Система мониторинга давления шин

Информационный центр драйвера в Chevrolet Cruze 2013 года с указанием считывания TPMS

Система мониторинга давления шин ( TPMS ) контролирует давление воздуха внутри пневматических шин на транспортных средствах. В TPMS сообщает информацию о далеке в режиме реального времени для водителя, используя либо калибр, пиктограмму, либо простой предупреждающий свет низкого давления. TPMS можно разделить на два разных типа - прямые (DTPMS) и косвенные (ITPMS).

TPMS устанавливаются либо при создании транспортного средства, либо после использования автомобиля. Целью TPMS является предотвращение дорожно-транспортных происшествий, плохую экономию топлива и увеличение износа шин из-за недолгая шины за счет раннего распознавания опасного состояния шин. Эта функциональность впервые появилась в роскошных транспортных средствах в Европе в 1980-х годах, в то время как внедрение массового рынка последовало за актом США в 2000 году после противоречий шин Firestone и Ford .

Мандаты для технологии TPMS в новых автомобилях продолжали размножаться в 21 -м веке в России, ЕС, Японии, Южной Корее и многих других азиатских странах. С ноября 2014 года TPMS были обязательными для новых транспортных средств в Европейском союзе; В опросе, проведенном в период с ноября 2016 года по август 2017 года, было обнаружено, что 54% ​​пассажирских автомобилей в Швеции, Германии и Испании не имели TPMS, и эта цифра считается недооценкой.

и приложения смартфона Systems DTPMS на основе вторичного рынка, которые требуют или портативного дисплея , также доступны для велосипедов, Автомобили и трейлеры .

История

Первоначальное принятие

Из-за влияния давления в шинах на безопасность и эффективность транспортных средств, мониторинг давления шин (TPM) был принят европейским рынком в качестве дополнительной особенности для роскошных пассажирских транспортных средств в 1980-х годах. Первым пассажирским транспортным средством , принятым TPM, был Porsche 959 в 1986 году с использованием системы с полым спиртным колесом, разработанной PSK. В 1996 году Renault использовал систему Michelin Pax Для живописного и в 1999 году PSA Peugeot Citroën решил принять TPM в качестве стандартной функции Peugeot 607 . В следующем году (2000) Renault запустил Laguna II , первого пассажирского автомобиля среднего размера высокого объема в мире, который будет оснащен TPM в качестве стандартной функции.

В Соединенных Штатах TPM был введен General Motors для модельного года 1991 года для Corvette в сочетании с шинами Goodyear Run-Flat . Система использует датчики на колесах и дисплей водителя, на которых может показаться давление в шинах на любом колесе, а также предупреждения как для высокого, так и для низкого давления. С тех пор это было стандартным для Corvettes.

Отзыв Firestone и законные мандаты

в Отзыв Firestone конце 1990-х годов (который был связан с более чем 100 смертями от роллов после разрыва прохождения шин), подтолкнула Конгресс Соединенных Штатов к закону по закону . Закон обязывал использование подходящей технологии TPMS во всех легких автомобилях (менее 10 000 фунтов (4500 кг)), чтобы помочь предупредить драйверов о событиях недооценки.

Этот закон влияет на все легкие автомобили, проданные после 1 сентября 2007 года. Phase-In начался в октябре 2005 года с 20%, и достиг 100% для моделей, произведенных после сентября 2007 года. В Соединенных Штатах по состоянию на 2008 год и Европейский союз, как От 1 ноября 2012 года все выпущенные модели новых пассажирских автомобилей ( M1 ) должны быть оснащены TPMS. С 1 ноября 2014 года все новые легковые автомобили, продаваемые в Европейском союзе, должны быть оснащены TPMS. Для транспортных средств N1 TPM не являются обязательными, но если установлены TPMS, он должен соответствовать регулированию.

13 июля 2010 года южнокорейское министерство земель, транспортных и морских дел объявило об ожидаемом частичном ревизии в стандартах безопасности автомобилей Кореи (KMVSS), указав, что «TPMS должны быть установлены для пассажирских транспортных средств и транспортных средств GVW 3,5 тонны или меньше, ... [эффективно] 1 января 2013 года для новых моделей и 30 июня 2014 года для существующих моделей ». Ожидается, что Япония примет законодательство Европейского Союза примерно через год после реализации Европейского Союза. Дальнейшие страны, чтобы сделать TPMS обязательными, включают Россию, Индонезию, Филиппины, Израиль, Малайзию и Турцию. После того, как Закон о протекторе был принят, многие компании отреагировали на рыночную возможность, выпустив продукты TPMS с использованием колесных модулей радиопередатчика с батарейным питанием.

Шины бега

Внедрение шин и запасных шин с помощью пробега с несколькими производителями шин и транспортных средств обеспечило мотивацию, чтобы сделать хотя бы некоторые основные TPMS обязательными при использовании шин с лег. С шинами с бегом, скорее всего, водитель, скорее всего, не заметит, что шина работает плоской, следовательно, были введены так называемые «системы предупреждения о лечебном плане». Чаще всего это первое поколение, чисто на основе Roll-Radius ITPMS, которые гарантируют, что шины с беговым платом не используются за пределами их ограничений, обычно 80 км/ч (50 миль в час) и 80 км (50 миль). Рынок ITPMS также прогрессировал. Косвенные TPM способны обнаружить недооценку посредством комбинированного использования радиуса рулона и анализа спектра, и, следовательно, стал возможным мониторинг с полным колесом. С помощью этого прорыва выполнение юридических требований также возможно с ITPMS.

Прямая по сравнению с косвенным

Косвенные TPMS

Косвенные системы TPMS (ITPMS) не используют датчики физического давления; Они измеряют давление воздуха с использованием программных систем, которые путем оценки и объединения существующих сигналов датчиков, таких как скорость колеса, акселерометры и данные трансмиссии для оценки и контроля давления в шинах без датчиков физического давления на колесах. Системы ITPMS первого поколения основаны на принципе, в котором недофленкие шины имеют немного меньший диаметр (и, следовательно, более высокая угловая скорость), чем правильно раздутый. Эти различия измеримы через датчики скорости колеса систем ABS/ESC. ITPM второго поколения также могут обнаружить одновременную недостаточную инфляцию во всех четырех шинах, используя спектр анализа отдельных колес, что может быть реализовано в программном обеспечении с использованием методов расширенного обработки сигналов.

Системы ITPMS иногда упоминаются другими именами, такими как Ford's 'Система обнаружения дефляции (DDS)' или Honda «Система предупреждения о дефляции (DWS)».

ITPMS не может измерить или отображать абсолютные значения давления; Они относительны по своей природе и должны быть сброшены водителем после проверки шин, и все давления регулируются правильно. Сброс обычно выполняется либо физической кнопкой, либо в меню встроенного компьютера. ITPMS, по сравнению с DTPMS, более чувствительны к влиянию различных шин и внешних влияний, таких как дорожные поверхности и скорость или стиль движения. Процедура сброса, Затем следует автоматическая фаза обучения, как правило, от 20 до 60 минут вождения, при котором ITPMS изучает и сохраняет эталонные параметры, прежде чем он станет полностью активным, отменяет много, но не все это. Поскольку ITPMS не включает в себя какое -либо дополнительное оборудование, запасные части, электронные/токсичные отходы или обслуживание (помимо обычного сброса), они считаются простыми для обработки и удобны для клиентов. Однако, как уже упоминалось, датчики должны быть сброшены каждый раз, когда изменения вносятся в настройку шин, и некоторые потребители не хотят нести эту дополнительную ответственность.

Поскольку заводская установка TPMS стала обязательной в ноябре 2014 года для всех новых пассажирских транспортных средств в ЕС, различные ITPM ​​были одобрены типом в соответствии с Регламентом ООН R64. Примерами для этого являются большинство моделей группы VW, а также многочисленные модели Honda, Volvo, Opel, Ford, Mazda, PSA, Fiat и Renault. ITPMS быстро получают доли рынка в ЕС и, как ожидается, станут доминирующей технологией TPMS в ближайшем будущем.

ITPMS считается менее точными в результате некоторых из -за их природы, что является тем, что простые изменения температуры окружающей среды могут привести к изменению давления той же величины, что и пороги юридического обнаружения, но многие производители транспортных средств и клиенты ценят легкость использования.

Прямые TPMS

Прямой датчик TPM, установленные в системе клапанов, производитель VDO

Поврежденный прямой датчик TPMS удаляется

Основная статья: прямые TPMS

Прямые TPMS (DTPMS) непосредственно измеряют давление в шинах с использованием аппаратных датчиков. В каждом колесе, чаще всего внутри клапана, существует датчик давления, управляемый аккумулятором, который передает информацию о давлении в центральный блок управления, который сообщает его на бортовой компьютер автомобиля. Некоторые подразделения также измеряют и настороженно температура шины. Эти системы могут идентифицировать недостаточную инфляцию для каждой отдельной шины. Хотя системы варьируются в зависимости от вариантов передачи, многие продукты TPMS (как OEM, так и вторичный рынок) могут отображать в реальном времени, индивидуальные давления в шинах, независимо от того, движется ли автомобиль или припаркован. Есть много разных решений, но все они должны столкнуться с проблемами воздействия враждебной среды. Большинство питаются батареями, которые ограничивают срок их полезного использования. Некоторые датчики используют беспроводную систему питания, аналогичную той, которая используется в чтении тегов RFID, которая решает проблему ограниченного срока службы батареи. Это также увеличивает частоту передачи данных до 40 Гц и уменьшает вес датчика, что может быть важно в приложениях автоспорта. Если датчики установлены на внешней стороне колеса, как и некоторые системы вторичного рынка, они подвергаются механическим повреждениям, агрессивным жидкостям, а также краже. При установке на внутренней стороне обода они больше не доступны для изменения батареи, и радиочастотная связь должна преодолеть ослабляющие эффекты шины, что увеличивает потребность в энергии.

Датчики мониторинга давления в шинах на осях полуприцера тандемных

Поскольку двойные колеса в сборе расположены бок о бок на каждом узле ось, датчик давления подключен к каждой из двух шин, через две линии давления, показанные на фотографии.

Прямой датчик TPMS состоит из следующих основных функций, требующих лишь нескольких внешних компонентов - например, батарея, корпуса, печатной платы - для получения модуля датчика, установленного на стебель клапана внутри шины:

• датчик давления;
• аналого-цифровой преобразователь;
• микроконтроллер;
• системный контроллер;
• осциллятор;
• радиочастотный передатчик;
• низкочастотный приемник и
• Регулятор напряжения (управление аккумулятором).

Большинство первоначально подходящих DTPM имеют датчик, установленный на внутренней стороне обода, а батареи не подлежат обмену. Разряженный аккумулятор означает, что шина должна быть спешиться, чтобы заменить ее, поэтому долгое время автономной работы желательно. Чтобы сэкономить энергию и продлить срок службы батареи, многие датчики DTPMS не передают информацию при припарковании (что устраняет запасной мониторинг шин) или применяет более мощную двухстороннюю двустороннюю связь, которая позволяет проснуться датчика. Чтобы подразделения OEM Auto DTPMS работают должным образом, им необходимо распознать позиции датчика и должны игнорировать сигналы от других транспортных средств.

Последний рынок DTPMS. Они доступны для всех видов транспортных средств, от мотоциклов до тяжелого оборудования и могут отслеживать до 64 шин одновременно, что важно для коммерческих транспортных средств. Многие подразделения DTPMS вторичного рынка не требуют специальных инструментов для программирования или сброса, что делает их намного проще в использовании.

Проблемы технического обслуживания

Коррозия клапана

Первое поколение датчиков TPMS, которые являются неотъемлемой частью стебля клапана, может страдать от коррозии. Металлические крышки клапана могут стать изъяты к их стеблям клапанов из -за гальванической коррозии , и усилия по удалению этих крышек могут сломать стебель, уничтожив датчик. Аналогичная судьба может быть невозможным послепродажным латунным клапанным ядрами, установленными в их стеблях неотъемлемым техническим специалистом, заменив оригинальные специализированные ядра с покрытием никеля. Приступ к стеблу клапана может усложнить восстановление утечки шин, возможно, требуя замены датчика.

Совместимость с герметиком шины

Существует противоречие относительно совместимости герметиков шин после рынка с DTPMS, в которых используются датчики, установленные внутри шины. Некоторые производители герметиков утверждают, что их продукция действительно совместима, Но другие предупредили, что «герметик может вступить в контакт с датчиком таким образом, чтобы сделать датчик временно неработающим до тех пор, пока он не будет должным образом очищен, осматривается и переоценен профессионал по уходу за шинами». Такие сомнения также сообщают другие. Использование таких герметиков может аннулировать гарантию датчика TPMS.

Преимущества TPMS

Динамическое поведение пневматической шины тесно связано с его инфляционным давлением. Ключевые факторы, такие как расстояние торможения и боковая стабильность, требуют, чтобы давление инфляции было скорректировано и сохранено, как указано производителем транспортных средств. Экстремальная недостаточная инфляция может даже привести к тепловой и механической перегрузке, вызванной перегревом и последующим внезапным разрушением самой шины. Кроме того, на эффективность использования топлива и износ шин сильно подвержены недооценке. Шины не только протекают воздух в случае проколоты, они также протекают воздух естественным образом, и в течение года даже типичная новая, правильно установленная шина может потерять от 20 до 60 кПа (от 3 до 9 фунтов на квадратный дюйм ), примерно 10% или даже больше ее начальное давление.

Значительные преимущества TPM суммируются следующим образом:

• Экономия топлива: согласно GITI, на каждые 10% недооценки на каждой шине на транспортном средстве произойдет снижение экономии топлива на 1%. Только в Соединенных Штатах Министерство транспорта оценивает, что при раздутых шинах тратят 2 миллиарда галлонов США (7 600 000 м. ³ ) топлива каждый год.
• Расширенная срок службы шин: под раздутыми шинами являются причина сбоя шин и способствует распаду шин, наращиванию тепла, разделению слоя и нарушениям боковой стенки/корпуса. Кроме того, разница в 10 фунтов на квадратный дюйм (69 кПа; 0,69 бар) при давлении на наборе двойных, буквально перетаскивает нижнюю давление на шину 2,5 метра на километр (13 футов на милю). Более того, запуск шины даже ненадолго на неадекватном давлении разрушает корпус и предотвращает способность возвращаться. Не все внезапные неудачи шин вызваны недооценкой. Структурные ущербы, вызванные, например, путем удара по острым бордюрам или выбоинам, также могут привести к внезапным неудачам шин, даже в определенное время после разрушительного инцидента. Они не могут быть активно обнаружены любыми TPMS.
• Повышенная безопасность: недофленкие шины приводят к разделению протектора и отказам шин, что привело к 40 000 аварий, 33 000 травм и более 650 смертей в год. Кроме того, шины должным образом раздуты, добавляют большую стабильность, обработку и эффективность торможения и обеспечивают большую безопасность для водителя, транспортного средства, нагрузки и других на дороге.
• Эффективность окружающей среды: недофленкие шины, по оценкам Министерства транспорта США, выпускают более 26 миллиардов килограммов (57,5 миллиарда фунтов) ненужных загрязнителей углерода в атмосферу каждый год только в Соединенных Штатах.

Дальнейшая статистика включает в себя:

Французская секуритовая организация, организация по безопасности дорожного движения, оценивает, что 9% всех дорожных аварий, связанных с погибшим Проблемы с шинами.

Европейский Союз сообщает, что средняя недостаточная инфляция на 40 кПа приводит к увеличению потребления топлива на 2% и снижение срока службы шин на 25%. Европейский союз приходит к выводу, что сегодня «Нижняя недооценка» отвечает за более чем 20 миллионов литров излишне сжигаемого топлива, выбросив более 2 миллионов тонн CO ₂ в атмосферу, и за 200 миллионов шин, преждевременно потраченные впустую по всему миру.

В 2018 году было опубликовано полевое исследование по TPMS и давлению на инфляцию в шинах на домашней странице ООН ЭКЕ на домашней странице «Тормоза и ходовой снаряжения» (GRRF). Он охватывал 1470 случайно отобранных транспортных средств в трех странах ЕС с DTPMS, ITPMS и без TPMS. Основные выводы заключаются в том, что установка TPMS надежно предотвращает тяжелую и опасную недостаточную инкорфляцию и, следовательно, дает желаемые эффекты для безопасности дорожного движения, расхода топлива и выбросов. Исследование также показало, что нет различий в эффективности между DTPMS и ITPMS и что функция сброса TPMS не представляет риска безопасности.

Проблемы конфиденциальности с прямыми TPMS

Поскольку каждая шина передает уникальный идентификатор, транспортные средства могут легко отслеживать, используя существующие датчики вдоль дороги. Эта проблема может быть решена путем шифрования радиосвязи от датчиков, но такие положения о конфиденциальности не были предусмотрены NHTSA.

Тяжелые транспортные средства

США Администрации безопасности дорожного движения Национальные правила Применяется только к транспортным средствам до 10000 фунтов. Для тяжелых транспортных средств (классы 7 и 8, валовой вес транспортного средства более 26 000 фунтов), большинство вышеупомянутых систем не работают хорошо, что требует разработки других систем.

Министерство транспорта США заказало несколько исследований, чтобы найти системы, которые работают на рынке тяжелых условий, указывающие некоторые цели, которые были необходимы на этом рынке.

SAE пытался распространять передовые практики , поскольку юридические правила для тяжелых транспортных средств отстают.

Принудительный

Соединенные Штаты

Первой страной, имеющей TPMS обязательными, была Соединенные Штаты Америки. В начале 2000 -х годов произошли многочисленные дорожно -транспортные происшествия, такие как броски и выбросы шин из -за недостаточного уровня давления воздуха. NHTSA рассматривал плоские шины как потенциальную угрозу безопасности, за которой вскоре последовало принятие федерального стандарта безопасности автотранспортных средств 138 при прикреплении TPM для каждого транспортного средства к сентябрю 2007 года, в 2005 году. Стандарт заключается в том, чтобы предупредить драйверы значительной недооценки шин и возникающих проблем безопасности низкого давления в шинах.

Этот стандарт требует, чтобы TPM были установлены во всех новых автомобилях с пассажирами, многоцелевыми пассажирскими транспортными средствами, грузовиками и автобусами, которые имеют валовой рейтинг веса транспортного средства (GVWR) 4536 кг (10 000 фунтов) или меньше, за исключением тех транспортных средств с двойными колесами на ось. Окончательное правило требует, чтобы водителю было предоставлено предупреждение, когда давление в шинах на 25 или более процентов ниже рекомендуемого производителя транспортного средства на давление инфляции холодной шины (давление плаката) для одного -четырех шин.

Южная Корея

TPMS стал обязательным для каждого транспортного средства до 3,5 Т, проданного после 2013 года. Позже, в 2015 году, у каждого автомобиля должен был быть TPMS независимо от его размера. В 2011 году Hyundai Mobis успешно разработал TPMS и впервые применил его в Veloster. В результате использование питания датчика примерно на 30% ниже, чем у существующих продуктов, уменьшая размер батареи и снижение веса датчика более чем на 10%.

Значки

Значки мониторинга системы TPMS

• 
  TPMS значок предупреждения о низком давлении
• 
  Значок сбоя системы TPMS

Смотрите также

• Система инфляции центральной шины
• Холодное давление инфляции
• NIRA DYNAMICS AB
• Датчик датчика шин
• Индикатор свободного колесного гайки

Внешние ссылки

• СМИ, связанные с системами мониторинга давления шин в Wikimedia Commons