电子产品世界

　　这种方法的主要优点是在理论上车轮电子器件的功能没有任何限制。同时，采用压电技术的压力计体积和重量大大低于电池供电的系统。

　　目前，最好的电池供电系统重量约为30克，而采用压电转换器的系统重量远低于这一数字。由于这种技术目前仍处于初级阶段，还有很大发展空间，因此今后体积有望进一步减小。

体积减小的优点是显而易见的：首先，减少了必须旋转的笨重体积，提高了轻捷性；其次，减少了压力元件所需的配平重量。从物理学原理看，整个车轮电子器件的重量应低于10克，而要保证使用寿命。电池本身重量即达到5克，难以满足这一重量目标；另一方面，压电转换器的重量有望进一步减轻——这只不过是进一步创新的问题。

　　大陆集团认为，理论上，ITS最好直接放置于轮胎内。这样做的主要好处是：

　　·更加准确快速地测量温度，不会受到轮毂的负面影响；

　　·拆装轮胎时不会损坏模块；

　　·不会因气门漏气造成压力下降(气门使用寿命比电池短)；

　　·轮胎检测的接触面长，结果更加准确。

　　如果仍在轮毂处进行压力检测，采用压电转换器也同样有效。即使这种情况下位置相对固定，压电器件仍然可以将动能转换为足够的电能，将数据传送给车载电子系统。

　　除电池外，压电转换器还可以取代另一个组件，即“停车开关”。这种开关在汽车行驶时进行记录，并将运动报告给车轮电子系统。停车时，开关关闭电子系统，检查常规车距，确定是否需要重新移动车辆。这个功能目前显著延长了电池的使用寿命。压电转换器只在汽车行驶时产生电压，因此不需要“停车开关”。

　　ITS网络

　　由于处于轮胎内壁中央位置，ITS可以获得大量信息，而不仅仅是胎压。举例来说，作为“功能网络”概念的组成部分，已计划利用ITS数据控制汽车动力。

　　除压力传感器外，ITS单元还含有两个分别用于检测温度和加速度的传感器。这些传感器的信息可用来更加准确地确定胎压，例如，通过考虑不同温度条件进一步减少误报警。这样有利于压缩报警阈值范围，进而降低油耗。

　　此外，传感器的数据还可以用来计算轮胎承载力。轮胎厂商的数据，如轮胎型号等，可保存在电子系统中。同时，还可以确定轮胎状况和行驶里程。

　　那么，如何生成其他轮胎数据呢?当轮胎接触面出现和消失时，可以检测加速度。加速度数据结合胎压可用来计算轮胎周长。利用这种信息以及接触面长度可计算轮胎受力。这个力是车轮负载的测量值，在考虑四个车轮的情况下表明汽车负载状况。同时，这种信息还可用来生成函数，针对负载状况和车辆重心精确地调整轮胎目标压力，从而节省油耗。

　　目前不是所有胎压检测系统都能确定正确的目标压力。这意味着，满载车辆有可能在轮胎气压仅支持部分负载的情况下继续行驶。而未生成必要的报警。ITS消除了这一问题。车辆重心信息可用来提高各种安全功能，如防滚翻。这种功能还有助于保证轻卡和重卡的安全行驶，例如，行驶过程中负载偏移。

　　以载重1.6吨的中型车为例，每个车轮应承载大约400千克的重量。利用压电系统产生的电压，现在可以确定每个车轮承载的重量是否的确为400千克，或者是否出现这样的情况，例如，由于重物集中在行里箱中，造成后轮受力过大。在这种情况下，电子系统会提示驾驶员调整胎压，以防止轮胎损坏并避免额外油耗。

　　自动变速箱也可以根据负载和动力载荷状况进行控制，例如当车辆动力和负载达到极限时。ITS可向变速箱控制单元提供相应信息，控制单元根据信息将最佳车速命令传送给自动变速箱。

　　这种车辆负载信息还可以用来调整车辆的轴向力和径向力。这是因为轮胎参数不可能保持恒定。温度、负载、使用年限和状态等可测量轮胎条件，可集成到车辆动力控制系统中，或用于启动安全系统。

　　ITS可提供关于车轮接触的行驶路面摩擦力是否不同的信息，从而更好地调整ABS系统。理论上，ITS提供的所有安全功能完全可以用于商用车，例如，需要格外注意危险品运输车辆的安全。

　　事实上，传感器与轮胎从生产开始便直接建立了相互间的关系。这也意味着，ITS传感器系统可以保存轮胎的所有相关数据，如速度级别和胎面特性等。这样，车辆可以自动提醒驾驶员，例如，当其超过冬季轮胎允许的最高行驶速度时会自动提醒驾驶员。而且ITS可根据行驶里程提示磨损情况，并建议何时更换轮胎。

　　这种系统的另一个优点是有利于低压安全胎。一方面，轮胎漏气时，系统可迅速通知驾驶员；而当胎压的确明显下降时，电子系统可自动监控剩余里程，并在接近允许行驶的最大剩余里程时提醒驾驶员。

　　同时，这一系统在未来还可实现车辆间通信。例如，配置轮胎信息系统的轮胎可收集抓地力强弱的数据，将路面附着情况通知其他车辆，从而减少事故，特别是存在冰雪危险的情况下。
在更远的未来，可利用这种机械性非常敏感的传感器确定摩擦系数。最终，在确定额定压力时，利用径向力与轴向力之比决定磨擦系数。当压力施加在路面时，橡胶会变形。轮胎内部的压电转换器可以检测到这种运动，并将其转换为电信号。

　　总结与展望

　　监控胎压的间接与直接监测系统存在一个基本差别，由于采用电池作为能源，间接监测系统的使用寿命一般为10年左右。

　　大陆集团目前正在开发压电转换器作为电源，取代传统电池。汽车制造商不需要进行很大改动，因为采用这种可与车载系统集成的器件，其余系统架构仍保持原样。未来，这种电子单元将安装在轮胎中。而不再像以前的器件那样装在轮毂中或气门上。压电转换器提供信号还意味着，轮胎信息系统将为底盘调整和车辆动力控制的改善提供新的机遇。

关键词： 轮胎 信息系统 ITS 智能检测