解宏琳 林松

【摘要】為減少由于輪胎氣壓引起的行車(chē)安全等問(wèn)題，本文闡述了研發(fā)輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的思路，利用車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器對(duì)車(chē)輪速度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將數(shù)據(jù)反饋到OBD II系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)胎壓信息的變化并及時(shí)提醒司機(jī)駕駛員，減小由于輪胎氣壓的突然變化對(duì)駕駛?cè)藛T等帶來(lái)的傷害。

【關(guān)鍵詞】汽車(chē) 安全 輪胎氣壓 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

1引言

2009年以前20年的時(shí)間里，美日兩國(guó)一直是全球排名第一的汽車(chē)生產(chǎn)國(guó)，直至2009年，中國(guó)汽車(chē)的產(chǎn)量超越日本，成為全球第一大汽車(chē)生產(chǎn)國(guó)。而隨著中國(guó)科技水平的不斷提高，改革開(kāi)放步伐的持續(xù)深入，我國(guó)已在世界不同的領(lǐng)域，發(fā)出中國(guó)聲音，給出中國(guó)方案。國(guó)力強(qiáng)大的背后，受益最大的就是黨領(lǐng)導(dǎo)下人民群眾。隨著GDP的穩(wěn)步上升，人民生活水平也大幅提高，人們逐漸追求舒適、智能、方便的高質(zhì)量生活。在擁有家庭轎車(chē)的群體中，因汽車(chē)輪胎等原因引起的交通事故卻屢見(jiàn)不鮮，因此對(duì)汽車(chē)消費(fèi)者的切身利益，對(duì)汽車(chē)乘用人的人身安全考慮，對(duì)汽車(chē)輪胎氣壓的研究就顯得十分的重要。

2 項(xiàng)目研究目的和意義

眾所周知，在交通越來(lái)越便利的今天，由于輪胎氣壓不足等原因引發(fā)的交通事故比比皆是，尤其是在炎熱的夏季，路面溫度較高，輪胎氣壓也會(huì)受溫度的影響而偏高。而人們?cè)谛熊?chē)的過(guò)程中，大多只是關(guān)注到車(chē)輛的內(nèi)飾方面，很少有人對(duì)汽車(chē)的輪胎有過(guò)多的重視，對(duì)于一些很少了解汽車(chē)知識(shí)的駕駛員，特別是一些女性駕駛員，在車(chē)輛輪胎胎壓已然很小或者根本沒(méi)有氣壓的情況下依然無(wú)所察覺(jué)，行駛在道路上，這對(duì)自身及行人都造成了極大的安全隱患。因此汽車(chē)輪胎實(shí)施監(jiān)控及提醒裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，具有十分重要的研究?jī)r(jià)值和意義。

3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)分析

3.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

目前我國(guó)在車(chē)輛的安全管理規(guī)定中，沒(méi)有強(qiáng)制性規(guī)定必須安裝胎壓監(jiān)控系統(tǒng)，因此對(duì)于車(chē)輛開(kāi)發(fā)商及經(jīng)銷(xiāo)商來(lái)說(shuō)，對(duì)TPMS系統(tǒng)的研發(fā)及投入就少之又少，由于“源頭”的不重視、不投入、不開(kāi)發(fā)等原因，導(dǎo)致TPMS系統(tǒng)在中國(guó)的覆蓋率都處于一個(gè)萌芽階段。但是由于競(jìng)爭(zhēng)及產(chǎn)品升級(jí)，技術(shù)革新等需要，部門(mén)開(kāi)發(fā)商開(kāi)始對(duì)TPMS系統(tǒng)逐漸重視，但真正的還未形成銷(xiāo)售體系及成熟的市場(chǎng)占有率。

3.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀

20世紀(jì)70年代末，對(duì)輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究在歐洲的一些發(fā)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行，英國(guó)Lucas公司早在1981年就推出了每個(gè)車(chē)輪均有傳感器的裝置模型和駕駛室設(shè)置接收器。隨后，C.RK公司和Marketing公司也相繼開(kāi)發(fā)出了自己的產(chǎn)品，基本結(jié)構(gòu)是由信號(hào)發(fā)生器、傳感器、接收器三部分組成。德國(guó)Wabeo公司和Bosch公司在1989年推出了利用ABS傳感器檢測(cè)輪胎壓力的新裝置。英國(guó)S.P公司研制的DWS（漏氣報(bào)警系統(tǒng)），可以把輪胎壓力降低的信號(hào)通知駕駛員，系統(tǒng)利用ABS系統(tǒng)的傳感器來(lái)配合使用，通過(guò)計(jì)算程序檢測(cè)輪胎氣壓。

3.3發(fā)展趨勢(shì)分析

隨著人們生活品質(zhì)的提升，在追求舒適的同時(shí)也會(huì)對(duì)汽車(chē)行駛安全更加重視，在大數(shù)據(jù)、信息化時(shí)代的今天，胎壓監(jiān)測(cè)這一技術(shù)問(wèn)題，必將得到有效的突破，使之成為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的汽車(chē)安全系統(tǒng)，進(jìn)而普遍安裝在每一輛行駛的車(chē)輛上。

4 研究方案

4.1 研究目標(biāo)

該系統(tǒng)可通過(guò)讀取ABS電腦或直接通過(guò)車(chē)輛車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器對(duì)車(chē)輪速度進(jìn)行監(jiān)控，并將監(jiān)測(cè)到的該數(shù)據(jù)反饋到OBD II系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)胎壓信息的變化并及時(shí)提醒司機(jī)駕駛員，以便駕駛員能夠在第一時(shí)間，掌握輪胎氣壓的變化，并做出合理的操作步驟或解決方法，減小或避免危害的發(fā)生。

4.2 研究主要內(nèi)容

①參考國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提出本系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框架;②將本系統(tǒng)重要組成部分通過(guò)實(shí)驗(yàn)等途徑連接電路;③對(duì)顯示模塊與報(bào)警程序等主程序的編寫(xiě)以及調(diào)試;④將軟件和硬件組裝并測(cè)試。

4.3 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題

現(xiàn)在市場(chǎng)上主要有直接型的TPMS系統(tǒng)和間接型的TPMS系統(tǒng)，在安裝方面有諸多不便，有些安裝方法還會(huì)破壞原車(chē)線路，給原車(chē)帶不必要的破壞。

5 擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析

5.1 研究方法

①文獻(xiàn)法：通過(guò)檢索文獻(xiàn)，整理與分析，全面把握國(guó)內(nèi)外汽車(chē)輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)情況;②對(duì)比分析法：通過(guò)直接式TPMS系統(tǒng)和間接式TPMS系統(tǒng)的對(duì)比研究，找出異同，參照設(shè)計(jì);③實(shí)驗(yàn)研究法：將設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)模型投入實(shí)驗(yàn)中，檢測(cè)分析，進(jìn)行可行性判斷。

5.2 技術(shù)路線

目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的家用小汽車(chē)都設(shè)置有OBD II的診斷接口，在診斷接口后方的線束上找到車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)線，并將車(chē)輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓、電流信號(hào)傳遞給相關(guān)控制單元。該系統(tǒng)主要由單片機(jī)及顯示元件、信號(hào)處理器和報(bào)警元件等組成。其優(yōu)點(diǎn)在于安裝方便，不需要對(duì)車(chē)輛進(jìn)行拆裝，不破壞原車(chē)線路，無(wú)機(jī)械磨損。其原理是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速快慢來(lái)對(duì)比判斷的該車(chē)輪的氣壓狀況。

5.3 實(shí)驗(yàn)方案

此裝置主要由單片機(jī)及顯示元件、信號(hào)處理器、報(bào)警裝置等組成，配合使用原車(chē)的車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器。車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)控車(chē)輪的轉(zhuǎn)速，信號(hào)處理器把采集到車(chē)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行收集分析，并和正常數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比（監(jiān)控輪胎滾動(dòng)半徑以及輪胎溫度狀況來(lái)判斷當(dāng)前車(chē)輪轉(zhuǎn)速是否一致），如果哪一側(cè)的輪胎有漏氣或者有異常，系統(tǒng)就通過(guò)報(bào)警的方式提醒駕駛員。例如左前輪，會(huì)報(bào)警“滴”一聲，右前輪則會(huì)“滴”“滴”兩聲，以此類(lèi)推。并且，還同時(shí)可以顯示在顯示屏上。當(dāng)車(chē)輛打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)始工作，關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，該系統(tǒng)停止工作。

6 可行性分析

①安裝方便，對(duì)車(chē)輛原有布局基本沒(méi)有破壞;②當(dāng)有故障時(shí)，顯示屏?xí)霈F(xiàn)故障代碼，但并不影響汽車(chē)的正常使用;③該裝置可適用于大多數(shù)汽車(chē)，安全可靠，兼容性強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖統(tǒng)民.一種新的車(chē)輪氣壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].自然科學(xué)版，2007（1）.

[2]趙書(shū)尚.基于圖像處理的汽車(chē)輪速檢測(cè)系統(tǒng)研究[J].測(cè)控技術(shù)2015（3）.

[3]龐茂.汽車(chē)輪速傳感器在線檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[N].浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（1）.

作者簡(jiǎn)介：解宏琳（1990.05-），男，吉林省長(zhǎng)春人，職稱：助教，學(xué)歷：本科，研究方向：車(chē)輛工程，汽車(chē)檢測(cè)與維修。