摘要：轮胎智能监测系统TPMS是最新一代汽车安全产品,是继汽车安全气囊,ABS刹车系统后第三代安全产品。它的重要性和必要性已经被世界汽车大国美国立法，法令规定从2003年月11月以后每个汽车制造厂生产的轿车和轻型汽车必须安装轮胎智能监测系统。本文主要介绍了TPMS的基本知识和市场前景等。
关键词：直接TPMS，间接TPMS
前言
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，也是突发性交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——汽车胎压监视系统毫无疑问将是理想的工具。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。
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80%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，美国政府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，要求在2003年11月以前，汽车制造商需在10%于美国登记的新车中，装置胎压监控系统，到2004年，此比例将会增加到35%，到2005年，则增加到65%，到2006年底前则是全面实施。
工作原理：
在轮胎的胎骰上安装一个内置传感器，传感器中包括感应气压的电桥式电子气压感应装置，它将气压信号转换为电信号，通过无线发射装置将信号发射出来。
传感器发射出来的气压信息由接收机接收处理后，再安装在驾驶台上的显示器中显示出来，在行驶过程中实时地进行监视。接收机和显示器的安装有分离式安装和整体式安装两种形式。
驾驶者从监视器上就可以清楚的知道每个轮胎的气压值，但轮胎的气压低于设定的气压下限时，监视器将自动报警。
驾驶者可以根据显示数据及时地对轮胎进行加气或放气，发现渗漏可以及时处理，让大意外能在小处化解。
分类：
目前，TPMS主要分为两种类型，一种是Wheel-Speed based TPMS（简称：WSB TPMS，或称为间接式TPMS），要求使用车辆防抱死制动系统(ABS)来确定轮胎压力变化的系统。ABS通过车速传感器来确定车轮是否抱死，从而决定是否启动防抱死系统。对于在4个轮子上都装有车轮速度传感器的系统来说，此类软件的升级可以用于监测车速的变化，轮胎压力变低也会导致车速发生变化。当轮胎压力降低时，车辆的重量会使轮胎直径变小，这反过来会导致车速发生变化。经过正确计算，这种车速变化可用于触发警报系统来向司机发出警告。
另一种是Pressure-Sensor based TPMS（简称：PSB TPMS，或称为直接式TPMS），这种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。报告认为PSB TPMS从功能和性能上均优于WSB TPMS。
目前直接式TPMS技术又分为主动式和被动式两种，主动式系统是将压力传感器安装在每个轮圈上，而车子既有的各种遥控开关装置，包括RKE(Remote Key Entry)、Passive Entry、Passive Start System中的射频组件可作为胎压量测的接收器，进而整合为一完整的胎压监控系统。主动式技术的优点是，它是一成熟的技术，开发出来的模块可适用于各厂牌的轮胎，但唯一的缺点，其感应模块需要电池供电，因此有使用寿命的问题。
至于被动式技术，虽然此技术不用电池供电，但是它需要将转发器整合至轮胎中，这牵涉到各轮胎制造商需建立一共通的标准才有可能。因此，虽然目前西门子与米其林正在开发此一技术，但尚没有成熟的产品出现。
还有一种复合式TPMS，它兼有每个系统的优点。复合式系统在两个互相成对角的轮胎内装备直接传感器，并装备一个4轮间接系统。与全部使用直接系统相比，这种复合式系统可以降低成本，克服间接系统不能检测出多个轮胎同时出现气压过低的缺点。但是，它仍然不能提供所有4个轮胎内实际压力的实时数据，只有直接系统才具备这种功能。
世界上发展TPMS轮胎压力监视系统的企业，
1.直接式TPMS：有成本较经济，容易普及的优势。有TRW/Michelin，Johnson Control，Schrader。
2间接式TPMS：有Delphi-Delco，Toyota，TRW。
每个系统都有自己的优点。不过，很明显，直接传感系统更有效，直接系统可以提供更高级的功能，使用直接系统，可以随时测定每个轮胎内部的实际瞬压，很容易确定故障轮胎。间接系统相对便宜，使用间接系统，已经装备了4轮ABS(每个轮胎装备1个轮速传感器)的汽车只需对软件进行升级。但是，目前这类系统没有直接系统准确率高，它根本不能确定故障轮胎，而且系统校准极其复杂。此外，在某些情况下此类系统会无法正常工作：例如同一车轴的2个轮胎气压都低。
直接轮胎压力监测系统组件
一个直接TPMS系统包括4个或5个(取决于备胎是否装备传感器)轮胎模块和一个中央接收器模块。轮胎模块由压力传感器、温度传感器、控制模块(如ASIC或MCU)、发射器和天线、以及电池组成。也可以包括更多的外部系统，如启动发射的低频(LF)探测器(使模块不仅仅作为发射器，还可以作为收发器使用)、惯性开关，或无内置电池的电源等装置。NHTSA并不要求这些功能，但它们可以使系统更加完善。一个简单的接收器模块由一根中央天线、一个接收器IC和一个与车辆其余部分相连接的接口组成。通用接口包括控制器局域网络(CAN)接口，该接口通常装备在车辆的车身控制器内。数据由车身控制器处理，当轮胎压力低时，它可以用来向司机提出警告。许多公司正寻求在接收器模块中提供更多的功能，以及像以LF信号启动格式向每个轮胎提供自动轮胎定位(它可以在系统不进行重新校准的前提下检测到轮胎是否转动)、分布式天线等类功能，以使自己从市场中脱颖而出。如果使用正确的发射载波频率和通信协议，接收器系统可以和遥控门锁系统相集成。司机可以通过集成到仪表盘显示器上的简单“指示器”、集成了显示器的后视镜，或单独安装在仪表板上的屏幕等来了解各种数据。只要能够向司机发出轮胎气压比正常压力降低25%的警告，这些系统就都可以满足NHTSA对直接TPMS提出的要求。
TPMS的作用
汽车现有安全措施，如ABS、EDS、EPS、安全气囊等，均是“事后被动”型安保，即在事故已经发生时才起到保护人身和汽车的安全作用，轮胎气压监视系统属于“事前主动”型安保，即在轮胎出现危险征兆时及时报警，采取措施，将事故消灭在萌芽状态，确保汽车行驶过程中始终处于安全状态。
TPMS轮胎气压监视系统由于可以监视轮胎的气压，正好可以解决汽车高速行驶发生爆胎的危害，这尤其成为高速行驶车辆的福音。汽车配装TPMS的必要性首先体现在它可以有效防止爆胎事故的发生。
科学统计表明，缺气行驶时，轮胎气压从正常值下降10%，轮胎寿命减少15%，如果气压低于正常值0.21Bar（约0.2公斤/平方厘米），油耗将增加1.5%。
有了轮胎气压监视系统，缺气状况就不会发生，从而能够保护胎面，延长轮胎使用寿命，而且能省油，可谓一举多得。汽车上配装TPMS还能延长轮胎的使用寿命，能有效减少汽车的燃油消耗，能更好地对汽车各重要部件进行保养以及能减轻对环境的污染。由于安装了TPMS，驾驶者随时知道轮胎的气压状况，使汽车长期行驶于正常气压状态下，对汽车发动机及底盘尤其是对悬挂系统的保养和维护有突出的贡献。因为假若汽车在轮胎气压过高状态下行驶，日积月累对发动机底盘及悬挂系统将造成很大的伤害。轮胎的气压是轮胎的生命，正确的充气压力是各种使用条件下充分发挥轮胎性能的最佳保证，同时可确保行车的安全与舒适并避免不正常的磨损。
市场与发展前景
在美国原来的规范中，有直接和间接两种TPMS汽车厂商可以自由选用。由于后者的成本较低，但准确度也较差，因此美国消费者正极力要求政府能将法案修改为仅能采用直接式胎压量测系统。虽然因此造成法案实施的延宕，但此修改后的法案可望在最近通过，将ABS-based的方式从规范中剔除。若此法案正式通过，英飞凌预计，全球直接式TPMS的市场将从今年的540万套，快速成长至到2008年的2130万套。不过还有一种可能是，美国NHTSA要求要么全部使用直接系统，要么使用复合系统，全部淘汰间接系统。不论采用哪一种方式，都会出现一个大的直接TPMS市场。
市场调研机构Strategy Analytics的汽车部分析师Simon Schofield说：“在今后几年内，轮胎气压监测系统将成为发展最快的汽车电子系统。我们预计到2006年，全球汽车OEM市场对直接轮胎气压监测系统的需求量将达到1500万，到2010年将超过2200万。”
TPMS的发展前景除了美国市场外，虽然其它地区并没有强制的法律规定，但以提升汽车子的安全性能为诉求，目前日本、欧洲的主要车厂都已开始陆续采用，虽然仅限某些高阶车款，不过，随着市场扩大，感应系统成本的进一步降低和对安全措施的重视度的提高，TPMS将会有更大的市场。
在轮胎气压实时监测系统的研制方面，日本、美国、德国在近年都取得了相应的进展，出现了一批成熟的产品。目前主要以无线传输电子测量为主要的工作方式进入产业化阶段。
