胎压监测系统(TPMS)技术与设计考虑 TPMS 对于提高汽车安全性有举足轻重的影响,轮胎是汽车和路面唯一直接接触的部分。轮胎过于膨胀或处于充气不足状态都会影响汽车安全性。有很多车祸都因轮胎出现状况而导致的。美国高速公路安全协会(NHTSA)也因此立法强制实施TPMS。 各种TPMS 系统技术和市场状况 目前TPMS 主要有三种实现方式:直接TPMS 系统、间接TPMS 系统和正在推出的混合TPMS。 现在的间接TPMS 是与车辆的防抱死系统(ABS)一起使用的。ABS 采用车轮转速传感器测量每个车轮的转速。当一个轮胎的气压减小时,滚动半径就减小,而车轮的旋转速度就相应地加快。 这个比率可用下列等式来表达(见公式1)。 如果这个比率偏离设定的公差,一个或更多轮胎就会过于膨胀或处于充气不足状态。然后,指示灯会提示司机,有一个轮胎处于低压状态。但是,间接TPMS 有一定的局限性。第一是指示灯无法指出是哪个轮胎处于低压状态。第二,当同一车轴或同一侧的两个轮胎都处于低压状态时,它无法检测出究竟是哪个轮胎充气不足。第三,如果所有四个轮胎都处于低压状态,该系统不会发现这一故障。另外,气压不足时轮胎直径的减少和气压的降低非常微小。对于薄胎来说,69kPa (~10 psi)的压降只会使直径减小 1mm。这种压降不符合美国的最终判定规则(Final Ruling)所规定的25%原则,采用间接方法进行检测在很大程度上依赖于轮胎和负载因子。 直接TPMS 采用固定在每个车轮中的压力传感器直接测量每个轮胎的气压。然后,这些传感器会通过发送器将胎压数据发送到中央接收器进行分析,分析结果将被传送至安装在车内的显示器上。显示器的类型和当今大多数车辆上装配的简单的胎压指示器不同,它可以显示每个轮胎的实际气压,甚至还包括备用轮胎的气压。因此,直接TPMS 可以连接至显示器,告诉司机哪个轮胎充气不足。由于直接TPMS 可直接测量每个轮胎的气压,因此当任何一个或几个轮胎处于低压状态时,它们都会检测出这种状态,当车辆的所有四个轮胎都处于低压状态时也可以检测到。直接TPMS 也可检测到较小的压降。有些系统甚至可以检测到 7 kPa (~1.0 psi)的压降。 为满足多轮压力检测要求,常规的间接TPMS 需要在系统中安装两个额外的胎压传感器和一个射频接收器。胎压传感器要安装在车轮上,两个传感器呈对角安装。由于系统安装了直接气压传感器,混合 TPMS 能够克服常规直接TPMS 的局限性,它们能够检测到在同一个车轴或车辆同一侧的...