國(guó)內(nèi)外汽車TPMS標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)現(xiàn)狀

國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)現(xiàn)狀

美國(guó)是世界上第一個(gè)也是目前唯一一個(gè)制定并強(qiáng)制實(shí)施TPMS法規(guī)的國(guó)家。美國(guó)公路交通安全管理局(NTHTSA)制定了FMVSS 138法規(guī)，要求2007年9月以后，所有在美國(guó)銷售的最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量不超過4536kg的四輪乘用車和商用車都必須安裝輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在美國(guó)聯(lián)邦立法和市場(chǎng)商機(jī)的推動(dòng)下，各大汽車電子企業(yè)投入了極大的研發(fā)熱情，同時(shí)還有許多知名芯片制造企業(yè)紛紛加盟，不斷推出體積更小、重量更輕、性能更可靠、壽命更長(zhǎng)的新一代產(chǎn)品。目前，在美國(guó)TPMS裝備已經(jīng)非常普及。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)于2006年3月制定了有關(guān)輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 21750：2006。美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)也在2004年12月制定了關(guān)于輕型車輛輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的SAE J 2657標(biāo)準(zhǔn)。目前可參考的國(guó)際汽車法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目有：FMVSS 138 輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；SAE J 2657：2004 輕型車輛輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；ISO 21750：2006 道路車輛 用于提高車輛安全性的輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

此外，日本的汽車標(biāo)準(zhǔn)化組織(JASO)也制定了一項(xiàng)TPMS實(shí)車測(cè)試方法的技術(shù)文件，其技術(shù)內(nèi)容基本是對(duì)美國(guó)FMVSS 138法規(guī)的細(xì)化。負(fù)責(zé)制定歐洲和全球汽車技術(shù)法規(guī)的“世界車輛技術(shù)法規(guī)協(xié)調(diào)論壇(UN/WP29)”下屬的制動(dòng)和行走機(jī)構(gòu)工作組(GRRF)，在 2007年9月召開的第62次會(huì)議上決定成立一個(gè)TPMS非正式工作組，由德國(guó)擔(dān)任主席國(guó)來推動(dòng)該法規(guī)的制定工作，并于2007年11月、2008年2月和9月召開非正式工作組會(huì)議，探討制定有關(guān)TPMS的ECE法規(guī)的可行性，從幾次會(huì)議的內(nèi)容來看，此項(xiàng)工作的難度比預(yù)想的要大得多，進(jìn)展速度并不快。

各標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)缺點(diǎn)

美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)FMVSS 138。該法規(guī)為強(qiáng)制執(zhí)行的安全標(biāo)準(zhǔn)，在性能要求上只規(guī)定了最基本的功能要求，即當(dāng)輪胎氣壓低于規(guī)定氣壓值時(shí)，TPMS應(yīng)在20min內(nèi)發(fā)出欠壓視覺報(bào)警信號(hào)。FMVSS 138法規(guī)規(guī)定了視覺報(bào)警信號(hào)的有關(guān)要求，還規(guī)定了試驗(yàn)條件、試驗(yàn)程序及詳細(xì)的實(shí)施過渡期。美國(guó)FMVSS 138法規(guī)對(duì)TPMS 系統(tǒng)性能的具體要求為：

a)TPMS系統(tǒng)必須在汽車點(diǎn)火的時(shí)候開始運(yùn)行并在輪胎氣壓降低25%的時(shí)候發(fā)出警報(bào)。

b)TPMS系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候必須向駕駛員發(fā)出警報(bào)。

c)TPMS警報(bào)燈必須保持開啟狀態(tài)直到輪胎充氣到正常的氣壓或系統(tǒng)故障排除為止。

d)汽車點(diǎn)火時(shí)必須對(duì)儀表盤上的警報(bào)燈進(jìn)行一次自檢。

e)車主手冊(cè)必須寫明更換輪胎有可能不匹配的警告。

f)汽車制造商必須逐步增加裝配TPMS的比例，2007年9月后在美國(guó)銷售的最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量不超過4536kg的四輪乘用車和商用車的裝配率要求達(dá)到100%。

g)規(guī)定了TPMS在車速50~100km/h時(shí)進(jìn)行氣壓監(jiān)測(cè)。

美國(guó)法規(guī)在制定時(shí)因受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的制約，只規(guī)定了最基本的欠壓報(bào)警功能，并且兼顧了間接式(即通過輪速傳感器間接計(jì)算輪胎低氣壓的方式)TPMS 系統(tǒng)。但由于間接式TPMS系統(tǒng)自身的缺陷，如車輛靜止時(shí)不能監(jiān)測(cè)、判斷是否低氣壓的周期過長(zhǎng)(約20min)、容易誤報(bào)警、某些特殊狀態(tài)不能監(jiān)測(cè)出低氣壓，且不能顯示氣壓值等，所以滿足該法規(guī)的產(chǎn)品并不一定是安全可靠的產(chǎn)品，而且在具體應(yīng)用過程中，用戶對(duì)于一些產(chǎn)品頻繁的誤報(bào)警產(chǎn)生抱怨。

SAE J 2657：2004標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了裝置于無內(nèi)胎輪胎內(nèi)的輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(TPMS)的試驗(yàn)方法及性能要求。主要對(duì)胎壓監(jiān)測(cè)傳感器模塊的耐溫性、熱循環(huán)、熱沖擊、耐極限溫度、耐潮濕、結(jié)霜、耐壓、快速漏氣、耐海拔高度、耐臟污、耐鹽霧腐蝕、抗跌落、耐機(jī)械沖擊、電磁兼容性等規(guī)定了具體試驗(yàn)方法，在性能上對(duì)報(bào)警信號(hào)的顯示方式、系統(tǒng)的工作條件、最基本性能給出了具體要求。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定系統(tǒng)在車速24km/h到最大車速之間應(yīng)對(duì)輪胎氣壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)量精度沒有要求，沒有限定產(chǎn)品使用壽命，欠壓報(bào)警的響應(yīng)時(shí)間也較長(zhǎng)(10min之內(nèi))，功能上基本與FMVSS 138類似。

ISO 21750：2006標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)適用于無內(nèi)胎輪胎使用的胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，要求監(jiān)測(cè)所有使用的輪胎，并為駕駛員提供信息。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)系統(tǒng)及部件規(guī)定了全面的性能要求。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了車速超過25km/h后系統(tǒng)應(yīng)對(duì)輪胎氣壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)系統(tǒng)劃分了以下幾個(gè)層次，且對(duì)每種系統(tǒng)的性能給出了定性要求：

胎壓報(bào)警系統(tǒng)(TPAS)。指測(cè)量輪胎充氣壓力和內(nèi)部溫度或與壓力相對(duì)應(yīng)的參數(shù)，并發(fā)出信息提醒駕駛員輪胎的充氣壓力限值已達(dá)到需要采取措施的系統(tǒng)。

胎壓警告系統(tǒng)(TPWS)。能夠給駕駛員提供有用信息，至少包括每個(gè)輪胎實(shí)際的壓力狀態(tài)。用途是當(dāng)輪胎需要采取糾正措施時(shí)發(fā)出警告。

輪胎漏氣報(bào)警系統(tǒng)(TLAS)。檢測(cè)出使用中的某個(gè)輪胎氣壓與其它輪胎氣壓和相對(duì)自身初始?xì)鈮河忻黠@變化要求采取措施的系統(tǒng)。

標(biāo)準(zhǔn)對(duì)輪胎模塊規(guī)定了部分性能限值為：

a)使用壽命：在配套車型上至少使用6年或者行駛10萬km。

b)測(cè)量精度：絕對(duì)壓力測(cè)量值最小精度應(yīng)滿足：在0℃~70℃溫度范圍內(nèi)為滿量程的±2%，最大不超過±10kPa；在其它條件下為滿量程的±5%，最大不超過±25kPa；對(duì)安裝在車輪內(nèi)部的胎壓監(jiān)測(cè)模塊還規(guī)定了耐環(huán)境性能及具體試驗(yàn)方法。對(duì)顯示模塊規(guī)定了詳細(xì)的人機(jī)界面要求。

該標(biāo)準(zhǔn)比FMVSS 138和SAE J 2657適用的范圍廣，但不要求車輛靜止時(shí)TPMS工作，只要求車輛速度大于25km/h時(shí)，在3min內(nèi)欠壓報(bào)警，10min內(nèi)故障報(bào)警。

以上三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從不同側(cè)面對(duì)TPMS提出了要求，但對(duì)于一個(gè)在安全性和可靠性兩方面要求極高的電子產(chǎn)品，這些標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)在要求上還有一些欠缺。比如，如何體現(xiàn)和保證系統(tǒng)信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?、穩(wěn)定性，如何體現(xiàn)和保證系統(tǒng)能達(dá)到6年以上的使用壽命等，如何避免誤報(bào)警和漏報(bào)警等等，這些是TPMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)，也是制定標(biāo)準(zhǔn)的難點(diǎn)所在。

我國(guó)即將出臺(tái)的TPMS標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)TPMS產(chǎn)品的研究和發(fā)展晚于美國(guó)、歐洲等國(guó)家。從2002 年開始，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了早期的TPMS產(chǎn)品，普遍以國(guó)外產(chǎn)品代理或者仿制開發(fā)形式出現(xiàn)，規(guī)模小、技術(shù)含量較低。2003年初，上海大眾開始了TPMS的研發(fā)計(jì)劃，國(guó)內(nèi)TPMS研發(fā)才進(jìn)入同整車廠合作的階段。經(jīng)過一段時(shí)間的自主研發(fā)和創(chuàng)新，一批我國(guó)自行研發(fā)的TPMS產(chǎn)品在性能和成本上達(dá)到了能與國(guó)際同行媲美的水平。可以說，我國(guó)TPMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自主研發(fā)階段。

目前國(guó)內(nèi)TPMS產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)逐步增多，但產(chǎn)品品種、型式、技術(shù)水平和質(zhì)量參差不齊。行業(yè)迫切需要制定TPMS國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，來規(guī)范和引導(dǎo)TPMS產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。考慮該產(chǎn)品是一種較新的技術(shù)，先從鼓勵(lì)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用為目的，制定為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，待技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)一步成熟后，可考慮研究制定一項(xiàng)TPMS強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的可行性，以提高車輛的安全性。

2007年7月31日由中國(guó)汽車技術(shù)研究中心牽頭，組成了包括整車企業(yè)、檢測(cè)科研機(jī)構(gòu)、TPMS系統(tǒng)制造企業(yè)、傳感器和芯片制造企業(yè)等共十余家單位參加的標(biāo)準(zhǔn)起草工作組召開了“TPMS標(biāo)準(zhǔn)研究工作組成立及第一次工作會(huì)議”，并開始了標(biāo)準(zhǔn)制定工作。到2008年5月形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿，當(dāng)年12月形成了標(biāo)準(zhǔn)送審稿。

我國(guó)《汽車輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(TPMS)》標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)內(nèi)容包括：

適用范圍：適用于各類汽車及輪胎形式，包括乘用車和商用車(M類和N類)，以及有內(nèi)胎和無內(nèi)胎輪胎，且其它類型車輛使用的TPMS也可參照?qǐng)?zhí)行(如兩輪摩托車和工程機(jī)械)。

要求具備更短的欠壓報(bào)警時(shí)間：規(guī)定TPMS應(yīng)在6s內(nèi)發(fā)出欠壓報(bào)警信號(hào)。比FMVSS138規(guī)定的20min，SAE J2657：2004規(guī)定的10min，ISO21750：2006規(guī)定的3min大大縮短，體現(xiàn)出了更好的安全性。

要求具備靜止時(shí)的欠壓報(bào)警：在實(shí)際使用中，車輛在一夜(或一段長(zhǎng)時(shí)間)的停放過程中輪胎可能已經(jīng)處于嚴(yán)重缺氣或無氣狀態(tài)，這時(shí)就應(yīng)該在車輛未移動(dòng)前就報(bào)警，這時(shí)哪怕是只滾動(dòng)數(shù)圈，輪胎也會(huì)受到極大的損傷，如果等到汽車開到24km/h以上或10min以上再報(bào)警，則缺氣輪胎早已受到嚴(yán)重的損壞，并存在極大的安全隱患。

要求具備欠壓或漏氣輪胎指示功能。要求指明欠壓或漏氣輪胎的位置。在其它國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中均未規(guī)定該功能。只報(bào)警而不能指出是哪個(gè)輪胎出現(xiàn)問題的TPMS是有缺憾的，也不容易為用戶所接受。

要求具備快速漏氣報(bào)警。監(jiān)測(cè)到輪胎氣壓以大于30kPa/min的速率降低時(shí)(并非爆胎)，應(yīng)在1min內(nèi)報(bào)警，并指明漏氣輪胎位置。

系統(tǒng)應(yīng)能顯示當(dāng)前各輪胎氣壓值。輪胎氣壓的正常值和欠壓報(bào)警值之間有25%的差值(普通轎車為50~70kPa)，這時(shí)雖然沒有報(bào)警，但是油耗和輪胎的磨損已增加。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定TPMS應(yīng)能實(shí)時(shí)查詢每個(gè)輪胎的氣壓信息。這樣如果駕駛者能隨時(shí)查詢到各輪胎的氣壓信息，則能及時(shí)補(bǔ)氣和采取維護(hù)手段，起到降低油耗、延長(zhǎng)輪胎壽命、消除安全隱患的作用。

規(guī)定了信號(hào)接受性能及試驗(yàn)方法。要求被測(cè)車輪靜止處于不同位置時(shí)(在被測(cè)車輪360℃圓周上每隔10℃測(cè)試一次)，應(yīng)能穩(wěn)定接收胎壓監(jiān)測(cè)模塊發(fā)出的信號(hào)。

從保護(hù)電磁環(huán)境以及減少相互之間干擾的角度，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了系統(tǒng)無線通訊發(fā)射特性，其中對(duì)于低頻和高頻信號(hào)的發(fā)射強(qiáng)度和頻次都作了明確的要求。

電磁兼容性要求。規(guī)定了電磁干擾性能、電磁抗擾性能、電瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾性、抗靜電放電性能等要求。

胎壓監(jiān)測(cè)模塊的使用壽命。至少使用6年或者行駛10萬km的要求。

該標(biāo)準(zhǔn)雖然是推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但與國(guó)外的TPMS標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，在安全性和可靠性等多方面均有具體而詳細(xì)的規(guī)定，而且技術(shù)指標(biāo)也更高。目前，《汽車輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(TPMS)》標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)由全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)通過復(fù)審，上報(bào)到國(guó)家質(zhì)檢總局，今年年內(nèi)將出臺(tái)并實(shí)施。