日前,中國工業(yè)和信息化部牽頭審查通過了《乘用車輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)的性能要求和試驗方法》(GB26149)強制性國家標準送審稿(以下簡稱《標準》)。經(jīng)國家標準委批準后將正式發(fā)布實施。這意味著,胎壓監(jiān)測系統(tǒng)將成為未來新車出廠時的強制性“標配”,同時也對胎壓監(jiān)測系統(tǒng)各部件的相關(guān)技術(shù)要求更為嚴苛。
數(shù)據(jù)表明,在眾多交通事故中,因爆胎引發(fā)的交通事故占20%,而發(fā)生在高速公路上的交通事故中,有46%是由于輪胎發(fā)生故障引起的,其中爆胎一項就占事故總量的70%。此外,在高速發(fā)生的爆胎事故往往是致命。而胎壓監(jiān)測能間接減少爆胎的幾率。
此外胎壓監(jiān)測對降低燃油消耗和延長輪胎壽命意義重大。胎壓過低時,會增大與地面的摩擦,增加油耗并加快輪胎的磨損。標準制定的實驗表明,與基準胎壓相比,胎壓降低 10%,燃料消耗量約增加1%;胎壓增加10%,燃料消耗量約降低0.7%;在 GB 9743 規(guī)定的低氣壓狀態(tài)下,輪胎壽命相對標準氣壓縮短約30%~50%。
所以,研究高性能、高可靠性的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)有著十分重要的現(xiàn)實意義。
TPMS介紹及測試說明
胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(Tire Pressure Monitoring System,TPMS),是一種采用無線傳輸技術(shù),利用固定于汽車輪胎內(nèi)的高靈敏度微型無線傳感裝置在行車或靜止的狀態(tài)下采集汽車輪胎壓力、溫度等數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)傳送到駕駛室內(nèi)的主機中,以數(shù)字化的形式實時顯示汽車輪胎壓力和溫度等相關(guān)數(shù)據(jù),并在輪胎出現(xiàn)異常時(預防爆胎)以蜂鳴或語音等形式提醒駕駛者進行預警的汽車主動安全系統(tǒng)??纱_保輪胎的壓力和溫度維持在標準范圍內(nèi),起到減少爆胎、毀胎的概率,降低油耗和車輛部件的損壞的作用。
分類
胎壓監(jiān)測按照測量的方式可以分為間接式胎壓監(jiān)測(WSB)和直接式胎壓監(jiān)測(PSB)。而按照傳感器安裝位置,我們又可以分為內(nèi)置式胎壓監(jiān)測和外置式胎壓監(jiān)測。
1.直接式和間接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)
直接式胎壓監(jiān)測裝置是利用安裝在每一個輪胎里的壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓,利用無線發(fā)射器將壓力信息從輪胎內(nèi)部發(fā)送到中央接收器模塊上的系統(tǒng),然后對各輪胎氣壓數(shù)據(jù)進行顯示。當輪胎氣壓太低或漏氣時,系統(tǒng)會自動報警。
間接式胎壓監(jiān)測的工作原理是當某輪胎的氣壓降低時,車輛的重量會使該輪的滾動半徑變小,導致其轉(zhuǎn)速比其他車輪快,然后通過比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別,以達到監(jiān)測胎壓的目的。
2.內(nèi)置式和外置式胎壓監(jiān)測
按照傳感器安裝位置,我們又可以分為內(nèi)置式胎壓監(jiān)測和外置式胎壓監(jiān)測。內(nèi)置型胎壓監(jiān)測,它的傳感器是裝在輪胎內(nèi)部,替換原來的氣嘴,這種形式相對比較穩(wěn)定,監(jiān)測出來的數(shù)據(jù)也比較準確。而外置型胎壓監(jiān)測是在氣門嘴外面加上一個傳感器,雖然安裝簡單,但是傳感器容易被損壞。
測試原理
通常包括一組胎壓監(jiān)測模塊和中控臺的接收裝置,監(jiān)測傳感器實時測量每個輪胎中的氣壓和溫度狀態(tài),并以無線傳輸方式將數(shù)據(jù)報告給中控臺。
其無線發(fā)射頻段工作在 ISM頻段, 常用的有315MHz和433.92MHz。發(fā)射信號的調(diào)制采用頻移鍵控(2FSK)或幅移鍵控(ASK)。對于胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)通常會進行傳感器及無線通信信號質(zhì)量測試。無線通信信號測試分為監(jiān)測模塊的發(fā)射測試,包含發(fā)射功率,發(fā)射頻率及頻偏(對于2FSK)測試;及中控臺的接收端的接收靈敏度測試。
對于發(fā)射測試,可以通過DSA700/800系列頻譜分析儀直接進行發(fā)射功率及發(fā)射頻率測試。此外,通過頻譜分析儀的信號無縫捕獲(SSC)功能,可實現(xiàn)對2FSK信號的快速捕獲及頻偏測試。
SSC測試功能
對于接收測試,可通過DSG3000/800系列信號源模擬產(chǎn)生ASK或2FSK信號,輸出的信號幅度誤差小于0.5dB??蓪χ锌嘏_的接收靈敏度進行準確測試。