汽车轮胎气压监测系统开发现状与展望1概述汽车高速行驶中，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防，也是突发性交通事故发生重要原因。据统计，国内高速公路上，由爆胎引发交通事故占事故总数７０％。美国，这一比例更高达８０％[1]。爆胎造成经济损失巨大，怎样防止爆胎已成为安全驾驶一个重要课题，研究表明，保持标准车胎气压行驶和及时发现车胎漏气是防止爆胎关键。汽车轮胎气压监测系统TPMS（TirePressureMonitoringSystem）应运而生。2000年11月1日，美国总统克林顿签署批准了国会修改联邦运输法提案，要求2003年11月以后新车把轮胎气压监测系统作为标准配置[2]。而最新中华人民共和国国家标准"机动车运行安全技术条件"（征求意见稿2003年11月24日）中安全防护装置条款中有一条："车长大于6m长途客车和旅游客车、最大设计总质量大于12000kg载货汽车和载货牵引车应安装轮胎压力报警装置"，"有关部分机动车应安装轮胎压力报警装置要求，自本标准发布之日起第25个月开始对新注册车实施。"可见我国政府也开始重视汽车轮胎气压监测设备发展和应用。2轮胎气压监测系统组成及工作原理目前，TPMS主要分为两种类型，一种是Wheel-SpeedBasedTPMS（间接式TPMS）。另一种是Pressure-SensorBasedTPMS（直接式TPMS）。2001年7月，美国运输部和国家高速公路安全管理局联合对现有两种TPMS系统进行了评价，评价报告认为PSBTPMS从功能和性能上均优于WSBTPMS，使研制直接式TPMS成为流行趋势。2.1间接式TPMS间接式TPMS是汽车ABS系统轮速传感器来比较车轮之间转速差别，以达到监视胎压目。以上海通用别克轿车安装轮胎气压监测系统（TIMS）为例。该系统由以下几个部件组成：①4个车轮转速传感器；②车身控制模块(BCM)；③复位开关；④轮胎压力过低〔LOWTIRE)报警灯；⑤数据诊断接头(DLC)；⑥线束和连接器。当汽车行驶时，轮胎气压监视系统接收4个车轮转速传感器车轮转速信号，进行综合分析。当某一个轮胎气压太高或不足时，轮胎直径就会变大或变小，车轮转速也相应产生变化。监视系统将车轮转速变化情况同预先储存标准值比较，就可出轮胎气压太高或不足，点亮LOWTIRE报警灯。该类型系统主要缺点是无法对两个以上轮胎同时缺气状况和速度超过100公里/小时情况进行判断。2.2直接式TPMS直接式TPMS技术又分为主动式(Active)和被动式(Passive)两种。主要区别是主动式TPMS中轮胎模块需要电池提供能量，而被动式无须电池。2.2.1主动式TPMS主动式TPMS是利用安装每一个轮胎里以锂离子电池为电源压力传感器来直接测量轮胎气压，并无线调制发射到安装驾驶台监视器上。监视器随时显示各轮胎气压，驾驶者可以直观了解各个轮胎气压状况，当轮胎气压太低或有渗漏时，系统就会自动报警。以加拿大Smartire轮胎智能监测系统为例。系统主要由传感发射器、接收器和显示器组成。主动式技术优点是，它是一成熟技术，开发出来模块可适用于各厂牌轮胎，但主动式TPMS传感器/发射器需要电池提供动力，不可避免带来一些弊端，如电池寿命有限；当气温严重降低时，电池容量就会受到影响而减少；这使它可靠性不够稳定。此外，电池化学物质也会导致环境问题，同时电池存很难降低发射器重量。2.2.2被动式TPMS被动式TPMS，也叫无电池TPMS，用一个中央收发器（centraltransceiver）代替了一般直接式TPMS中中央接收器。这个收发器要接收信号要发射信号，安装轮胎中转发器（transponder）（代替了发射器）接收来自中央收发器信号，同时使用这个信号能量来发射一个反馈信号到中央收发器上。这就使安装轮胎内部气压监测器发送数据不需要电池，解决了上述因电池所带来问题。此技术不用电池供电，它需要将转发器(Transponder)整合至轮胎中，这牵涉到各轮胎制造商需建立共同标准才有可能。，无电池TPMS短期内还难以流行。3轮胎气压监测系统开发研究现状分析迄今，国外已有许多车型装配了TPMS，这些车型有：奥迪系列：A8、A6Allroad、A8Nachfolger(D3)、RS6BentleyMidSizeBentley(MSB)；宝马系列：7系列、5系列、3系列、X5、Series7(新)、Series5（新)、X3；奔驰系列：E-ClassAMG、CL、S-Class、SL-Roadster、E-Class、Maybach、S-Class(新)、SL-Class、SLR；法拉利系列：575Maranello、Enzo、F137、ModenaMaseratiM139(Projektname)；保时捷系列：Cayenne、Boxster、91