什么是轮胎压力监测系统(TPM)?这个怎么运作?

现代汽车中有许多安全功能/物品,例如安全气囊,安全带,腹肌等,可以帮助我们安全到达目的地。一项这样的功能是从制造商和客户引起很多关注的是轮胎压力监测系统或TPM。最初,这是一项奢侈品功能,但在1990年代初期,美国某些品牌轮胎的失败率很高(以及此事件后的法律)使汽车制造商添加了TMPS功能。但是什么是轮胎压力监测系统?轮胎压力监测系统如何工作?我们将在本指南中查看有关TMP的更多详细信息。

介绍

轮胎是汽车的关键组件之一。但是可悲的是,它们也是许多车主/司机最忽视的汽车部分之一。膨胀的轮胎不仅是安全问题,而且还影响汽车的性能,燃油经济性和轮胎寿命。

根据制造商的建议,保持良好(和适当的)轮胎压力将导致舒适的骑行。由于阀门,坏线甚至衰老的轮胎,由于任何异物(例如指甲),轮胎可能会失去压力。

每个汽车所有者都必须定期监视并保持汽车的轮胎压力。为了帮助他们,几家制造商将轮胎压力监测系统(TPM)集成到汽车中。

什么是轮胎压力监测系统(TPM)?

TPMS或轮胎压力监测系统顾名思义,监视汽车所有轮胎的压力,如果任何轮胎具有低压,它会在仪表板中照亮警告灯。根据2000年的《胎面》(运输召回增强责任和文档法案),美国从2008年开始的所有新车都必须配备TPM。

一些TPMS设备在每个阀杆上安装了一个传感器,而其他单元则将传感器绑在每个轮辋的中心,而主传感单元与阀杆直接相对。

无论传感器的位置如何,它们都检测到轮胎压力的变化,如果跌落到一定值以下,则传感器单元将RF信号发送给一个通常位于仪表板下方的接收器。该接收器单元通信汽车的ECU并激活仪表板中的警告灯。

实际上,大多数现代化的TMP实现都更好,因为您可以看到仪表板中单个轮胎的实际轮胎压力(通常在小型多信息显示屏上)或信息娱乐屏幕。

需要TMP

充气轮胎是事故事故的主要原因之一。当压力低时,轮胎会损坏,并且该故障会增加停车距离,否则将使车辆失控。轮辋和地面之间的距离约为10厘米,被空气和轮胎层覆盖。由于这种设计,许多驾驶员无法轻易正确判断轮胎压力。

轮胎压力监测系统通过向驾驶员发出通知不足的轮胎来帮助驾驶员。该系统已在美国,欧盟,韩国,俄罗斯,印度尼西亚等多个国家/汽车市场中进行了强制性,我们希望更多国家试图尽快授权这一安全功能。

轮胎压力监测系统如何工作?

为了了解典型的轮胎压力监测系统或TPM的工作方式,我们需要首先查看不同类型的TPM。我们可以将今天可用的TPM分为两种类型:

  • 直接TPM
  • 间接TPM

在直接的TPM中,每个轮胎都有自己的压力传感器,它们连接到阀杆(从内部)或绑在轮辋的中心上。该压力传感器不断监视轮胎压力,结果将显示在驾驶员的显示屏上。

轮胎压力监测系统图像2

另一方面,间接TPM使用ABS轮速传感器测量所有轮胎的速度并比较它们之间的差异。该系统不是最准确的系统,适合最高时速高达60mph的系统。

现在,我们将探索有关这两个系统的更多信息,并了解轮胎压力监测系统的工作原理。

直接TPM

直接轮胎压力监测系统(DTPM)具有四个轮胎的阀杆后部(内部)的四个轮胎模块。轮胎模块本质上是三个组件的组合。

  • 压电电阻压力传感器
  • 信号处理/调理IC
  • RF发射器

轮胎压力监测系统图像3

压力传感器是由夹在两个玻璃层之间的硅diaphragm组成的MEM(微电动机械系统)组件。压力的变化会导致diaphragm弓和其他成分将测量这种机械应变。

如果您熟悉传感器和传感器,它们的输出非常低,通常在微伏中。信号处理IC将扩大此信号并将其转换为数字值。

轮胎按压监测系统图像1

接下来,集成或离散的UHF发射器(基于SAW或PLL)将将数据传输到接收器单元。实现TPMS接收器单元的一种简单方法是将其与远程无钥匙进入系统集成在一起,因为它们共享相似的功能(也可以降低成本)。接收器单元与ECU通信,并在驾驶员显示屏上显示轮胎压力。

间接TPM

直接轮胎压力监测系统使用每个轮胎使用个体和专用压力传感器,但间接轮胎压力监测系统(ITPM)依赖于现有的ABS(反锁制动系统)来检测轮胎压力。但是这怎么可能?

我们知道,ABS轮传感器的重要工作之一是检测其旋转速度。间接TPMS利用此数据。由于轮胎的旋转速度与压力直接成正比,因此低压的轮胎的直径较低。

ITPMS计算轮胎的旋转速度之间的差异,并确定任何轮胎是否具有低压。

即使间接TPM的实施成本低于直接轮胎压力监测系统的成本,但仅当汽车具有4通道ABS时,其准确性也不是很高,而且效果更好。您可以轻松地向具有4通道ABS系统的汽车添加间接TPM,其成本明显少于直接TPM。

结论

轮胎压力监测系统或TPMS是现代汽车的安全功能,它可以不断地监视轮胎压力,并在充气不足的情况下将其报告给驾驶员。我们看到了TPM的基本,不同类型的TPM(直接和间接)以及轮胎压力监测系统的工作原理。

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