厦门市捷迈电子有限公司  

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轮胎气压状态直接影响着车辆的安全性、燃油经济性以及轮胎寿命。轮胎气压过低、轮胎气压过高、或是轮胎的快速漏气,都会对行车安全带来极大的隐患,甚至直接导致爆胎的发生和车辆操控性变差酿成事故。汽车轮胎缺气行驶时,与地面的摩擦阻力增加,会增加油耗,还会加速轮胎的磨损。在美国每年的轮胎事故造成414人丧身,10275人受伤,20%的爆胎事故是由气压不足引起的,美国每年通过维持合适的汽车轮胎气压可以减少10%的汽油用量并节省约20亿美元,如将轮胎平均寿命延长5%,每年可少产生一亿个废轮胎。所以保持轮胎的气压处于正常值,不但有利于车辆安全,而且能够节约油耗,延长轮胎的使用寿命。 轮胎气压监测系统(TPMS)正是基于对汽车轮胎气压状态监测这样的需求而设计开发的一项提高汽车主动安全性的新型汽车电子装置,它能够实时监测车辆轮胎的气压,对轮胎气压过低或过高,以及快速漏气等状态进行监测报警。提醒驾驶者保持汽车在正常气压下行驶,可有效预防一般性爆胎的发生、节约车辆的燃油消耗,延长轮胎的寿命。 目前国内外的TPMS产品从技术路线上主要分为两大类型,即间接式和直接式。所谓的间接式,就是不直接测量轮胎的气压,而是利用ABS系统的轮速传感器获取轮胎的转速信息,再通过理论计算判断轮速差,进而判断某一轮缺气。所谓的直接式,就是由传感器直接测量每个轮胎的气压,通过无线通讯将数据信息传送至接收器和中央处理器进行运算,从而实现对车辆轮胎气压的监测和报警。 间接式TPMS由于自身存在的技术缺陷已不是主流技术方案,即便是改进后的混合式系统,也不被市场所看好。目前在全球OEM市场中已有超过90%采用直接式TPMS。目前直接式的TPMS还有一些技术难点需解决和突破,国外主流产品的技术指标以及安全性和可靠性也还有待提高。 近年,国内对TPMS的研究开发也逐渐成为热点,许多汽车电子企业纷纷将目光投向该领域,目前国内已有数十家TPMS生产企业,主要集中在直接式TPMS领域,经过几年的发展和积累,某些企业已掌握了核心技术,产品在安全性技术指标以及可靠性方面已处于世界领先水平。国内整车OEM市场刚刚起步,但整车企业对该系统并没有想象中的热衷,一方面这是一个全新的产品,如何评价和测试TPMS的优劣没有太多经验积累,另一方面该产品没有国家标准和法规的要求,而一般企业对国外的法规和标准也所知甚少。 目前国际上TPMS的法规和标准很少。美国是世界上第一个也是目前惟一一个制定并强制实施TPMS法规的国家,2005年制定了FMVSS138法规,要求2007年9月以后,所有在美国销售的最大设计总质量不超过4536kg的四轮车辆都必须安装TPMS。国际标准化组织(ISO)于2006年发布了TPMS国际标准ISO 21750:2006。美国汽车工程师学会也在2004年月制定了关于轻型车辆TPMS的标准SAE J 2657。以上三个标准从不同方面对TPMS系统给出了要求,但这些标准有着如下的缺点:一是技术指标相对较低,没有体现出产品应有的安全性;二是评价指标不全面,仅仅满足这些国外法规和标准,其产品并不一定安全、可靠和经济。这样低水平的标准不能对TPMS产品做出很好的评价和测试(区分不出好坏),而且导致企业缺乏研发的动力。 综上所述,无论是从评价TPMS的性能和产品质量角度出发,还是从规范和引导TPMS产业的健康发展考虑,汽车行业都迫切需要制定中国的TPMS标准,而制定标准的前提,就要分析TPMS的特性,确定评价的技术指标,并针对技术指标确定测试方法。 本文通过广泛调研和搜集国内外TPMS产品的性能和技术指标,对比分析采用不同技术路线的差异和优缺点,同时结合国外TPMS标准和法规的研究分析,提出了TPMS应具备的基本功能指标、信号接收可靠性指标、无线电发射特性指标、以及零部件电气和环境适应性指标等多方面具体的要求,对TPMS产品进行全面的评价,并研究确定了每个技术指标相对应的测试方法,形成了一套完整的TPMS系统评价指标和试验方法,使得满足该评价指标并通过测试的TPMS产品,是安全、可靠、节能、经济的产品。例如创新性地提出更短的6 s欠压报警响应时间(国外法规是20 min);创新性地提出静态和动态信号接收可靠性要求;创新性地提出无线信号发射特性要求(要求降低发射功率和发射时间以避免相互干扰);创新性地提出胎压显示功能、开机自检功能、胎压过高报警功能、快速漏气报警功能等。 本文通过对乘用车、大型客车、大型货车等不同类型车辆进行TPMS验证试验,不但对确定的评价指标和测试方法进行了可行性和有效性的验证,而且还验证了TPMS不但适用于四轮乘用车,而且同样适用于多轮胎、大尺寸、结构复杂的大型商用车辆,这样的验证试验在国际该领域尚属首次。 本文建议以此研究得出的评价指标和测试方法为主要技术内容制定一个领先于国际水平的中国TPMS标准,不但能够规范和引导中国TPMS产业的健康发展,而且向世界展示中国在汽车电子技术领域的新发展和新贡献。由于目前国外先进国家TPMS标准法规技术指标过低、且具有明显的技术缺陷,中国TPMS标准将会对全球TPMS产品的研发和市场产生重大影响,我国已掌握TPMS核心技术的自主创新企业将会由此赢得先机,形成竞争优势。