TPMS是汽車輪胎壓力監視系統 “Tire Pressure Monitoring System”的英文縮寫形式，主要用於在汽車行駛時實時的對輪胎氣壓進行自動監測，對輪胎漏氣和低氣壓進行報警，以保障行車安全。
汽車為什麽要安裝汽車胎壓監測系統？
在汽車的高速行駛過程中，輪胎故障是所有駕駛者最為擔心和最難預防的，也是突發性交通事故發生的重要原因。據統計，在中國高速公路上發生的交通事故有70%是由於爆胎引起的，而在美國這壹比例則高達80%。怎樣防止爆胎已成為安全駕駛的壹個重要課題。據國家橡膠輪胎質量監督中心的專家分析，保持標準的車胎氣壓行駛和及時發現車胎漏氣是防止爆胎的關鍵。而TPMS——汽車胎壓監測系統毫無疑問將是理想的工具。
汽車輪胎壓力監視系統是利用安裝在每壹個輪胎裏的壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓，並對各輪胎氣壓進行顯示及監視，當輪胎氣壓太低或有滲漏時，系統會自動報警。
當年，由於凡世通（Firestone）輪胎的質量問題，造成了超過100人死亡和400人受傷，此事引起了業界和美國政府的高度關註，普利斯通/凡世通公司被迫收回650萬只輪胎。據美國汽車工程師學會最近的調查，美國每年有26萬交通事故是由於輪胎氣壓低或滲漏造成的，另外，每年75%的輪胎故障是由於輪胎滲漏或充氣不足引起的。由於每年造成的經濟損失巨大，美國政府要求汽車制造商加速發展TPMS系統，以求減少輪胎事故的發生。2000年11月1日美國總統克林頓簽署批準了國會關於修改聯邦運輸法的提案，要求2003年後所有的新車都需把這種系統作為標準配置。
許多歐洲的汽車廠商已將TPMS裝配於自己的車型之中，隨著中國汽車市場的發展壯大，汽車越來越多地進入普通家庭，汽車的使用安全性更成為有車壹族重點考慮的因素。
安裝汽車胎壓監測系統有什麽好處？
（1）有效防止爆胎
（2）有效避免缺氣行駛造成的輪胎損毀
（3）有效避免油耗增加
（4）確保車輛最佳操控性能
（5）避免車輛部件非正常磨損
汽車胎壓監測系統（TPMS）的分類
目前裝置於車輛上的胎壓監測系統分為兩種，壹種使用ABS傳感器的間接量測系統，另壹種為使用設置在輪胎上的無線接口傳感器的直接量測系統。
間接式胎壓監測系統(Indirect Tire Pressure Monitoring System)
間接式胎壓監測系統透過防死鎖剎車系統(ABS)上的速度傳感器來判定各條輪胎的胎壓。車輛行駛，當其中壹條輪胎的胎壓較低時車輛的重量會使該輪胎直徑縮小，車輪之間的轉動次數自然會有差別，經過計算後將觸動警報系統，向駕駛者提出警告。
間接式胎壓感測系統的優點是與ABS***享同傳感器和感測信號，不必添加額外的硬件裝置，所以只需調整車內計算機的軟件便可獲得胎壓異常的警示信息，因此開發時間和成本較低。但其缺點是，間接式胎壓感測系統是通過收集比較各車輪轉速的方式來判定輪胎的胎壓是否過低。因此，如果要使用間接式胎壓監測系統，前提是車輛必須有ABS系統，加上會影響輪胎轉速的因素，除了胎壓異常所導致外，行駛的路面也是主要原因，如行駛於雪地或濕滑路面時，空轉會使某壹輪胎的旋轉次數大幅提高，或者是當車子高速轉彎時車胎的抓地力已經無法負荷過彎時的離心力，外側輪胎與內側輪胎的轉動次數便有明顯差異，這些情況便會出現錯誤警告信息。另外，當四條輪胎的胎壓同時下降，系統便失去判定的準則，警告信息自然就不會出現。間接式胎壓監測系統受到最多爭議的就是偵測功能僅在車輛行駛中才能發揮作用，因此對備胎或當車輛停滯時，便無法判斷。
直接式胎壓監測系統(Direct Tire Pressure Monitoring System)
直接式胎壓監測系統是在每壹個車胎中加裝壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓，這套系統包括感測傳輸器、接收天線、接收器和監視器設備。直接式胎壓監測系統是將氣壓感測與傳輸模塊裝在壹種特殊金屬制的氣閥上，通過安裝在每壹個輪胎氣孔上的感測傳輸器，將所測量的胎壓數據透過無線方式發送到接收天線，再顯示在監視器內。如果輪胎下降時，直接式胎壓監測系統能夠提供立即的警示。甚至，有些系統可讓駕駛人直接從行車計算機上檢視四條輪胎的實時胎壓數據，隨時了解各輪胎的胎壓狀況。為了進壹步提高系統的可靠性，這套系統在設計上也添加防護措施，這是因為隨著電子技術應用的範圍趨大，車內上將會裝置更多的感測傳輸器，因此當傳輸胎壓數據時，同時也會傳輸壹組辨別碼，防止系統接收錯誤信息。另壹方面當系統出現問題，譬如無法收到信號或是電池沒電時，駕駛者也可從監視器上得知。
目前普遍見於汽車的安全系統，如ABS，安全氣囊等均屬“被動”型，也就是在事故發生後才會啟動保護人身和汽車的安全措施。而胎壓監視系統則屬於“主動”型安全警示系統。
輪胎壓力監控增強汽車的安全性
未來數年內，安全性壹直是推動輪胎壓力監控系統(TPMS)發展的主要動力，因為許多交通事故的發生都與輪胎的缺陷有關，因此，TPMS有望成為發展最快的汽車電子應用。本文介紹菲利浦公司的胎壓監測系統方案。
業界統計顯示，不恰當的輪胎壓力可能破壞汽車的穩定性並影響汽車的駕駛和制動，每年因此而導致的交通事故高達數十萬起。較低的輪胎壓力幾乎與所有涉及制動的撞車有關，因為較低的輪胎壓力將導致剎車的距離增大。
許多汽車司機往往忽視了輪胎中的隱患，盡管輪胎是保障汽車性能的最重要因素之壹。適當充氣的輪胎不僅可以增強安全性和性能，還能節省燃料並延長輪胎的壽命。然而，20％的輪胎仍處於40％的亞充氣狀態(under-inflated)。這不僅顯著地降低了輪胎的壽命，而且還增加了燃料消耗。根據固特異(Goodyear)公司的數據，亞充氣狀態下每下降3個PSI將使燃料增加1％。
美國交通部國家高速公路交通安全管理署(NHTSA)最近要求，自2007年起，所有在美國出售的汽車都必須裝備輪胎壓力監控系統(TPMS)。當汽車輪胎處於25％的亞充氣狀態時，這些系統將向駕駛員發出警告，以有效地防止輪胎破損，從而避免汽車在輪胎充氣不足情況下負重行使而導致交通事故。
美國已制訂法規要求自2003年下半年起，所有新組裝的汽車都必須裝備TPMS。這主要是因為2000年夏發生的壹系列交通事故的起因都是由於亞充氣的輪胎在行駛過程中從車體分離而導致追尾。新頒布的法令要求使用更先進的直接TPMS，即對每個輪胎中都進行壓力監控。直接TPMS不僅有助於預防交通事故，而且每年節約的燃料消耗和汽車維護費用可達17億美元，因為亞充氣輪胎將縮短輪胎的壽命並增加燃料消耗(NHTSA)。
TPMS市場
未來，輪胎壓力監控系統的市場將非常巨大。咨詢公司Strategy Analytics指出，未來數年中，輪胎壓力監控有望成為汽車電子系統中增長最快的領域，2010年將達到3000萬套。作為為數不多的幾家既能提供直接TPMS解決方案，又能提供相關信號調節芯片(P2SC)的公司，飛利浦(Philips)有望占據很大的市場份額。
直接測量系統
圖題:胎壓監測模塊本身由以下三個部分組成：
1. 壓力傳感器(通常為壓阻式模擬器件)；
2. 壓力傳感器信號調節芯片(可以集成在壓力傳感器中)；
3. 射頻發射器裝置。
直接輪胎壓力監控系統是能在輪胎內部直接測量輪胎壓力的監控系統。為此，胎壓監測模塊將位於輪胎中(通常位於充氣閥旁邊)並通過射頻(RF)將其測量的數據廣播至中央接收器。這種射頻鏈接運用了與遙控車門開關 (Remote Keyless Entry, RKE) 系統相同的射頻原理和頻率範圍。由於RKE系統已經廣泛地應用於現代汽車中，因此這種射頻鏈接可以與RKE系統***享資源，以節省整個系統的成本。飛利浦公司的TPMS采用了與業界領先的遙控車門開關技術相同的射頻鏈接，這已通過現場測試並被生產商采用，如Siemens VDO公司的無插孔感應門系統(Passive Entry System, PASE)。
胎壓監測模塊本身由以下三個部分組成：1. 壓力傳感器(通常為壓阻式模擬器件)；2. 壓力傳感器信號調節芯片(可以集成在壓力傳感器中)；3. 射頻發射器裝置。
胎壓監測模塊必須能承受-40 °C 至 150 °C以上的溫度以及高達2000g的加速度。極端環境下，還將使用壹些特殊器件以保證壽命達到10年。
胎壓監測模塊中的壓力傳感器是壹個典型的微電子機械系統(MEMS)器件。目前，只有很少幾家主要的專業公司具有TPMS方面的專業技能和經驗以生產能在真實惡劣環境下保證足夠魯棒性的傳感器。
胎壓監測模塊的封裝也很重要，封裝包括下面所描述的壓力傳感器信號調節芯片。<!--######--> 來自矽片傳感器的信號必須經過放大和數字化，而整個器件還需要進行校準和初始化。飛利浦公司的傳感器信號處理芯片P2SC從傳感器橋(sensor bridge)采集信號後，對信號進行數字化處理，然後直接在芯片上測量溫度並執行所需的全部校準和初始化操作。P2SC帶有基於STARC的精簡指令集計算機(RISC)第二代微控制器內核，該內核通過了RKE應用的現場檢驗並專用於TPMS。P2SC的功耗也經過優化後降至最低，而且作為壹項特有的性能，P2SC還能通過車輪識別特性解決自轉問題。
目前正在使用的基於UHF發射器的外部SAW或PLL既能分離使用，也能集成到設備中。但是，飛利浦半導體業已發布了與UHF PLL集成至同壹芯片的第二代P2SC。
這有助於在壓力感應模塊中進壹步降低PCB的成本和尺寸。以後，該器件還將完全集成至“智能傳感器”封裝中：輪胎上只有壹塊芯片和壹套封裝解決方案。
如前所述，TPMS的接收器裝置也是基於與RKE接收器類似的技術。因此，現有的射頻接收器可以在TPMS和RKE之間實現***享。這能顯著地降低成本，因此眾多的汽車制造商已經強烈要求供應商將RKE和TPMS集成至壹套系統中。
經過校準和初始化，現在每個輪胎都能夠發送壓力信息至駕駛室的儀表盤中，而車身控制器也能判斷信號來自哪個輪胎。但如果駕駛員正在更換(旋轉)輪胎，那麽將發生什麽情況呢？
我們可以通過以下途徑解決這個問題：1. 每個車輪都安裝專用的射頻接收器；2. 感應測量不受速度的影響，測量包含ABS/ESP信息；3. 射頻信號(RSSI)的放大分析；4. 雙向射頻鏈接；5. 低頻喚醒(LF wakeup)。
飛利浦選擇了低頻喚醒方案進行輪胎定位。該解決方案的成本相對低廉並能實現可靠的立即識別。小低頻(125KHz)駕駛室天線發送喚醒信號至特定的胎壓監測模塊，胎壓監測模塊通過射頻鏈接發送響應信號。低頻喚醒必須在駕駛室天線與胎壓監測模塊之間彌合約1m的距離，這已被證明完全可行，飛利浦半導體公司的無源遙控開鎖(Passive Keyless Entry, PKE)技術即能實現。此外，遙控開啟車門時也需要在兩者之間彌合類似的壹段距離。另外，胎壓監測模塊中的三維(3D)接口也需要為接收到的喚醒信號保證與信號發射源無關的靈敏度。
壓力監控系統早在多年前就已實現，但只裝備在高端的豪華汽車上。當代的TPMS基於壓力傳感器，包含了專門用來調節壓力和溫度信號的ASIC。然而，新的法令將使得TPMS成為各種型號汽車的標準配置。
P2SC是能提供低頻喚醒和高頻返回信號的直接測量解決方案，這意味著系統可以“請求”每個輪胎報告當前的壓力狀況並將這些信息中繼給駕駛員。壹旦啟動點火，每個輪胎就將被“喚醒”，並在駕駛員開動汽車之前匯報輪胎上的狀態信息。在整個行程中，輪胎將保持“喚醒”狀態並定期更新狀態信息。如果出現壓力驟降情況，輪胎將自動將該信息中繼給駕駛員，而無需進行先期喚醒。駕駛員將能利用儀表盤上的圖標顯示或虛擬汽車，獲得輪胎壓力信息。
現在正在批量生產的下壹代TPMS將利用微控制器(如飛利浦公司的P2SC)取代ASIC。由於胎壓監測模塊上的電池成本和壽命方面還有壹些問題需要解決，汽車電子業界仍然需要繼續研究使用更少電池的解決方案，如采用感應耦合或無源GHz技
汽車胎壓監測強制性國家標準的提案
道路交通事故是所有國家都面臨的壹個嚴重的問題。據公安部交管部門統計，2006年全國***發生道路交通事故378781起，造成89455人死亡、 431139人受傷，是**事故傷亡人數的十余倍，直接財產損失14.9億元。因高速行駛中突然爆胎而導致的車毀人亡事故被列為高速公路意外事故榜首，占高速公路意外事故死亡人數的49.81%，受傷人數占63.94%，直接財產損失占43.38％，爆胎與疲勞駕車、超速行駛被公認為中國道路交通的三大殺手。據美國汽車工程師學會最近的調查顯示，美國每年有19.5萬起交通事故是由於爆胎造成的。如何監測與安全控制爆胎已成為安全行車的壹個重要而緊迫的課題。
2000年11月1日，美國公路交通安全局要求所有在美國銷售的汽車都必須安裝“輪胎壓力監視系統”（TPMS），並提出了汽車整車廠的執行時間表。TPMS系統是指通過對汽車輪胎氣壓的直接動態監測，在氣壓降低出現危險狀況時給予警報，從而預防爆胎來保障行駛安全，但存在的缺陷是對爆胎後無法實施救助。
輪胎是汽車的重要組成零部件，事關行車安全。但汽車爆胎問題已不是輪胎廠家單獨所能解決的。到今天為止，世界沒有不會爆破的輪胎。我國目前還沒有防止爆胎的相關強制性國家標準，但是中國企業已經研發成功了比美國TPMS更為先進、安全的系統。不僅能自動監測胎壓，而且還能對爆胎後實施安全救助。
如果將目前這壹我國自主研發的“胎壓監測與爆胎安全控制系統”作為我國的強制性汽車安全標準，對提高我國汽車技術國際水平，提高中國汽車企業自主創新積極性，實現用科技創造安全，減少每年因爆胎造成的數萬人傷亡具有重要的積極意義。同時，還能誕生壹個新型的以汽車安全為主的產業，增加經濟增長量和就業崗位，對推動中國經濟的發展、全面創建節約型社會有著不可低估的作用。
因此，建議國家發改委予以關註並請國家標準化管理委員會盡早出臺《汽車胎壓監測與爆胎安全控制強制性國家標準》。
TPMS前景看好 前後裝產品各具特點
TPMS(輪胎壓力監測系統)是國外繼ABS(防抱死剎車系統)、安全氣囊之後第三個立法的汽車安全類電子產品。
經過幾年來的市場導入過程，TPMS在我國壹定範圍內得到了認可，並有部分產品開始在市場銷售。隨著廠家生產量的擴大和競爭的加劇，下壹階段會有較多廠家開展廣告宣傳和提升技術服務水平，由此會產生強烈的互動效應。另外，提高個人和家人的乘車安全性是有車族的心願，用少量的資金投入換來用車的安全性必將成為大眾化的選擇。再者，由於市場量的擴大，廠家生產成本也會較大幅度降低，價格降低性能提高的結果又會促進TPMS的普及和推廣,從而使TPMS的前裝市場更具有拉動效應。因此，TPMS產業前景是明朗的。隨著大家對汽車安全的重視，在不遠的將來，國內通過立法形式強制要求安裝TPMS的可能性會越來越大，TPMS前景看好。同時作為汽車安全保障系統之壹的TPMS，其發射模塊將向高度集成化、單壹化、無線無源化方向發展。
目前，中國本土TPMS開發、生產廠商已有幾百家，但市場容量小、普及率低，技術有待進壹步提高。前裝市場被國際大廠壟斷，國內廠家只能在夾縫中艱難生存。企業若沒有實力只能靠引進國外的TPMS開發平臺及生產線來生產產品，這樣也就毫無自主知識產權可言。目前國內常見的方案主要是由摩托羅拉、英飛淩、通用電氣(GE)等企業提供。
TPMS市場：無源化高集成是技術方向
目前由爆胎導致的車禍事故居高速公路意外事故榜首，爆胎已經成為道路交通殺手之壹。作為爆胎的“克星”，TPMS(輪胎壓力監測系統)可通過對行駛中車輛輪胎壓力的實時自動監測，及時準確地對氣壓異常的輪胎進行報警，進而預防車輛失控及爆胎。據悉，今年年底由全國汽車標準化技術委員會制定的TPMS標準有望出臺，這對我國TPMS產業來說，將帶來巨大的發展機遇。
安全是人們在駕駛過程中最關註的問題，由此衍生的汽車安全產品種類也很繁多，TPMS就是其壹。據統計，在中國高速公路上發生的交通事故有70%是因爆胎引起的，而在美國這壹比例則高達80%。怎樣防止爆胎已成為安全駕駛的壹個重要課題。TPMS的誕生無疑為人類解決爆胎問題指明了方向，並被業內人士認為是最可能被普及的汽車高科技之壹。TPMS市場也被認為是中國安全類汽車電子產品市場中最具有潛力的市場。
法規滯後阻礙市場發展
目前我國TPMS整體市場容量較小，普及率較低，尚處於起步階段。不少業內人士認為法規出臺滯後，政策沒有傾斜是其原因之壹。“政府法規要求壹直是推動汽車行業新技術應用的強大動力，TPMS也不例外，但是目前國家還沒有頒布安裝TPMS的強制性法規。”飛思卡爾汽車電子高級技術市場工程師楊斌在接受記者采訪時表示。
華陽集團企劃部何華也向記者表示：“在美國，TPMS產品的普及在很大程度上要歸功於政策的傾斜。但是，我國目前並沒有出臺相應的政策，所以市場不會馬上爆發。”其實壹些發達國家很早就為了行車安全而相繼在這壹領域立法，安力信公司售後技術部工程師劉永恒向政府提出了建議：“制定TPMS標準的有關專家應根據我國的產業、技術、應用發展等自身的情況來量身定制適合中國國情的TPMS標準。”據悉，由全國汽車標準化技術委員會制定的TPMS標準今年年底有望出臺，大部分業內人士均表示，中國的TPMS標準如果出臺，無疑將對市場帶來很大的激勵作用。
TPMS行業前景明朗也是毋庸置疑的。何華對記者說：“我國雖然尚未立法，但美國的立法和市場的強制措施將影響到中國整車開發方向，是否安裝TPMS是出口車在部分地區遇到的非貿易壁壘，是否有TPMS也是整車在國內銷售的新賣點。目前已有幾款國產車在新車設計時采用了配套安裝TPMS的方案。壹旦安裝TPMS的新車上市，將會進壹步實現TPMS產業化的步伐。未來幾年中國車載電子產品市場仍然將會實現快速增長，市場潛力也將得到進壹步釋放。”
當然，目前業內人士並不能肯定市場增長的方式。“國內TPMS市場是爆發式增長還是穩步增長取決於(出臺的)標準的性質及消費者對成本增加的接受能力，現在還很難預測。”楊斌這樣對記者說。
產業提速需擴大宣傳
法規滯後是其壹，消費者認知程度低也是產業發展的阻力之壹。“TPMS就像是江湖世界上的隱俠，太平世界看不到隱俠的身影，只有在輪胎隱患奪命的時候，隱俠才能揚名立萬。”劉永恒形象地向記者打了壹個比方。“加快TPMS的普及壹方面需要國家強制性的法規和政策的支持，壹方面要加大對車主的宣傳力度，只有觀念改進了，輪胎安全的意識才能真正建立起來。”劉永恒補充道。
航盛公司TPMS事業部的張博提供給記者這樣壹組數據：“40%的消費者認為，汽車在高速行駛的過程中，汽車輪胎的壓力保持壹致是非常重要的，但其中大部分認為爆胎主要是因為氣壓和溫度過高引起的，與氣壓過低關系不大；20%消費者認為使用名牌輪胎並定期更換即可，無須對輪胎氣壓、溫度作監控。”可見，很多消費者目前對TPMS不太了解，甚至可以說壹無所知。
在宣傳推廣的過程中，不少業內人士提出了自己的建議，除了打“安全牌”，強調產品能提高汽車安全性能外，還可以打“節油牌”。“在輪胎壓力正常情況下，汽車行駛的過程中，肯定比在輪胎壓力不正常的行駛過程中受到的阻力小，從而可以達到節省燃油的問題。而目前油價飛速上漲，很多消費者都會首選節油產品購買安裝。”張博向記者解釋道。
隨著產品得到宣傳推廣消費者認知度會逐漸提高，市場量也會相應擴大，廠家生產成本也會隨之降低，價格降低的結果又會促進TPMS的普及和推廣，從而實現良性循環。當然，也有業內人士認為目前TPMS供應商雖然數量眾多，但是良莠不齊，產品可靠性差，這也是制約產業發展的因素之壹。
無源化高集成是技術方向
法規和消費者認知度是推動市場的外因，而內因則是TPMS產品技術的不斷提高。輪胎在高速行駛時其工作環境是相當惡劣的，這對TPMS產品提出了更高的要求。在產品技術發展趨勢方面，大部分業內人士認為無源化(即無電池)、高集成是發展方向。“直接式的輪胎壓力監控系統需要使用壽命非常長的電池，壹般為7-10年。由於電池位於輪胎內，電池必須輕量化。此外，還必須選擇低功耗的組件。未來TPMS的發展趨勢將很可能演進到無源系統。”楊斌如是說。
張博也認為：“TPMS的主要技術難點集中在胎內的發射監測模塊上。目前由於要使用電池，TPMS仍無法徹底解決以下幾個問題：體積過大、重量過高、使用壽命有限、監測密度無法做到實時監控、無法保證穩定性與可靠性。如果胎內模塊實現無源，則上述問題都會迎刃而解。”
對於TPMS芯片，楊斌認為高集成化(單片方案)、無線發射和接收準確、可識別汽車運動還是靜止等要求為芯片技術指明了發展方向。他認為將以上所有功能集成於壹個封裝中也是TPMS的發展方向之壹。何華也認為，作為汽車安全保障系統之壹的TPMS，其發射模塊將向高度集成化、單壹化、無線無源化方向發展。當然，專業定制也是TPMS產品發展的壹個趨勢。劉永恒就告訴記者，智利的壹些大型礦山汽車已向安力信公司訂制了特殊的TPMS產品，該汽車僅輪胎的高度就高達3.6米。
TPMS作為新興的車載電子產品，市場前景可觀。何華向記者表示，2007年全球TPMS產品總量比2006年增長96%，達到9200萬套；2008年增長將趨於平穩，預計增長30%，達到1.2億套；到2011年將會突破1.69億套。據TPMS產業研究報告顯示，目前國內專業和非專業的TPMS生產廠家將近200家，預計2010年將達到2200家，中國TPMS市場將全面爆發。我們期待著中國TPMS產業良性高速地發展。