Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Прямая TPMS или система прямого контроля давления в шинах (прямой датчик TPMS) относится к использованию датчика давления, непосредственно установленного на колесах или шинах транспортного средства. [1] Давление внутри шины измеряется с помощью датчика давления, а информация о давлении впоследствии отправляется в транспортное средство, чтобы предупредить водителя о недостаточном или чрезмерном накачивании шины. Информация о давлении обычно передается в автомобиль с использованием радиочастотной (RF) технологии, хотя в последние годы использовались системы, использующие механические, электрические или магнитные методы. [2]

Типовая система [ править ]

датчик TPM прямого действия, установленный в клапанной системе, производитель VDO

В большинстве современных конструкций прямой TPMS небольшой электронный блок, достаточно прочный для установки внутри шины, измеряет давление с помощью датчика давления микроэлектромеханической системы (MEMS) [1], а затем передает эту и другую информацию одному или нескольким транспортным средствам. приемники . [1] Другая информация может включать серийный номер, температуру , ускорение и состояние всей системы контроля давления в шинах. [3] Назначение серийного номера - позволить автомобилю игнорировать передачи от других транспортных средств и работать с уникальным полем данных. Типичный прямой TPMS (например, Ford, [4] BMW [5] или Toyota [6] ) включает в себя следующие компоненты на транспортном средстве:

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

Большинство систем прямого TPMS используют ультравысокой частоты (УВЧ) радио в одном из «нелицензированных» полос ISM (промышленных, научных и медицинских) для передачи данных, [7] часто около 434 М Гц в Европе и 315 МГц в большей части остаток мира. В некоторых системах есть отдельный приемник или антенна возле каждого колеса, в то время как чаще используется один приемник, который принимает данные со всех колес транспортного средства. Обычно этот приемник также используется для удаленной системы доступа без ключа (RKE), поскольку он также обычно использует радиопередачи UHF .

Датчики TPM могут быть прикреплены к колесам несколькими способами. Их можно закрепить на задней части стержня клапана шины [8] или прикрепить с помощью клея или ленты, которая затем надежно обернута вокруг обода внутри шины, обычно в зоне падения. [9]

Сигнальная лампа системы прямого контроля давления в шинах [ править ]

Когда загорается сигнальная лампа прямого TPMS, либо одна из шин недостаточно накачана, сильно накачана или есть неисправность в системе. [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 с перебоями или продолжает гореть после правильного накачивания или замены проколотой шины, это указывает на неисправность системы прямого TPMS. [1]

Регистрация прямых идентификаторов TPMS [ править ]

Когда система прямого TPMS устанавливается на заводе, уникальные идентификационные номера датчиков TPM (контроля давления в шинах) должны быть зарегистрированы вместе с их положением на транспортном средстве с помощью ЭБУ системы контроля давления в шинах. Это также имеет место, если впоследствии изменяется какой-либо из компонентов системы, например, в случае вращения шин, замены датчиков, замены блока управления двигателем и т. Д. [4]

Этот процесс требует активации прямого датчика TPMS, использующего низкочастотное (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, в то время как в дилерских центрах и шинных магазинах используются ручные инструменты. Эти инструменты также можно использовать для проверки прямой TPMS на наличие неисправностей перед разборкой. Если датчик TPM или его положение в автомобиле изменяются без перерегистрации идентификаторов, то сигнальная лампа TPMS включается и остается включенной до тех пор, пока идентификаторы не будут перерегистрированы. [1]

Локализация [ править ]

Если имеется несколько антенн или приемников, это позволяет локализовать TPM, чтобы транспортное средство могло определить, с какого колеса поступают данные о давлении. В качестве альтернативы этому методу автомобиль может быть запрограммирован во время производства с указанием положения шины вместе с ее серийным номером TPM. Это позволяет автомобилю отображать, в какой шине низкое давление. [10]

Кроме того, на некоторых автомобилях рядом с каждым колесом установлены низкочастотные радиопередатчики, которые можно использовать для принудительной передачи отдельных модулей TPM по желанию. В них обычно используется технология, аналогичная RFID- меткам 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 высокого уровня.

Антенна LF также часто используется TPM для настройки и принудительной передачи, чтобы транспортное средство могло повторно изучить локализацию, если датчик был заменен или колеса повернуты для выравнивания износа протектора.

Третий метод использует силу сигнала УВЧ, которая пропорциональна расстоянию TPM от приемника. Если приемник расположен ближе к передней части автомобиля, сигнал TPM передних колес будет сильнее, чем сигнал от задних колес.

TPM также имеет метод определения направления вращения каждого колеса, чтобы определить, с какой стороны транспортного средства находится TPM, и эта информация является частью сообщения, передаваемого транспортному средству. Эта комбинация позволяет определить правильное колесо.

Функции датчика TPM [ править ]

Датчики TPM, которые в настоящее время устанавливаются на серийные автомобили по всему миру, представляют собой автономные устройства с батарейным питанием, которые периодически измеряют давление в шинах, а часто и температуру и ускорение. Датчик оснащен схемой радиочастотного передатчика, которая используется для передачи измеренного давления и т. Д. В шине. [11]

TPM спроектирован так, 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 максимально низким энергопотреблением. Передатчик УВЧ в TPM обычно передает около 250 мкВт (1 мкВт равен одной миллионной (10 -6 ) ватта ).

TPM не имеют встроенных УВЧ-приемников из-за относительно высоких требований к мощности этой технологии. Это означает, что они не могут сказать, что они передают одновременно с другим TPM. Большинство доверенных платформенных модулей имеют низкочастотные 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. Ускорение датчик может быть простым переключателем , а не аналоговый преобразователь (акселерометр). Обычно это называют переключателем крена . Датчик ускорения позволяет перевести TPM в режим устройства связи с низким энергопотреблением , когда транспортное средство неподвижно, что может продлить срок службы батареи. Преимущество переключателя крена перед акселерометромсостоит в том, что переключатель является чисто механическим и не использует энергию для измерения. [12]

Когда транспортное средство неподвижно, TPM может периодически передавать данные на транспортное средство. Это позволяет (пока приемник транспортного средства всегда включен) водителя или оператора транспортного средства предупреждать о низком давлении, как только включается система зажигания, вместо того, чтобы ждать, пока транспортное средство движется.

Все блоки TPM на транспортном средстве работают на одной и той же частоте радиочастотного канала, и каждое сообщение включает данные о давлении, температуре, уникальный идентификационный код, данные о рабочем состоянии, информацию о состоянии и контрольные цифры. Контрольная цифра - это либо контрольная сумма, либо проверка с помощью циклического избыточного кода (CRC).

TPM обычно не имеет информации о правильном давлении в шинах, так как 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 быть передано как часть статуса TPM. Это также может привести к более частой передаче TPM.

Системы прямого контроля давления в шинах [ править ]

В настоящее время используются два основных типа систем прямого контроля давления в шинах. Они известны как «верхняя линия» и «нижняя линия». [13]

Система High Line [ править ]

Если автомобиль оборудован низкочастотными (НЧ) передатчиками возле каждого колеса, автомобиль может использовать их, чтобы заставить датчики передавать сигнал. В этом случае TPM может не передавать данные сам по себе, но транспортное средство будет периодически давать команду датчикам отправлять их информацию. [14]

Кроме того, TPM будут принудительно передавать данные при включении зажигания. Это даст раннюю индикацию низкого давления без необходимости включения приемника транспортного средства, когда транспортное средство не используется. Датчики обычно активируются по очереди, чтобы автомобиль мог сообщить водителю о местонахождении колеса с низким давлением. Эта информация затем может быть использована для локализации путем сопоставления уникального идентификатора TPM с его положением, обнаруженным этой последовательной активацией. Этот метод используется в некоторых системах высокого уровня, в которых TPM также периодически передает данные.

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 высокого уровня по своей природе более дороги, чем системы низкого уровня, но у них есть преимущество в том, что транспортное средство знает давление при запуске без разряда основной батареи транспортного средства и обеспечения локализации. Эти системы, как правило, используются на моделях более высокого уровня.

Система нижних линий [ править ]

В этой системе модули TPM передают данные сами по себе с фиксированными или случайными интервалами. Поскольку отдельные TPM на транспортном средстве не знают, передает ли другой TPM одновременно, возможны конфликты между передаваемыми сообщениями. Необходимо принять меры, чтобы сообщение было получено автомобилем. В некоторых системах сообщение повторно передается несколько раз, чтобы уменьшить влияние помех (связь) . Схема передачи может быть случайной или псевдослучайной, чтобы уменьшить вероятность коллизий между передачами от датчиков на транспортном средстве. [14]

Другой метод попытки избежать столкновений - просто передавать чаще, например, раз в минуту. Кроме того, если TPM обнаруживает быстрое изменение давления или слишком высокую температуру, он начинает передачу чаще, так что у транспортного средства больше шансов получить информацию. Система low line используется на большинстве автомобилей из-за ее более низкой стоимости.

Правовой статус [ править ]

Соединенные Штаты [ править ]

Использование TPMS в транспортных средствах в США было предписано в 2008 году Законом об улучшении отзыва, отчетности и документации (TREAD). В нем говорится, что водитель транспортного средства должен быть предупрежден о недостаточной инфляции на 25%. [15] Предупреждение отображается для водителя в соответствии с федеральными стандартами безопасности транспортных средств 49 CFR Часть 571.(FMVSS). Минимальные требования к предупреждению - это простой горящий символ на приборной панели, который часто дополняется графическим изображением автомобиля, показывающим положение колес, которому соответствует сигнальная лампа. Все новые легковые автомобили 2008 модельного года должны иметь систему TPMS (прямую или косвенную), которая способна определять, когда давление в одной или нескольких шинах транспортного средства, вплоть до всех четырех, на 25% или более ниже рекомендованного производителем давления (табличка давление) или минимальное давление активации, указанное в стандарте, в зависимости от того, какое из значений выше. [16]

ЕС и Дальний Восток [ править ]

Законодатели Европейского союза (ЕС) и Дальнего Востока рассматривали TPMS как способ сокращения выбросов CO2 . [17] С ноября 2014 года (Директива ECE-R 64 ЕС) все новые модели легковых автомобилей, продаваемые в ЕС, должны быть оснащены системой TPMS. [18]

См. Также [ править ]

  • Давление холодной инфляции
  • Спущенная шина
  • Манометр в шинах
  • Безопасность автомобиля

Заметки [ править ]

  1. ^ Б с д е е Hawes, стр. 1.
  2. ^ Хоуз, стр. 2.
  3. ^ Хоуз, стр. 123.
  4. ^ a b Хоуз, стр. 185.
  5. ^ Хоуз, стр. 51.
  6. ^ Хоуз, стр. 690.
  7. ^ http://www.itu.int/ITU-R/terrestrial/faq/index.html
  8. ^ Хоуз, стр. 3.
  9. ^ Хоуз, стр. 459.
  10. ^ http://www.wipo.int/pctdb/en/wo.jsp?wo=2006104484&IA=WO2006104484&DISPLAY=DESC
  11. ^ http://www.freescale.com/webapp/sps/site/overview.jsp?nodeId=02Wcbf123F2D5D
  12. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 05 февраля 2009 года . Проверено 15 января 2009 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  13. ^ Хоуз, стр. 361.
  14. ^ a b Хоуз, стр. 363.
  15. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 21 сентября 2008 года . Проверено 6 ноября 2008 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  16. ^ http://www.nhtsa.dot.gov/cars/rules/rulings/tirepresfinal/index.html
  17. ^ http://www.iea.org/Textbase/work/2005/EnerEffTyre/stock.pdf
  18. ^ https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2010:310:0018:0040:EN:PDF

Библиография [ править ]

  • Хоуз, Джеймс; Фишер, Джон; Мерсер, Тодд (2008), Руководство по системам контроля давления в шинах , Mitchel1, ISBN 1-58718-177-0.

Внешние ссылки [ править ]

  • Уязвимости автомобильных беспроводных сетей в области безопасности и конфиденциальности: пример системы контроля давления в шинах
  • Медиа-файл, содержащий информацию о датчиках прямого измерения скорости вращения и скорости вращения и инструменте обеспечения безопасности.
  • Отчет об анализе воздействия NHTSA для tpms