新君威胎压检测系统故障
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发布时间：2022-04-23 15:56
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时间：2023-06-29 22:05
TPMS是汽车轮胎压力监视系统 “Tire Pressure Monitoring System”的英文缩写形式，主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气和低气压进行报警，以保障行车安全。
汽车为什么要安装汽车胎压监测系统？
在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发*通事故发生的重要原因。据统计，在中国高速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起的，而在美国这一比例则高达80%。怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题。据国家橡胶轮胎质量监督中心的专家分析，保持标准的车胎气压行驶和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。而TPMS——汽车胎压监测系统毫无疑问将是理想的工具。
汽车轮胎压力监视系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，并对各轮胎气压进行显示及监视，当轮胎气压太低或有渗漏时，系统会自动报警。
当年，由于凡世通（Firestone）轮胎的质量问题，造成了超过100人死亡和400人受伤，此事引起了业界和美国*的高度关注，普利斯通/凡世通公司*收回650万只轮胎。据美国汽车工程师学会最近的调查，美国每年有26万交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的，另外，每年75%的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。由于每年造成的经济损失巨大，美国*要求汽车制造商加速发展TPMS系统，以求减少轮胎事故的发生。2000年11月1日美国总统克林顿签署批准了国会关于修改联邦运输法的提案，要求2003年后所有的新车都需把这种系统作为标准配置。
许多欧洲的汽车厂商已将TPMS装配于自己的车型之中，随着中国汽车市场的发展壮大，汽车越来越多地进入普通家庭，汽车的使用安全性更成为有车一族重点考虑的因素。
安装汽车胎压监测系统有什么好处？
（1）有效防止爆胎
（2）有效避免缺气行驶造成的轮胎损毁
（3）有效避免油耗增加
（4）确保车辆最佳操控性能
（5）避免车辆部件非正常磨损
汽车胎压监测系统（TPMS）的分类
目前装置于车辆上的胎压监测系统分为两种，一种使用ABS传感器的间接量测系统，另一种为使用设置在轮胎上的无线接口传感器的直接量测系统。
间接式胎压监测系统(Indirect Tire Pressure Monitoring System)
间接式胎压监测系统透过防死锁刹车系统(ABS)上的速度传感器来判定各条轮胎的胎压。车辆行驶，当其中一条轮胎的胎压较低时车辆的重量会使该轮胎直径缩小，车轮之间的转动次数自然会有差别，经过计算后将触动警报系统，向驾驶者提出警告。
间接式胎压感测系统的优点是与ABS共享同传感器和感测信号，不必添加额外的硬件装置，所以只需调整车内计算机的软件便可获得胎压异常的警示信息，因此开发时间和成本较低。但其缺点是，间接式胎压感测系统是通过收集比较各车轮转速的方式来判定轮胎的胎压是否过低。因此，如果要使用间接式胎压监测系统，前提是车辆必须有ABS系统，加上会影响轮胎转速的因素，除了胎压异常所导致外，行驶的路面也是主要原因，如行驶于雪地或湿滑路面时，空转会使某一轮胎的旋转次数大幅提高，或者是当车子高速转弯时车胎的抓地力已经无法负荷过弯时的离心力，外侧轮胎与内侧轮胎的转动次数便有明显差异，这些情况便会出现错误警告信息。另外，当四条轮胎的胎压同时下降，系统便失去判定的准则，警告信息自然就不会出现。间接式胎压监测系统受到最多争议的就是侦测功能仅在车辆行驶中才能发挥作用，因此对备胎或当车辆停滞时，便无法判断。
直接式胎压监测系统(Direct Tire Pressure Monitoring System)
直接式胎压监测系统是在每一个车胎中加装压力传感器来直接测量轮胎的气压，这套系统包括感测传输器、接收天线、接收器和监视器设备。直接式胎压监测系统是将气压感测与传输模块装在一种特殊金属制的气阀上，通过安装在每一个轮胎气孔上的感测传输器，将所测量的胎压数据透过无线方式发送到接收天线，再显示在监视器内。如果轮胎下降时，直接式胎压监测系统能够提供立即的警示。甚至，有些系统可让驾驶人直接从行车计算机上检视四条轮胎的实时胎压数据，随时了解各轮胎的胎压状况。为了进一步提高系统的可靠性，这套系统在设计上也添加防护措施，这是因为随着电子技术应用的范围趋大，车内上将会装置更多的感测传输器，因此当传输胎压数据时，同时也会传输一组辨别码，防止系统接收错误信息。另一方面当系统出现问题，譬如无法收到信号或是电池没电时，驾驶者也可从监视器上得知。
目前普遍见于汽车的安全系统，如ABS，安全气囊等均属“被动”型，也就是在事故发生后才会启动保护人身和汽车的安全措施。而胎压监视系统则属于“主动”型安全警示系统。
轮胎压力监控增强汽车的安全性
未来数年内，安全性一直是推动轮胎压力监控系统(TPMS)发展的主要动力，因为许多交通事故的发生都与轮胎的缺陷有关，因此，TPMS有望成为发展最快的汽车电子应用。本文介绍菲利浦公司的胎压监测系统方案。
业界统计显示，不恰当的轮胎压力可能破坏汽车的稳定性并影响汽车的驾驶和制动，每年因此而导致的交通事故高达数十万起。较低的轮胎压力几乎与所有涉及制动的撞车有关，因为较低的轮胎压力将导致刹车的距离增大。
许多汽车司机往往忽视了轮胎中的隐患，尽管轮胎是保障汽车性能的最重要因素之一。适当充气的轮胎不仅可以增强安全性和性能，还能节省燃料并延长轮胎的寿命。然而，20％的轮胎仍处于40％的亚充气状态(under-inflated)。这不仅显著地降低了轮胎的寿命，而且还增加了燃料消耗。根据固特异(Goodyear)公司的数据，亚充气状态下每下降3个PSI将使燃料增加1％。
美国交通部国家高速公路交通安全管理署(NHTSA)最近要求，自2007年起，所有在美国出售的汽车都必须装备轮胎压力监控系统(TPMS)。当汽车轮胎处于25％的亚充气状态时，这些系统将向驾驶员发出警告，以有效地防止轮胎破损，从而避免汽车在轮胎充气不足情况下负重行使而导致交通事故。
美国已制订法规要求自2003年下半年起，所有新组装的汽车都必须装备TPMS。这主要是因为2000年夏发生的一系列交通事故的起因都是由于亚充气的轮胎在行驶过程中从车体分离而导致追尾。新颁布的法令要求使用更先进的直接TPMS，即对每个轮胎中都进行压力监控。直接TPMS不仅有助于预防交通事故，而且每年节约的燃料消耗和汽车维护费用可达17亿美元，因为亚充气轮胎将缩短轮胎的寿命并增加燃料消耗(NHTSA)。
TPMS市场
未来，轮胎压力监控系统的市场将非常巨大。咨询公司Strategy Analytics指出，未来数年中，轮胎压力监控有望成为汽车电子系统中增长最快的领域，2010年将达到3000万套。作为为数不多的几家既能提供直接TPMS解决方案，又能提供相关信号调节芯片(P2SC)的公司，飞利浦(Philips)有望占据很大的市场份额。
直接测量系统
图题:胎压监测模块本身由以下三个部分组成：
1. 压力传感器(通常为压阻式模拟器件)；
2. 压力传感器信号调节芯片(可以集成在压力传感器中)；
3. 射频发射器装置。
直接轮胎压力监控系统是能在轮胎内部直接测量轮胎压力的监控系统。为此，胎压监测模块将位于轮胎中(通常位于充气阀旁边)并通过射频(RF)将其测量的数据广播至*接收器。这种射频链接运用了与遥控车门开关 (Remote Keyless Entry, RKE) 系统相同的射频原理和频率范围。由于RKE系统已经广泛地应用于现代汽车中，因此这种射频链接可以与RKE系统共享资源，以节省整个系统的成本。飞利浦公司的TPMS采用了与业界领先的遥控车门开关技术相同的射频链接，这已通过现场测试并被生产商采用，如Siemens VDO公司的无插孔感应门系统(Passive Entry System, PASE)。
胎压监测模块本身由以下三个部分组成：1. 压力传感器(通常为压阻式模拟器件)；2. 压力传感器信号调节芯片(可以集成在压力传感器中)；3. 射频发射器装置。
胎压监测模块必须能承受-40 °C 至 150 °C以上的温度以及高达2000g的加速度。极端环境下，还将使用一些特殊器件以保证寿命达到10年。
胎压监测模块中的压力传感器是一个典型的微电子机械系统(MEMS)器件。目前，只有很少几家主要的专业公司具有TPMS方面的专业技能和经验以生产能在真实恶劣环境下保证足够鲁棒性的传感器。
胎压监测模块的封装也很重要，封装包括下面所描述的压力传感器信号调节芯片。<!--######--> 来自硅片传感器的信号必须经过放大和数字化，而整个器件还需要进行校准和初始化。飞利浦公司的传感器信号处理芯片P2SC从传感器桥(sensor bridge)采集信号后，对信号进行数字化处理，然后直接在芯片上测量温度并执行所需的全部校准和初始化操作。P2SC带有基于STARC的精简指令集计算机(RISC)第二代微控制器内核，该内核通过了RKE应用的现场检验并专用于TPMS。P2SC的功耗也经过优化后降至最低，而且作为一项特有的性能，P2SC还能通过车轮识别特性解决自转问题。
目前正在使用的基于UHF发射器的外部SAW或PLL既能分离使用，也能集成到设备中。但是，飞利浦半导体业已发布了与UHF PLL集成至同一芯片的第二代P2SC。
这有助于在压力感应模块中进一步降低PCB的成本和尺寸。以后，该器件还将完全集成至“智能传感器”封装中：轮胎上只有一块芯片和一套封装解决方案。
如前所述，TPMS的接收器装置也是基于与RKE接收器类似的技术。因此，现有的射频接收器可以在TPMS和RKE之间实现共享。这能显著地降低成本，因此众多的汽车制造商已经强烈要求供应商将RKE和TPMS集成至一套系统中。
经过校准和初始化，现在每个轮胎都能够发送压力信息至驾驶室的仪表盘中，而车身控制器也能判断信号来自哪个轮胎。但如果驾驶员正在更换(旋转)轮胎，那么将发生什么情况呢？
我们可以通过以下途径解决这个问题：1. 每个车轮都安装专用的射频接收器；2. 感应测量不受速度的影响，测量包含ABS/ESP信息；3. 射频信号(RSSI)的放大分析；4. 双向射频链接；5. 低频唤醒(LF wakeup)。
飞利浦选择了低频唤醒方案进行轮胎定位。该解决方案的成本相对低廉并能实现可靠的立即识别。小低频(125KHz)驾驶室天线发送唤醒信号至特定的胎压监测模块，胎压监测模块通过射频链接发送响应信号。低频唤醒必须在驾驶室天线与胎压监测模块之间弥合约1m的距离，这已被证明完全可行，飞利浦半导体公司的无源遥控开锁(Passive Keyless Entry, PKE)技术即能实现。此外，遥控开启车门时也需要在两者之间弥合类似的一段距离。另外，胎压监测模块中的三维(3D)接口也需要为接收到的唤醒信号保证与信号发射源无关的灵敏度。
压力监控系统早在多年前就已实现，但只装备在高端的豪华汽车上。当代的TPMS基于压力传感器，包含了专门用来调节压力和温度信号的ASIC。然而，新的法令将使得TPMS成为各种型号汽车的标准配置。
P2SC是能提供低频唤醒和高频返回信号的直接测量解决方案，这意味着系统可以“请求”每个轮胎报告当前的压力状况并将这些信息中继给驾驶员。一旦启动点火，每个轮胎就将被“唤醒”，并在驾驶员开动汽车之前汇报轮胎上的状态信息。在整个行程中，轮胎将保持“唤醒”状态并定期更新状态信息。如果出现压力骤降情况，轮胎将自动将该信息中继给驾驶员，而无需进行先期唤醒。驾驶员将能利用仪表盘上的图标显示或虚拟汽车，获得轮胎压力信息。
现在正在批量生产的下一代TPMS将利用微控制器(如飞利浦公司的P2SC)取代ASIC。由于胎压监测模块上的电池成本和寿命方面还有一些问题需要解决，汽车电子业界仍然需要继续研究使用更少电池的解决方案，如采用感应耦合或无源GHz技
汽车胎压监测强制性国家标准的提案
道路交通事故是所有国家都面临的一个严重的问题。据*交管部门统计，2006年全国共发生道路交通事故378781起，造成89455人死亡、 431139人受伤，是**事故伤亡人数的十余倍，直接财产损失14.9亿元。因高速行驶中突然爆胎而导致的车毁人亡事故被列为高速公路意外事故榜首，占高速公路意外事故死亡人数的49.81%，受伤人数占63.94%，直接财产损失占43.38％，爆胎与疲劳驾车、超速行驶被公认为中国道路交通的三大杀手。据美国汽车工程师学会最近的调查显示，美国每年有19.5万起交通事故是由于爆胎造成的。如何监测与安全控制爆胎已成为安全行车的一个重要而紧迫的课题。
2000年11月1日，美国公路交通安全局要求所有在美国销售的汽车都必须安装“轮胎压力监视系统”（TPMS），并提出了汽车整车厂的执行时间表。TPMS系统是指通过对汽车轮胎气压的直接动态监测，在气压降低出现危险状况时给予警报，从而预防爆胎来保障行驶安全，但存在的缺陷是对爆胎后无法实施救助。
轮胎是汽车的重要组成零部件，事关行车安全。但汽车爆胎问题已不是轮胎厂家单独所能解决的。到今天为止，世界没有不会爆破的轮胎。我国目前还没有防止爆胎的相关强制性国家标准，但是中国企业已经研发成功了比美国TPMS更为先进、安全的系统。不仅能自动监测胎压，而且还能对爆胎后实施安全救助。
如果将目前这一我国自主研发的“胎压监测与爆胎安全控制系统”作为我国的强制性汽车安全标准，对提高我国汽车技术国际水平，提高中国汽车企业自主创新积极性，实现用科技创造安全，减少每年因爆胎造成的数万人伤亡具有重要的积极意义。同时，还能诞生一个新型的以汽车安全为主的产业，增加经济增长量和就业岗位，对推动中国经济的发展、全面创建节约型社会有着不可低估的作用。
因此，建议国家*予以关注并请国家标准化管理委员会尽早出台《汽车胎压监测与爆胎安全控制强制性国家标准》。
TPMS前景看好 前后装产品各具特点
TPMS(轮胎压力监测系统)是国外继ABS(防抱死刹车系统)、安全气囊之后第三个立法的汽车安全类电子产品。
经过几年来的市场导入过程，TPMS在我国一定范围内得到了认可，并有部分产品开始在市场销售。随着厂家生产量的扩大和竞争的加剧，下一阶段会有较多厂家开展广告宣传和提升技术服务水平，由此会产生强烈的互动效应。另外，提高个人和家人的乘车安全性是有车族的心愿，用少量的资金投入换来用车的安全性必将成为大众化的选择。再者，由于市场量的扩大，厂家生产成本也会较大幅度降低，价格降低性能提高的结果又会促进TPMS的普及和推广,从而使TPMS的前装市场更具有拉动效应。因此，TPMS产业前景是明朗的。随着大家对汽车安全的重视，在不远的将来，国内通过立法形式强制要求安装TPMS的可能性会越来越大，TPMS前景看好。同时作为汽车安全保障系统之一的TPMS，其发射模块将向高度集成化、单一化、无线无源化方向发展。
目前，中国本土TPMS开发、生产厂商已有几百家，但市场容量小、普及率低，技术有待进一步提高。前装市场被国际大厂垄断，国内厂家只能在夹缝中艰难生存。企业若没有实力只能靠引进国外的TPMS开发平台及生产线来生产产品，这样也就毫无自主知识产权可言。目前国内常见的方案主要是由摩托罗拉、英飞凌、通用电气(GE)等企业提供。
TPMS市场：无源化高集成是技术方向
目前由爆胎导致的车祸事故居高速公路意外事故榜首，爆胎已经成为道路交通杀手之一。作为爆胎的“克星”，TPMS(轮胎压力监测系统)可通过对行驶中车辆轮胎压力的实时自动监测，及时准确地对气压异常的轮胎进行报警，进而预防车辆失控及爆胎。据悉，今年年底由全国汽车标准化技术委员会制定的TPMS标准有望出台，这对我国TPMS产业来说，将带来巨大的发展机遇。
安全是人们在驾驶过程中最关注的问题，由此衍生的汽车安全产品种类也很繁多，TPMS就是其一。据统计，在中国高速公路上发生的交通事故有70%是因爆胎引起的，而在美国这一比例则高达80%。怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题。TPMS的诞生无疑为人类解决爆胎问题指明了方向，并被业内人士认为是最可能被普及的汽车高科技之一。TPMS市场也被认为是中国安全类汽车电子产品市场中最具有潜力的市场。
法规滞后阻碍市场发展
目前我国TPMS整体市场容量较小，普及率较低，尚处于起步阶段。不少业内人士认为法规出台滞后，*没有倾斜是其原因之一。“*法规要求一直是推动汽车行业新技术应用的强大动力，TPMS也不例外，但是目前国家还没有颁布安装TPMS的强制性法规。”飞思卡尔汽车电子高级技术市场工程师杨斌在接受记者采访时表示。
华阳集团企划部何华也向记者表示：“在美国，TPMS产品的普及在很大程度上要归功于*的倾斜。但是，我国目前并没有出台相应的*，所以市场不会马上爆发。”其实一些发达国家很早就为了行车安全而相继在这一领域立法，安力信公司售后技术部工程师刘永恒向*提出了建议：“制定TPMS标准的有关专家应根据我国的产业、技术、应用发展等自身的情况来量身定制适合中国国情的TPMS标准。”据悉，由全国汽车标准化技术委员会制定的TPMS标准今年年底有望出台，大部分业内人士均表示，中国的TPMS标准如果出台，无疑将对市场带来很大的激励作用。
TPMS行业前景明朗也是毋庸置疑的。何华对记者说：“我国虽然尚未立法，但美国的立法和市场的强制措施将影响到中国整车开发方向，是否安装TPMS是出口车在部分地区遇到的非贸易壁垒，是否有TPMS也是整车在国内销售的新卖点。目前已有几款国产车在新车设计时采用了配套安装TPMS的方案。一旦安装TPMS的新车上市，将会进一步实现TPMS产业化的步伐。未来几年中国车载电子产品市场仍然将会实现快速增长，市场潜力也将得到进一步释放。”
当然，目前业内人士并不能肯定市场增长的方式。“国内TPMS市场是爆发式增长还是稳步增长取决于(出台的)标准的性质及消费者对成本增加的接受能力，现在还很难预测。”杨斌这样对记者说。
产业提速需扩大宣传
法规滞后是其一，消费者认知程度低也是产业发展的阻力之一。“TPMS就像是江湖世界上的隐侠，太平世界看不到隐侠的身影，只有在轮胎隐患夺命的时候，隐侠才能扬名立万。”刘永恒形象地向记者打了一个比方。“加快TPMS的普及一方面需要国家强制性的法规和*的支持，一方面要加大对车主的宣传力度，只有观念改进了，轮胎安全的意识才能真正建立起来。”刘永恒补充道。
航盛公司TPMS事业部的张博提供给记者这样一组数据：“40%的消费者认为，汽车在高速行驶的过程中，汽车轮胎的压力保持一致是非常重要的，但其中大部分认为爆胎主要是因为气压和温度过高引起的，与气压过低关系不大；20%消费者认为使用名牌轮胎并定期更换即可，无须对轮胎气压、温度作监控。”可见，很多消费者目前对TPMS不太了解，甚至可以说一无所知。
在宣传推广的过程中，不少业内人士提出了自己的建议，除了打“安全牌”，强调产品能提高汽车安全性能外，还可以打“节油牌”。“在轮胎压力正常情况下，汽车行驶的过程中，肯定比在轮胎压力不正常的行驶过程中受到的阻力小，从而可以达到节省燃油的问题。而目前油价飞速上涨，很多消费者都会首选节油产品购买安装。”张博向记者解释道。
随着产品得到宣传推广消费者认知度会逐渐提高，市场量也会相应扩大，厂家生产成本也会随之降低，价格降低的结果又会促进TPMS的普及和推广，从而实现良性循环。当然，也有业内人士认为目前TPMS供应商虽然数量众多，但是良莠不齐，产品可靠性差，这也是制约产业发展的因素之一。
无源化高集成是技术方向
法规和消费者认知度是推动市场的外因，而内因则是TPMS产品技术的不断提高。轮胎在高速行驶时其工作环境是相当恶劣的，这对TPMS产品提出了更高的要求。在产品技术发展趋势方面，大部分业内人士认为无源化(即无电池)、高集成是发展方向。“直接式的轮胎压力监控系统需要使用寿命非常长的电池，一般为7-10年。由于电池位于轮胎内，电池必须轻量化。此外，还必须选择低功耗的组件。未来TPMS的发展趋势将很可能演进到无源系统。”杨斌如是说。
张博也认为：“TPMS的主要技术难点集中在胎内的发射监测模块上。目前由于要使用电池，TPMS仍无法彻底解决以下几个问题：体积过大、重量过高、使用寿命有限、监测密度无法做到实时监控、无法保证稳定性与可靠性。如果胎内模块实现无源，则上述问题都会迎刃而解。”
对于TPMS芯片，杨斌认为高集成化(单片方案)、无线发射和接收准确、可识别汽车运动还是静止等要求为芯片技术指明了发展方向。他认为将以上所有功能集成于一个封装中也是TPMS的发展方向之一。何华也认为，作为汽车安全保障系统之一的TPMS，其发射模块将向高度集成化、单一化、无线无源化方向发展。当然，专业定制也是TPMS产品发展的一个趋势。刘永恒就告诉记者，智利的一些大型矿山汽车已向安力信公司订制了特殊的TPMS产品，该汽车仅轮胎的高度就高达3.6米。
TPMS作为新兴的车载电子产品，市场前景可观。何华向记者表示，2007年全球TPMS产品总量比2006年增长96%，达到9200万套；2008年增长将趋于平稳，预计增长30%，达到1.2亿套；到2011年将会突破1.69亿套。据TPMS产业研究报告显示，目前国内专业和非专业的TPMS生产厂家将近200家，预计2010年将达到2200家，中国TPMS市场将全面爆发。我们期待着中国TPMS产业良性高速地发展。
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时间：2023-06-29 22:06
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