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摘 要：当汽车轮胎压力出现问题时，不仅会减少轮胎的使用寿命和增大油耗，甚至会导致爆胎等危险情况的发生。本文对汽车轮胎压力监测系统的种类及关键问题进行了阐述，并分析了轮胎压力监测系统今后的发展方向。
关键词：汽车胎压 传感器 发展趋势
一、胎压监测系统的种类
轮胎压力监测系统，简称TPMS。在汽车行驶时，TPMS对轮胎气压和温度进行监测，对轮胎压力异常等危险状态进行预警，保障行车安全。
1.间接式TPMS。间接式TPMS是最早的轮胎压力监测系统，它与车辆的防抱死系统（ABS）一起使用。当轮胎的气压异常时，轮胎的直径就会变化，车轮的转速也会相应变化，监测系统将测得车轮转速同预先储存的标准值比较，就可得知轮胎气压变化，从而报警，但只能在车速为20km/h到110km/h时进行测量。
2.直接式TPMS。直接式TPMS是利用安装在四个车轮轮胎里的压力传感器来直接对轮胎的气压进行测量，再通过无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统。但这种类型的监测系统也存在一些缺陷，比如成本较高，每个轮胎都必须安装一个监测模块，而且在轮胎内安装胎压监测模块会打破轮胎动平衡。
3.混合式TPMS。混合式TPMS的出现主要是兼顾了胎压监测系统的成本及检测精度要求，它是在常规的间接式TPMS中安装了两个额外的轮胎压力传感器和一个射频接收器。由于系统安装了压力传感器，混合TPMS能克服常规间接式TPMS的局限性，它们能检测到在同一个车轴或车辆同一侧的两个处于低压状态的轮胎，当所有4个轮胎都处于低压状态时，系统也可检测到故障。但和间接式TPMS相似，当在一个对角线上的两个不带压力传感器的轮胎都处于低压状态时，系统只能检测到一个轮胎充气不足。
二、轮胎压力监测系统关键技术
1.系统的功能要求及其性能指标。TPMS系统的功能和性能指标主要有：（1）压力异常报警时间短，TPMS应在较短的时间内发出欠壓报警信号。（2）静止时能欠压报警，在实际使用中，车辆经过一夜（或一段长时间）旳停放，轮胎可能已处于严重欠压或无气状态，就应在车辆未移动前报警。（3）欠压或漏气轮胎指示功能，是指明欠压或漏气轮胎的位置。（4）快速漏气报警，监测到轮胎气压以较大速率低时并非爆胎，应在1min内报警，并指明漏气轮胎位置。（5）系统应能显示当前各轮胎气压值。（6）汽车高速行驶时保证射频信号接收的灵敏度，抑制噪声。（7）胎压监测模块的使用寿命。
2.系统的关键问题。（1）TPMS的功耗。当模块装车使用后，更换电池不方便。系统要求电池的寿命要长，采用低功耗器件，采用有效地功耗管理。（2）TPMS旳抗干扰能力。干扰由干扰信号和噪声造成，系统的抗干扰能力是系统可靠性的重要指标。轴距长短和轮胎种类的不同会造成不同程度的射频信号衰减。（3）射频电路的设计。因无线信道条件的恶劣，所以要保证稳定的相干载波信号。（4）轮胎的定位。轮胎定位是指系统接受轮胎发射模块发出的信号进行识别，并判定是哪个轮胎发出的信号。（5）系统成本。直接式TPMS系统需采用性价比高的电子产品以降低系统成本。
三、胎压传感器研究现状
TPMS传感器模块技术发展趋势是将发射模块向着集成化、简单化、无源（电源）化方向发展，目前业界的研究也主要集中在这些方面。目前已经有了如InfineonSP3X系列、GENPX那样的将压力、温度、转速传感器与模块控制单元集成的模块。并且这类企业已研发出将RF发射芯片集成的模块，以及应用运动产生的动能实现自我供电的新的模块。
四、胎压监测技术的发展趋势
1.集成化。未来胎压监测系统将更加轻便、集成化。这种集成化趋势主要体现在胎压监测模块的集成化，将压力、温度、加速度传感器、8位微处理器和RF射频发射电路都做在一个芯片中，减轻模块总质量，而不破坏轮胎的动平衡。
2.无源化。目前直接式TPMS基本都是采用采用电池供电。受电池容量影响，TPMS需定时更换电池，这给设备使用带来了一定麻烦。若能采用新的能量供给方式，减少更换电池次数或不更换电池，会给使用者带来方便。压电效应、无线电磁波能量收集等技术可给TPMS的无源化提供参考。
3.精确化。对间接式TPMS，提高报警精度的方法倾向于系统算法的改进。另外，对直接式TPMS，提高胎压传感器检测精度和无线通讯的抗干扰能力是报警精确化的有效途径。MEMS传感器的广泛使用及性能的提升使传感器性能大幅提升，目前传感器市场竞争尤为激烈。而为了保证无线通讯数据传输的稳定性和可靠性，必须采取措施来克服信号之间的干扰，可通过设计发射或接收效率高的天线，在接收部分增加信号的滤波，增强发射功率等方法来实现。
4.智能化。随着物联网等相关技术的发展，汽车智能化是目前汽车发展的热门领域，TPMS也必然向着智能化发展。
5.整合化。与整车ECU、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、智能运输系统（ITS）等技术的不断整合，通过软硬件接口的融合连接，将推进胎压监测系统在汽车领域的应用。
五、结语
近年来，汽车胎压检测系统在汽车产业获得相当程度的重视与讨论，主要是因汽车在进行移动时，胎压检测系统能在第一时间针对汽车轮胎的气压进行自动检测动作，或当汽车轮胎的胎压不足及出现漏气现象时，能提供驾驶者即时信息，以确保驾驶安全。
参考文献：
[1]潘 峰.直接式汽车胎压监测系统设计[J].阜新：辽宁工程技术大学，2014
[2]邵毅明.汽车轮胎压力监测技术的发展[J].公路与汽运，2015
[3]姚丽娜.胎压监测系统研究与应用[J].微处理机，2014
关键词：汽车胎压 传感器 发展趋势
一、胎压监测系统的种类
轮胎压力监测系统，简称TPMS。在汽车行驶时，TPMS对轮胎气压和温度进行监测，对轮胎压力异常等危险状态进行预警，保障行车安全。
1.间接式TPMS。间接式TPMS是最早的轮胎压力监测系统，它与车辆的防抱死系统（ABS）一起使用。当轮胎的气压异常时，轮胎的直径就会变化，车轮的转速也会相应变化，监测系统将测得车轮转速同预先储存的标准值比较，就可得知轮胎气压变化，从而报警，但只能在车速为20km/h到110km/h时进行测量。
2.直接式TPMS。直接式TPMS是利用安装在四个车轮轮胎里的压力传感器来直接对轮胎的气压进行测量，再通过无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统。但这种类型的监测系统也存在一些缺陷，比如成本较高，每个轮胎都必须安装一个监测模块，而且在轮胎内安装胎压监测模块会打破轮胎动平衡。
3.混合式TPMS。混合式TPMS的出现主要是兼顾了胎压监测系统的成本及检测精度要求，它是在常规的间接式TPMS中安装了两个额外的轮胎压力传感器和一个射频接收器。由于系统安装了压力传感器，混合TPMS能克服常规间接式TPMS的局限性，它们能检测到在同一个车轴或车辆同一侧的两个处于低压状态的轮胎，当所有4个轮胎都处于低压状态时，系统也可检测到故障。但和间接式TPMS相似，当在一个对角线上的两个不带压力传感器的轮胎都处于低压状态时，系统只能检测到一个轮胎充气不足。
二、轮胎压力监测系统关键技术
1.系统的功能要求及其性能指标。TPMS系统的功能和性能指标主要有：（1）压力异常报警时间短，TPMS应在较短的时间内发出欠壓报警信号。（2）静止时能欠压报警，在实际使用中，车辆经过一夜（或一段长时间）旳停放，轮胎可能已处于严重欠压或无气状态，就应在车辆未移动前报警。（3）欠压或漏气轮胎指示功能，是指明欠压或漏气轮胎的位置。（4）快速漏气报警，监测到轮胎气压以较大速率低时并非爆胎，应在1min内报警，并指明漏气轮胎位置。（5）系统应能显示当前各轮胎气压值。（6）汽车高速行驶时保证射频信号接收的灵敏度，抑制噪声。（7）胎压监测模块的使用寿命。
2.系统的关键问题。（1）TPMS的功耗。当模块装车使用后，更换电池不方便。系统要求电池的寿命要长，采用低功耗器件，采用有效地功耗管理。（2）TPMS旳抗干扰能力。干扰由干扰信号和噪声造成，系统的抗干扰能力是系统可靠性的重要指标。轴距长短和轮胎种类的不同会造成不同程度的射频信号衰减。（3）射频电路的设计。因无线信道条件的恶劣，所以要保证稳定的相干载波信号。（4）轮胎的定位。轮胎定位是指系统接受轮胎发射模块发出的信号进行识别，并判定是哪个轮胎发出的信号。（5）系统成本。直接式TPMS系统需采用性价比高的电子产品以降低系统成本。
三、胎压传感器研究现状
TPMS传感器模块技术发展趋势是将发射模块向着集成化、简单化、无源（电源）化方向发展，目前业界的研究也主要集中在这些方面。目前已经有了如InfineonSP3X系列、GENPX那样的将压力、温度、转速传感器与模块控制单元集成的模块。并且这类企业已研发出将RF发射芯片集成的模块，以及应用运动产生的动能实现自我供电的新的模块。
四、胎压监测技术的发展趋势
1.集成化。未来胎压监测系统将更加轻便、集成化。这种集成化趋势主要体现在胎压监测模块的集成化，将压力、温度、加速度传感器、8位微处理器和RF射频发射电路都做在一个芯片中，减轻模块总质量，而不破坏轮胎的动平衡。
2.无源化。目前直接式TPMS基本都是采用采用电池供电。受电池容量影响，TPMS需定时更换电池，这给设备使用带来了一定麻烦。若能采用新的能量供给方式，减少更换电池次数或不更换电池，会给使用者带来方便。压电效应、无线电磁波能量收集等技术可给TPMS的无源化提供参考。
3.精确化。对间接式TPMS，提高报警精度的方法倾向于系统算法的改进。另外，对直接式TPMS，提高胎压传感器检测精度和无线通讯的抗干扰能力是报警精确化的有效途径。MEMS传感器的广泛使用及性能的提升使传感器性能大幅提升，目前传感器市场竞争尤为激烈。而为了保证无线通讯数据传输的稳定性和可靠性，必须采取措施来克服信号之间的干扰，可通过设计发射或接收效率高的天线，在接收部分增加信号的滤波，增强发射功率等方法来实现。
4.智能化。随着物联网等相关技术的发展，汽车智能化是目前汽车发展的热门领域，TPMS也必然向着智能化发展。
5.整合化。与整车ECU、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、智能运输系统（ITS）等技术的不断整合，通过软硬件接口的融合连接，将推进胎压监测系统在汽车领域的应用。
五、结语
近年来，汽车胎压检测系统在汽车产业获得相当程度的重视与讨论，主要是因汽车在进行移动时，胎压检测系统能在第一时间针对汽车轮胎的气压进行自动检测动作，或当汽车轮胎的胎压不足及出现漏气现象时，能提供驾驶者即时信息，以确保驾驶安全。
参考文献：
[1]潘 峰.直接式汽车胎压监测系统设计[J].阜新：辽宁工程技术大学，2014
[2]邵毅明.汽车轮胎压力监测技术的发展[J].公路与汽运，2015
[3]姚丽娜.胎压监测系统研究与应用[J].微处理机，2014