輪胎壓力監測系統

科技 | 信息技術 | 監測汽車輪胎壓力和溫度的智能監測系統

TPMS全稱輪胎壓力監測系統,是“tire pressure monitoring system”的縮寫,TPMS的作用是在汽車行駛過程中對輪胎氣壓進行實時自動監測,并對輪胎漏氣和低氣壓進行報警,以確保行車安全。

簡介

作為汽車重要的組成部分,輪胎性能的主要考量的因素是輪胎的氣壓,輪胎的氣壓過低或者過高都會影響輪胎的使用性能并且降低其使用壽命,最終影響到行車安全。 輪胎壓力監測系統

工作原理

當某輪胎的氣壓降低時,該輪的 滾動半徑 將變小,導致其轉速比其他車輪快。通過比較輪胎之間的轉速差別,以達到監視 胎壓 的目的。

間接式輪胎報警系統TPMS實際上是依靠計算輪胎滾動半徑來對氣壓進行監測;直接式的胎壓監測系統TPMS是將帶有傳感器的 氣門嘴 直接替換原車的氣門嘴,采用傳感器內的感應芯片感知輪胎在靜止和運動狀態下的胎壓和溫度細微變化,將電信號轉變成無線射頻信號,并采用獨立的頻道發射器傳入 接收器 內,從而使車主無論在行車還是靜止狀態下都能知曉車身輪胎的胎壓和溫度。

現在的都是直接式的胎壓監測系統,間接式基本已經淘汰,只有少部分06年產的進口車加裝的是間接式胎壓監測系統,如 邁騰 ,榮譽等車型。

輪胎壓力監測系統一般是安裝在輪輞上,通過內置的傳感器感應輪胎內的氣壓,將氣壓信號轉換為電信號,通過無線發射裝置將信號發射到接收器上,在顯示器上顯示各種數據變化或以蜂鳴等形式,駕駛者可以根據顯示數據及時地對輪胎進行加氣或放氣,發現滲漏可以及時處理,讓大意外能在小處化解。 

類型

目前市場上,TPMS可以分為間接式輪胎壓力監測系統和直接式輪胎壓力監測系統。

間接式輪胎壓力監測系統

間接式輪胎壓力監測系統(Wheel-Speed Based TPMS)又稱為WSB,WSB需要通過汽車的ABS系統的 輪速傳感器 來比較輪胎之間的轉速差別,以達到監測胎壓的目的。 ABS 通過輪速傳感器來確定車輪是否抱死,從而決定是否啟動防抱死系統。當輪胎壓力降低時,車輛的重量會使輪胎直徑變小,車速就會產生變化。車速變化就會觸發WSB的報警系統,從而提醒車主注意輪胎胎壓不足。因此間接式的TPMS屬于被動型TPMS。

直接式輪胎壓力監測系統

直接式輪胎壓力監測系統(Pressure-Sensor Based TPMS,簡稱PSB),PSB是利用安裝在輪胎上的壓力傳感器來測量輪胎的氣壓,利用 無線發射器 將壓力信息從輪胎內部發送到中央接收器模塊上的系統,然后對輪胎氣壓數據進行顯示。當輪胎氣壓低或漏氣時,系統就會報警。因此直接式的TPMS屬于主動型TPMS。

優缺點對比

不論是WSB還是PSB,都有各自的優點。PSB提供更高級的功能,隨時測定每個輪胎內部的實際瞬壓,很容易確定故障輪胎。WSB系統在造價上比PSB要相對較低,只需要在四輪ABS上進行軟件升級即可完成。但是WSB沒有PSB的準確率高,同時WSB不能確定故障輪胎的真實情況。

除了PSB和WSB外,市場上還有一種復合式的TPMS,兼具有PSB和WSB兩個系統的優點。在兩個互相成對角的輪胎內裝備直接傳感器,并安裝一個四輪間接系統。與直接系統相比,這種復合式系統可以降低成本,同時克服間接式TPMS不能檢測出多個輪胎同時出現氣壓過低的缺點。但是這種復合式TPMS還是不能像PSB那樣提供所有輪胎的實際壓力實時數據顯示。

直接式輪胎壓力監測系統為傳感器供電的電池使用年限3年、5年和10年的不等都有;而且,接收器部分除了SCHRADER的胎壓監測系統無需改動原車電源以外,其他的均需改動原車電路或者通過鏈接 點煙器 才能獲取電源:還有一些廉價的胎壓監測系統在靜止狀態下是無法正確及時顯示胎壓和溫度的變化的,必須要車子動起來超過40碼以后才能監測到信號,無疑,這樣勢必會給行車安全造成巨大的安全隱患。

1、事前主動型的安全系統

現有的 汽車安全系統 ,如 防抱死制動系統 、電子速鎖、電子助力轉向、安全氣囊等,都是在事故發生后才能發揮其保護生命安全的功能,屬于“事后補救型”的安全系統。然而TPMS不同于上述安全系統,其作用表現為當輪胎的氣壓即將出現問題時,TPMS可以通過報警信號提醒駕駛員采取安全的措施,消除可能發生的事故,屬于“事前主動型”的安全系統。

2、提高輪胎的使用壽命

統計數據表明:如果行駛中的汽車輪胎氣壓長期低于標準值的25%,輪胎的使用壽命只能達到設計要求的70%。反之,輪胎的氣壓過高,輪胎的中間部位損耗將加劇,如果胎壓高于正常值的25%,輪胎的使用壽命將下降至設計要求的80-85%,輪胎的使用的強度隨著輪胎溫度的升高而降低,輪胎的彈性彎曲度也將增大,并且溫度每升高 1℃,輪胎的損耗就將增長2%。

3、降低燃油消耗,利于環境保護

據相關數據的統計,輪胎的氣壓比正常值低30%,發動機需要更大的 馬力 來提供相同的速度,汽油的消耗量將變為原來的110%。汽油過多的消耗,不僅增加了駕駛人的行車費用,而且燃燒更多的汽油也產生了更多的汽車尾氣,影響了空氣質量。在安裝了TPMS后,駕駛人可以實時的掌控輪胎的氣壓值,這樣不僅可以降低油耗,還可以減輕汽車尾氣對環境所造成的污染。

4、避免車輛部件非常規的損耗

如果汽車在輪胎氣壓過高的狀況下行駛,長久下去將導致發動機底盤磨損嚴重;如果輪胎氣壓不均勻,則會引起剎車跑偏,從而加大懸掛系統的非常規損耗。

歷史發展

早在2001年美國就通過了TRAD法案,法案要求到2007年所有在美國銷售的新車都必須將TPMS作為標準配置"美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)2002年頒布的法規要求 監控器 在輪胎氣壓低于生產商推薦值的25%~30%時向司機報警,建議從2004年開始新車應安裝輪胎氣壓監控系統(TPMS)。繼美國之后,歐洲也制定相應的法規,要求其國內的汽車廠商安裝TPMS。

在2004年美國印地安納波利斯博覽會上,加拿大斯馬輪胎設備公司推出了世界上第二套 摩托車輪胎 專用TPMS;第一套是由英國Metasystem公司2002年推出的"該產品能夠在摩托車行駛中監測和顯示每條輪胎的充氣內壓和溫度信息,如果出現偏差,就會通過報警燈提醒騎乘者注意。

日本阿爾卑斯電氣公司開發的不需電池的汽車輪胎氣壓監測系統最近通過有關試驗驗證,符合歐洲及美國的電磁波相關法律規定,今后將以行駛條件及輪胎種類等因素的影響為中心進行評測,計劃在歐美、日本等地進行實地試驗,2004年8月開始提供樣品,2006年投入批量生產。

設計背景

汽車性能的優良和輪胎使用壽命的長短均受到輪胎氣壓的影響。據 SAE (Society of Automotive Engineers,美國汽車工程師協會)的數據說明,在美國,因為輪胎故障引起的交通事故每年多達26萬余次, 爆胎 引起的高速公路事故高達 70%。除此之外,輪胎自然滲漏或充氣不足是輪胎發生故障的主要原因,每年大約有75%的輪胎故障是因此發生的。數據還表明:在高速行駛中,由于輪胎發生故障而引起的爆胎是交通事故頻發的重要原因。

爆胎這個隱形殺手釀造許多人間的慘劇,并且給國家和企業帶來了無法計算的經濟損失,所以美國聯邦政府為減少因爆胎而引起的交通事故的發生,要求汽車制造商加速研發 TPMS (Tire Pressure Monitoring System,輪胎氣壓監測系統)。

引用来源

中文名
輪胎壓力監測系統
外文名
tire pressure monitoring system
別名
TPMS
運用領域
汽車安全