汽車行駛時，輪胎氣壓監(jiān)視系統(tǒng)接收4個車輪轉(zhuǎn)速傳感器的車輪轉(zhuǎn)速信號，進行綜合分析。當某一個輪胎的氣壓太高或不足時，輪胎的直徑就會變大或變小，車輪的轉(zhuǎn)速也相應(yīng)產(chǎn)生變化。監(jiān)視系統(tǒng)將車輪轉(zhuǎn)速的變化情況同預(yù)先儲存的標準值比較，就可得出輪胎氣壓太高或不足，從而點亮LOW TIRE報警燈。
間接式TPMS在功能上還不完善，具體表現(xiàn)為：
�、匍g接式系統(tǒng)主要依靠測量輪胎轉(zhuǎn)速來確認胎壓正常與否，在車輛停止時，間接式系統(tǒng)無法發(fā)揮作用；②如果有一個輪胎處于低壓狀態(tài)，指示燈會點亮。但是，指示燈無法識別是哪個輪胎處于低壓狀態(tài)；同一車軸或同一側(cè)的兩個輪胎都處于低壓狀態(tài)時，它無法檢測出究竟是哪個輪胎充氣不足；③間接式TPMS主要依靠比較汽車四個輪胎的情況來探知異常。如果四個輪胎的胎壓同時處于低位，則間接式TPMS無法發(fā)揮作用；④當輪胎的工作環(huán)境發(fā)生變化，如更換新輪胎時，間接式系統(tǒng)必須重新設(shè)定；⑤由于路面情況千差萬別，輪胎轉(zhuǎn)速可能的差別也很大，間接式TPMS所設(shè)定的軟件很難涵蓋所有的路面狀況。因此采用間接方法進行檢測在很大程度上依賴于輪胎和負載因素。
3.2直接TPMS（ 簡稱：PSB TPMS）
直接TPMS是利用安裝在每一個輪胎里的以鋰亞電池為電源的壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓，并通過無線電頻率調(diào)制發(fā)射到中央接收器，經(jīng)過進行分析，將結(jié)果傳送至安裝在車內(nèi)的顯示器上。監(jiān)視器隨時顯示各輪胎氣壓、溫度，駕駛者可以直觀地了解各個輪胎的氣壓狀況，當輪胎氣壓太低、滲漏、太高、或溫度太高時，系統(tǒng)就會自動報警。
由于直接式TPMS可直接測量每個輪胎的氣壓，因此當任何一個或幾個輪胎處于低壓狀態(tài)時，它們就會檢測出這種狀態(tài)。當車輛的所有四個輪胎都處于低壓狀態(tài)時也可以檢測到，直接式TPMS也可檢測到較小的壓降。免費論文，主動式TPMS。
直接式TPMS從功能和性能上均優(yōu)于間接式TPMS。許多歐洲的汽車廠商已將直接式TPMS配裝于自己的車型之中。國內(nèi)多數(shù)汽車廠家目前已開始進行這方面的研究。
直接式TPMS技術(shù)又分為主動式和被動式兩種。主要區(qū)別是主動式TPMS中的輪胎模塊需要電池提供能量，而被動式無須電池。
3.2.1主動式TPMS
主動式TPMS是利用安裝在每一個輪胎里的以鋰離子電池為電源的壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓，并通過無線調(diào)制發(fā)射到安裝在駕駛臺的監(jiān)視器上。監(jiān)視器隨時顯示各輪胎氣壓，駕駛者可以直觀地了解各個輪胎的氣壓狀況，當輪胎氣壓太低或有滲漏時，系統(tǒng)就會自動報警。
主動式技術(shù)的優(yōu)點是，它的模塊可適用于各種輪胎，但主動式TPMS傳感器/發(fā)射器需要電池提供動力，電池的壽命有限，當氣溫嚴重降低時，電池的容量就會受到影響而減少，這使得它的可靠性不夠穩(wěn)定。此外，由于電池的存在很難降低發(fā)射器的重量。
3.2.2被動式TPMS
被動式TPMS，也叫無電池TPMS，用一個中央收發(fā)器代替了一般直接式TPMS中的中央接收器。這個收發(fā)器不但要接收信號而且要發(fā)射信號，安裝在輪胎中的轉(zhuǎn)發(fā)器（代替了發(fā)射器）接收來自中央收發(fā)器的信號，同時使用這個信號的能量來發(fā)射一個反饋信號到中央收發(fā)器上。免費論文，主動式TPMS。這就使得安裝在輪胎內(nèi)部的氣壓監(jiān)測器發(fā)送數(shù)據(jù)不需要電池，從而解決了上述因電池所帶來的問題。雖然此技術(shù)不用電池供電，但是它需要將轉(zhuǎn)發(fā)器整合至輪胎中，這牽涉到各輪胎制造商需建立共同的標準才有可能。因此，無電池TPMS短期內(nèi)還難以流行。
4. TPMS的局限性
目前，許多廠家把TPMS稱之為汽車的“主動安全系統(tǒng)”。必須要指出的是TPMS的工作方式?jīng)Q定了無論是間接式TPMS還是直接式TPMS，到目前為止它都不是真正解決避免汽車在高速行駛中由于爆胎發(fā)生車禍的有效手段，它僅僅是一個車輪爆胎前的預(yù)報裝置。
事實上，在行車中如果某個車輪氣壓不正常發(fā)生漏氣而TPMS突然報警，往往會導(dǎo)致駕駛員在慌亂中急忙踩下剎車踏板，進行緊急制動。由于車輪在快速行駛中緊急剎車要克服車輛行駛慣性，導(dǎo)致車輛重心前移，使兩個前輪上的正向壓力成倍增加，同時由于輪胎與路面之間的壓力增加而導(dǎo)致摩擦力成倍增加，輪胎與地面的磨損急劇增加而加劇了爆胎的可能性，反而導(dǎo)致了不安全性增加。免費論文，主動式TPMS。
由于TPMS是一個獨立控制系統(tǒng)，它的信號不參與車輛行駛控制系統(tǒng)，且一般情況下車輪在行駛中從漏氣到爆胎的整個過程所需要的時間非常短暫，一旦某個車輪發(fā)生爆胎，如果在短時間內(nèi)不能有效控制汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)，使其聯(lián)動進行智能控制，仍然會導(dǎo)致汽車行駛方向改變，掉頭甩尾或側(cè)滑等情況而發(fā)生交通事故。免費論文，主動式TPMS。欲使其真正實現(xiàn)車輛的“主動安全”，應(yīng)將TPMS控制信號加入汽車行車控制中心，一旦發(fā)生車輪漏氣，通過行車電腦對車輛進行綜合控制和智能制動，才能真正避免爆胎、行車轉(zhuǎn)向、翻車等惡性事故的發(fā)生。因此，TPMS欲使汽車的行車安全性真正得到保障和提高，還有很長的一段路要走。
