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1、聊城大学本科毕业论文 本科生毕业论文(设计)题 目: 轮胎压力监测系统的发展专业代码：交通运输（081201） 作者姓名： 学 号： 2005204067 单 位：汽车与交通工程学院 指导教师: 聊城大学本科毕业论文（设计）原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的相应责任。学位论文作者签名：日期指 导 教 师 签 名： 日期 20摘 要TP
2、MS是轮胎压力监视系统“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，是驾车乘车人的生命安全保障预警系统。文章绪论简要论述了课题研究的背景、现状、目的、内容和意义。正文开始从介绍直接式TPMS和间接式TPMS的原理比较其优缺点入手，引入本文的研究重点直接式TPMS。文章介绍了直接式TPMS的框架结构、分类、涉及的关键技术、主要产品、安装车型以及直接式TPMS的发展趋势。人们在研究TPMS的同时随着计算机、电子技术、人工智能、通讯技术的发展和广泛应用，人们开始考虑轮胎压
3、力、温度的自动检测和报警，这就出现了智能轮胎。关键词：直接式TPMS；关键技术；发展趋势AbstractTPMS Tire Pressure Monitoring System is Tire Pressure Monitoring System form of the letters,mainly for real-time driving in the car on the automatic monitoring of tire pressure on a flat tire and the low pressure alarm in order to protect the safet
4、y,which is driving car travel safety and security of human life early warning system. The article discusses the research background, status, objectives, contents and significance briefly. The body from introducing direct TPMS and the principle of indirect TPMS compared their advantages and disadvant
5、ages to start with the introduction of this article focus on direct TPMS. This paper introduces the framework of a direct-type TPMS structure, classification, key technologies involved, the main products, the installation of a direct-type TPMS models and trends. With the study of TPMS as the compute
6、r, electronic technology, artificial intelligence, communication technology development and wide application, people start thinking about tire pressure, temperature, automatic detection and alarm, which appeared in intelligent tire. Key words: direct TPMS; key technology; development trend目 录前言11绪论1
7、11 课题产生的背景112 国内外研究的现状213 研究目的和意义414 研究的内容4直接式TPMS和间接式TPMS的原理及其优缺点4直接式TPMS的框架结构和涉及的关键技术631 直接式TPMS的框架结构及分类632 直接式TPMS 涉及的关键技术8TPMS主要产品和安装车型13直接式TPMS和智能轮胎的发展趋势15 51 直接式TPMS的发展趋势15 52 智能轮胎的发展趋势17结论18参考文献19致谢20轮胎压力监测系统的发展前言轮胎是关系到汽车行驶安全的重要部件。作为重要的支撑元件和行走元件，轮胎不仅承载着汽车的全部质量，还要给汽车前进提供推进力，同时起到缓和地面冲击的作用。由于是在高
8、速度，高摩擦，高负荷，高温度下工作，其工作条件非常恶劣，一旦出现故障，轻者造成行车不便，重者便导致爆胎，引发严重的交通事故。因此，对轮胎状态的实时监测是避免轮胎故障，提高汽车安全性能的有效手段。1绪论11 课题产生的背景轮胎压力对汽车安全行驶非常重要，其性能的优劣将直接影响汽车的驱动性，通过性，平顺性，稳定性，安全性和舒适性等。在引起交通事故的原因中，轮胎问题排在第三位。轮胎气压不足，将加大胎侧的弯曲变形，易导致胎内内壁帘线松散。当轮胎气压高于标准值时，轮胎与路面接触面积减小，轮胎胎面中部区域承受的压力增高，加剧磨损，花纹底部开裂，又因此时轮胎刚度增大，起不到应有的缓冲作用，增大了轮胎与路面间
9、的动载荷，汽车的平顺性变坏。轮胎的回正力矩减小，促使汽车操纵性降低。行驶中遇到障碍物的冲击，易发生轮胎破裂，导致轮胎使用寿命的缩短。而轮胎与路面之间动载荷的增大，也意味着轮胎与路面之间的最小正压力减小，从而降低车轮的地面附着力，影响汽车的行驶安全性。当汽车高速行驶时，如果轮胎气压低于标准值，轮胎会急剧升温而脱层，削弱轮胎的强度及承载能力，最后导致轮胎破裂漏气。另外，如果前轮左右轮胎的气压不同，易造成行驶方向不稳定；如果后轮左右轮胎压力不同，易造成局部超载而加剧轮胎的磨损；气压不同的双轮胎并装，易使气压高的轮胎负荷过重而出现早期磨损。汽车在高速行驶中，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也
10、是突发性交通事故发生的重要原因。根据统计，全球每年约有117万人因公路事故死亡。超过1千万人受伤或致残。美国汽车工程师学会的调查统计表明，美国每年有26万起交通事故是由于轮胎故障引起的，而75%的轮胎故障是由轮胎气压不足或渗漏造成的。2000年，美国国会通过了关于修改联邦运输法的TREAD法案。2002年，美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)出台正式条例规定，2003年11月以后出厂的轻型汽车将逐步引入轮胎压力监测系统，2007年以后安装数量将达到100%，并制定了轮胎压力监测系统的技术规范。TPMS己经成为继安全带及安全气囊之后的第三种由法律规定强制安装的汽车安全产品。在我国，近年来各地
11、交通事业不断壮大，道路交通安全的形势十分严峻，1999-2000年间每年交通事故死亡人数连年增长，2003年我国发生重特大交通事故70万起，直接经济损失27.8亿元，其中高速公路46%的事故是由轮胎故障引起的，仅爆胎一项就占事故总量的70%，轮胎故障引发的人员伤亡和经济损失巨大，怎样防止爆胎已成为汽车安全的热点问题。研究表明，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，于是汽车轮胎压力监测系统TPMS(Tire Pressure Monitoring System)得到开发与使用。中国正在成为全球最大的新兴汽车市场，中国汽车需求量和保有量出现了加速增长的趋势。汽车安全产品将成为中
12、国生机勃勃的新兴市场热点，每年的增长速度可达50%。其中，TPMS技术产品2005年底的市场容量为20万套；2006年为50万套，近17亿元。美国、欧洲已先后立法，要求在今后的几年内实现汽车全部安装TPMS，因此，对TPMS的需求量与日俱增，因此一套安全、可靠、方便、成本低廉的TPMS系统将会有广阔的应用前景2。12 国内外研究的现状轮胎压力监测技术的研究在发达国家开展的较早，加上强制法规的推广，己经得到了普遍的认可和较大范围的应用。日本、美国、德国、法国、英国在近几年都取得了相应的进展，出现了一批新产品。早在1996年丰田就有一种系统应用于当时生产的Mark11型车上。但该系统不能直接测量轮
13、胎压力，并存在容易产生误差的因素，数据的时效性与准确性也存在不足。约翰进公司的轮胎气压实时监测系统被国际汽车工程(AE1)评为2002年度20个最有价值的汽车产品之首。这个系统包括一个特殊设计的车内后视镜、四个胎压传感器和发射、接收设备。系统工作时胎压数据是通过集成在轮胎气门阀内的发射机传送给风挡内的集成接收机，然后在后视镜上利用射频技术显示出来。这个系统在工作时可以将每个轮胎的压力数据实时显示，有较高的实用性和可行性。此外，还有一些同类相关产品问世，如西门子VDO汽车配件公司自主开发的轮胎哨兵(Tire Guard)监测装置，英国A.1.R.汽车配件公司生产和销售的轮胎守护神(Tire sh
14、ield)监测装置；法国米其林集团公司与威柏可公司合作开发的一种轮胎充气内压监测装置，是专供商用车使用的监测装置。从最近发布的世界新车资料中得知，许多美国及欧洲的汽车厂商已将直接式TPMS配装于中高档车之中。其中包括德国宝马的Z8、法国雪铁龙的C5、美国福特公司的林肯大陆、克莱斯勒与道奇迷你箱型车以及Chrysler 300M与Concorde Limited客车、旁蒂克的旗舰Bonneville SE等3。而在国内，轮胎压力监测技术的发展还很滞后。在市场方面，由于目前国家没有强制性规定必须安装TPMS系统，而载货汽车的所有权大多属于货运公司，载货汽车轮胎数量多，安装TPMS系统费用高昂，一般
15、货运公司不愿意承担如此高的费用。而家用轿车轮胎使用环境远比载货汽车好，且城市路面质量高，轮胎可能造成的威胁比较小，私家车主通常不够重视。因此无论前装市场还是后装市场，TPMS都处于尴尬的地位。在技术方面，国内轮胎压力监测系统的相关产品推出较多，但都是属于零售安装的简易系统，这方面的技术成熟产品还很少。性能可靠、功能完善、技术成熟的都是代理国外大公司的品牌产品。TPMS零组件主要靠进口，缺乏自主知识产权的产品。大多数厂家只是买来飞思卡尔、英飞凌、通用的零组件组装起来做成成品，缺乏核心技术。然而，由于轮胎压力监测系统的相关产品正成为新的汽车电子技术热点，巨大的市场容量，良好的发展前景，使国内在产品的研发和市场的推广上仍然保持着极大的热情和投入。目前，TPMS主要分为两种类型：一种是间接式TPMS，它通过汽车ABS的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监视胎压的目的，其缺点是无法对两个以上轮胎同时缺气的状况和速度超过100公里小时的情况进行判断。另一种是直接式TPMS，它利用安装在每一个轮胎里的以锂
