Прямая TPMS

Direct TPMS , или системы прямого контроля давления в шинах (direct Sensor TPMS), подразумевают использование датчика давления, установленного непосредственно на колесах или шинах транспортного средства. ^{[ 1 ]} Давление внутри шины измеряется с помощью датчика давления , а информация о давлении впоследствии отправляется в автомобиль, чтобы предупредить водителя о недостаточном или чрезмерном накачивании шины. Информация о давлении обычно передается в автомобиль с использованием радиочастотной (РЧ) технологии, хотя системы, использующие механические, электрические или магнитные методы. в последние годы использовались ^{[ 2 ]}

Типичная система

В большинстве современных конструкций прямого TPMS небольшой электронный блок, достаточно прочный, чтобы его можно было установить внутри шины, измеряет давление с помощью микроэлектромеханической системы (МЭМС). ^{[ 1 ]} датчик давления, а затем передает эту и другую информацию на один или несколько приемников автомобиля . ^{[ 1 ]} Другая информация может включать серийный номер, температуру , ускорение , направление вращения и состояние всей системы контроля давления в шинах. ^{[ 3 ]} Назначение серийного номера — позволить транспортному средству игнорировать передачи от других транспортных средств и работать с уникальным полем данных. Типичная прямая TPMS (например, Ford , ^{[ 4 ]} BMW ^{[ 5 ]} или Тойота ^{[ 6 ]}) включает в себя следующие компоненты автомобиля:

Датчик TPM прямого действия, установленный на задней части стержня клапана на каждом колесе.
Сигнальная лампа TPM
Уникальный идентификатор (ID), для которого шина предоставляет данные, включая скорость и направление вращения.
системы контроля давления в шинах. Электронный блок управления (ЭБУ)
Антенна(ы)
Контроллер для периодических измерений
Источник силы
Система диагностики и пробуждения

Большинство систем прямого TPMS используют сверхвысокочастотную (УВЧ) радиосвязь в одном из «нелицензионных» диапазонов ISM (промышленных, научных и медицинских) для передачи данных. ^{[ 7 ]} часто около 433 МГц в Европе и 315 МГц в большей части остального мира. В некоторых системах рядом с каждым колесом имеется отдельный приемник или антенна, тогда как чаще всего используется один приемник, который принимает данные со всех колес транспортного средства. Обычно этот приемник также используется для системы удаленного доступа без ключа (RKE), поскольку она также обычно использует радиопередачу в диапазоне УВЧ .

Датчики TPM можно установить на колеса разными способами. шины. Их можно установить на задней части стержня вентиля ^{[ 8 ]} или прикрепляется с помощью клея или к ленте, которая затем надежно оборачивается вокруг обода внутри шины, обычно в зоне падения. ^{[ 9 ]}

Сигнальная лампа системы прямого контроля давления в шинах

Когда загорается индикатор прямой сигнализации TPMS, либо одна из шин недостаточно накачана, либо сильно перекачана, либо в системе имеется неисправность. ^{[ 1 ]} Если свет горит постоянно, то надувание до нужного давления на табло должно выключить его. Если это не так, то это указывает на прокол. Если индикатор горит прерывисто или продолжает гореть после правильной накачки или замены проколотой шины, это указывает на неисправность прямой системы TPMS. ^{[ 1 ]}

Регистрация прямых идентификаторов TPMS

Если система TPMS устанавливается на заводе, уникальные идентификационные номера датчиков TPM (контроля давления в шинах) должны быть зарегистрированы вместе с их расположением на автомобиле с помощью ЭБУ системы контроля давления в шинах. Это также происходит в случае последующей замены какого-либо компонента системы, например, в случае перестановки шин, замены датчиков, замены ЭБУ и т. д. ^{[ 4 ]}

Этот процесс требует активации прямого датчика TPMS с использованием низкочастотного (НЧ) радио и захвата передаваемых данных УВЧ. Эти данные включают прямой идентификатор TPMS, давление и температуру. На автомобильных заводах активация осуществляется с помощью больших антенных систем, тогда как в дилерских центрах и шиномонтажных мастерских используются ручные инструменты. Эти инструменты также можно использовать для проверки прямой TPMS на наличие неисправностей перед разборкой. Если датчик TPM или его положение на автомобиле изменены без перерегистрации идентификаторов, то контрольная лампа TPMS загорится и будет гореть до тех пор, пока идентификаторы не будут перерегистрированы. ^{[ 1 ]}

Локализация

Если имеется несколько антенн или приемников, это позволяет локализовать TPM, чтобы автомобиль мог определить, от какого колеса поступили данные о давлении. В качестве альтернативы этому методу во время производства автомобиля можно запрограммировать положение шины вместе с ее серийным номером TPM. Это позволяет автомобилю отображать, в какой шине низкое давление. ^{[ 10 ]}

Кроме того, на некоторых транспортных средствах рядом с каждым колесом установлены низкочастотные радиопередатчики, которые можно использовать для того, чтобы заставить отдельные TPM передавать данные по своему желанию. Обычно в них используется технология, аналогичная RFID- меткам с частотой 125 кГц, где передаваемое поле является преимущественно магнитным и может быть легко обнаружено небольшой НЧ-антенной, расположенной в TPM. Этот метод локализации часто называют системой высокой линии.

НЧ-антенна также часто используется TPM для настройки и принудительной передачи, чтобы транспортное средство могло повторно изучить локализацию при замене датчика или повороте колес.

Третий метод использует мощность сигнала УВЧ, которая пропорциональна расстоянию TPM от приемника. Если приемник расположен в передней части автомобиля, сигнал от TPM передних колес будет сильнее, чем сигнал от колес сзади.

В этих системах TPM имеет метод определения направления вращения колеса, которое является частью сообщения, передаваемого получателю. Эта информация позволяет приемнику определить, с какой стороны автомобиля передает сигнал TPMS. В сочетании с уровнем сигнала можно определить правильное колесо.

Характеристики датчика TPM

Датчики TPM, которые в настоящее время устанавливаются на автомобили массового производства по всему миру, представляют собой автономные устройства с батарейным питанием, которые периодически измеряют давление в шинах, а часто и температуру и ускорение. Датчик оснащен радиочастотным передатчиком, который используется для передачи измеренного давления и т. д. внутри шины. ^{[ 11 ]}

TPM спроектирован таким образом, чтобы потреблять как можно меньше энергии, чтобы обеспечить максимальное время автономной работы. Это достигается за счет использования схем с очень низким энергопотреблением и передачи данных как можно реже и с как можно меньшей мощностью. Передатчик УВЧ в TPM обычно передает около 250 мкВт (1 мкВт равен одной миллионной (10 ⁻⁶) ватта ) .

TPM не имеют встроенных приемников УВЧ из-за относительно высоких требований к мощности этой технологии. Это означает, что они не могут определить, что передают данные одновременно с другим TPM. Большинство TPM имеют НЧ-приемники, поскольку они потребляют мало энергии или вообще не потребляют ее.

Датчики давления, температуры и ускорения генерируют аналоговые сигналы , которые преобразуются в их цифровые эквиваленты с помощью аналого-цифровых преобразователей. Датчик ускорения измеряет центробежную силу, возникающую при вращении колеса. Эта сила пропорциональна скорости вращения. Датчик ускорения может представлять собой простой переключатель, а не аналоговый преобразователь (акселерометр). Обычно это называется поворотным переключателем . Датчик ускорения позволяет переводить TPM в режим устройства связи с низким энергопотреблением , когда автомобиль неподвижен, что может продлить срок службы батареи. Преимущество поворотного переключателя перед акселерометром заключается в том, что переключатель является чисто механическим и не потребляет никакой энергии для измерения. ^{[ 12 ]}

Когда транспортное средство неподвижно, TPM может периодически передавать данные транспортному средству. Это позволяет (пока приемник автомобиля всегда включен) предупреждать водителя или оператора транспортного средства о низком давлении сразу после включения системы зажигания, вместо того, чтобы ждать, пока автомобиль начнет движение.

Все блоки TPM на автомобиле работают на одной и той же частоте радиочастотного канала, и каждое сообщение включает данные о давлении, данные о температуре, уникальный идентификационный код, данные о рабочем состоянии, информацию о состоянии и контрольные цифры. Контрольная цифра представляет собой либо контрольную сумму , либо контрольную сумму циклического избыточного кода (CRC).

TPM обычно не имеет информации о правильном давлении в шинах, поскольку поддерживать его очень сложно и, возможно, опасно. Однако в нем может содержаться алгоритм , который обнаруживает как медленные, так и быстрые изменения давления. Это условие может передаваться как часть статуса TPM. Это также может привести к более частой передаче данных TPM.

Системы прямого контроля давления в шинах

В настоящее время используются два основных типа систем прямого контроля давления в шинах. Они известны как «высокая линия» и «низкая линия». ^{[ 13 ]}

Система высокой линии

Если автомобиль оснащен низкочастотными (НЧ) передатчиками рядом с каждым колесом, автомобиль может использовать их для принудительной передачи сигналов датчиками. В этом случае TPM может не передавать информацию самостоятельно, но автомобиль будет периодически давать команду датчикам на отправку информации. ^{[ 14 ]}

Кроме того, TPM будут вынуждены передавать данные при включении зажигания. Это обеспечит раннюю индикацию низкого давления без необходимости включения приемника автомобиля, когда автомобиль не используется. Передатчики обычно активируются по одному последовательно, чтобы автомобиль мог сообщить водителю о местонахождении колеса с низким давлением. Эту информацию можно затем использовать позже для локализации путем сопоставления уникального идентификатора доверенного платформенного модуля с его положением, обнаруженным в результате этой последовательной активации. Этот метод используется в некоторых высокомагистральных системах, где TPM также периодически осуществляет передачу.

На некоторых автомобилях в целях экономии используются только три НЧ-передатчика. Транспортное средство предполагает, что передачи от ближайшего TPM, который не был активирован LF, принадлежат TPM, расположенному там, где нет LF-передатчика.

Системы с высокой линией по своей сути дороже, чем системы с низкой линией, но они имеют то преимущество, что автомобиль знает давление при запуске, не разряжая основной аккумулятор автомобиля и обеспечивая локализацию. Эти системы, как правило, используются в моделях более высокого класса.

Низкая линия системы

В этой системе модули TPM передают данные самостоятельно через фиксированные или случайные интервалы. Поскольку отдельные TPM на транспортном средстве не знают, ведет ли в это же время передачу другой TPM, между передаваемыми сообщениями могут возникнуть коллизии. Необходимо принять меры, обеспечивающие получение сообщения транспортным средством. В некоторых системах сообщение повторно передается несколько раз, чтобы уменьшить эффект помех (связи) . Схема передачи может быть случайной или псевдослучайной, чтобы уменьшить вероятность коллизий между передачами от датчиков на транспортном средстве. ^{[ 14 ]}

Другой метод предотвращения коллизий — просто передавать чаще, например, раз в минуту. Кроме того, если TPM обнаружит быстрое изменение давления или слишком высокую температуру, он начнет передавать данные чаще, чтобы у автомобиля было больше шансов получить информацию. Система Low Line используется на большинстве автомобилей из-за ее более низкой стоимости.

Системы послепродажного обслуживания

послепродажного обслуживания клапанных колпачков Системы dTPMS на основе , для которых требуется смартфон и приложение или портативный дисплей, также доступны для велосипедов. ^{[ 15 ]} автомобили и прицепы . ^{[ 16 ]}

Юридический статус

Соединенные Штаты

Использование TPMS в транспортных средствах в США было предусмотрено в 2008 году Законом о совершенствовании отзыва транспортных средств, отчетности и документации (или TREAD). В нем говорится, что водитель транспортного средства должен быть предупрежден о занижении инфляции на 25%. ^{[ 17 ]} Предупреждение отображается водителю в соответствии с Федеральными стандартами безопасности транспортных средств (FMVSS) 49 CFR, часть 571. Минимальным требованием для предупреждения является наличие простого светящегося символа на приборной панели, который часто дополняется изображением автомобиля, показывающим положение колеса, которому соответствует сигнальная лампа. На всех новых легковых автомобилях 2008 модельного года должна быть установлена система TPMS (прямая или непрямая), которая способна определять, когда давление в одной или нескольких шинах транспортного средства (до всех четырех шин) на 25 % или более ниже рекомендованного производителем давления (табличка). давление) или минимальное давление активации, указанное в стандарте, в зависимости от того, какое из них выше. ^{[ 18 ]}

ЕС и Дальний Восток

Законодатели Европейского Союза (ЕС) и Дальнего Востока рассматривали TPMS как способ сокращения выбросов CO2 . ^{[ 19 ]} С ноября 2014 года (Директива ЕС ECE-R 64) все новые модели легковых автомобилей, продаваемые в ЕС, должны быть оснащены системой TPMS. ^{[ 20 ]}

См. также

Примечания

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Хоуз, с. 1.
^ Хоуз, с. 2.
^ Хоуз, с. 123.
^ Jump up to: ^а ^б Хоуз, с. 185.
^ Хоуз, с. 51.
^ Хоуз, с. 690.
^ «Часто задаваемые вопросы» . Itu.int. 01.06.2001 . Проверено 3 декабря 2021 г.
^ Хоуз, с. 3.
^ Хоуз, с. 459.
^ «WO2006104484 АВТОМАТИЧЕСКОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ДАВЛЕНИЯ В ШИНАХ» . Wipo.int. 28 марта 2005 г. Проверено 3 декабря 2021 г.
^ «Официальный сайт NXP® Semiconductors | Главная» . Freescale.com. 2021-11-23 . Проверено 3 декабря 2021 г.
^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 5 февраля 2009 г. Проверено 15 января 2009 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
^ Хоуз, с. 361.
^ Jump up to: ^а ^б Хоуз, с. 363.
^ Лэнгли, Джим (2 сентября 2019 г.). «Обзор системы контроля давления в шинах (TPMS) StatCap P1» . Гонщик на шоссейном велосипеде .
^ Диссанаяке, Дон (28 сентября 2010 г.). Акустические волны . Совет директоров – Книги по запросу. п. 344. ИСБН 978-953-307-111-4 .
^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 21 сентября 2008 г. Проверено 6 ноября 2008 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
^ «Окончательное правило контроля давления в шинах» . Архивировано из оригинала 9 февраля 2009 г. Проверено 15 января 2009 г.
^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 17 января 2009 г. Проверено 15 января 2009 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
^ Постановление № 64 Европейской экономической комиссии Организации Объединенных Наций.

Библиография

Хоуз, Джеймс; Фишер, Джон; Мерсер, Тодд (2008), Руководство по системам контроля давления в шинах , Mitchel1, ISBN 978-1-58718-177-1 .

Внешние ссылки

[Hawes,_p._1-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Хоуз, с. 1.

[2] Хоуз, с. 2.

[3] Хоуз, с. 123.

[Hawes,_p._185-4] Jump up to: ^а ^б Хоуз, с. 185.

[5] Хоуз, с. 51.

[6] Хоуз, с. 690.

[7] «Часто задаваемые вопросы» . Itu.int. 01.06.2001 . Проверено 3 декабря 2021 г.

[8] Хоуз, с. 3.

[9] Хоуз, с. 459.

[10] «WO2006104484 АВТОМАТИЧЕСКОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ДАВЛЕНИЯ В ШИНАХ» . Wipo.int. 28 марта 2005 г. Проверено 3 декабря 2021 г.

[11] «Официальный сайт NXP® Semiconductors | Главная» . Freescale.com. 2021-11-23 . Проверено 3 декабря 2021 г.

[12] «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 5 февраля 2009 г. Проверено 15 января 2009 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )

[13] Хоуз, с. 361.

[Hawes,_p._363-14] Jump up to: ^а ^б Хоуз, с. 363.

[15] Лэнгли, Джим (2 сентября 2019 г.). «Обзор системы контроля давления в шинах (TPMS) StatCap P1» . Гонщик на шоссейном велосипеде .

[16] Диссанаяке, Дон (28 сентября 2010 г.). Акустические волны . Совет директоров – Книги по запросу. п. 344. ИСБН 978-953-307-111-4 .

[17] «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 21 сентября 2008 г. Проверено 6 ноября 2008 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )

[18] «Окончательное правило контроля давления в шинах» . Архивировано из оригинала 9 февраля 2009 г. Проверено 15 января 2009 г.

[19] «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 17 января 2009 г. Проверено 15 января 2009 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )

[20] Постановление № 64 Европейской экономической комиссии Организации Объединенных Наций.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

v т и Шины
Types	Tubeless tire Radial tire Low rolling resistance tire Run-flat tire Michelin PAX System Airless tire Tweel Rain tyre Snow tire All-terrain tire Bar grip Knobby tire Large tire Mud-terrain tire Paddle tire Orange oil tires Whitewall tire Aircraft tire Tundra tire Bicycle tire Tubular tire Lego tire Motorcycle tyre Tractor tire Racing slick Formula One tyres Spare tire Continental tire
Components	Bead Beadlock Tread Siping (rubber) Valve stem Dunlop valve Presta valve Schrader valve
Attributes	Camber thrust Circle of forces Cold inflation pressure Contact patch Cornering force Ground pressure Pacejka's Magic Formula Pneumatic trail Relaxation length Rolling resistance Self aligning torque Slip angle Steering ratio Tire balance Tire load sensitivity Tire uniformity Lateral Force Variation Radial Force Variation Traction (engineering) Treadwear rating
Behaviors	Aquaplaning Groove wander Slip (vehicle dynamics) Tramlining
Maintenance	Tire maintenance Tire rotation Bicycle pump Central Tire Inflation System Tire mousse Tire-pressure monitoring system Tire-pressure gauge Direct TPMS Bead breaker Tire changer Tire iron
Life cycle	Tire manufacturing List of tire companies Retread Waste tires Tire recycling Tire fire Blowout Flat tire Ozone cracking
Organizations	European Tyre and Rim Technical Organisation Tire Society Tire Science and Technology
Identification	Tire code Plus sizing Tire label Uniform Tire Quality Grading (UTQG)
Outline of tires Category