轮胎压力监测系统:疼痛是值得的

文章作者:Bill Schweber

基于传感器的监测系统可以显示低压故障,但TPMS有其自身的特性,使依赖它存在风险。

最近,我那辆用了不到两年、跑了不到15000英里的车的控制台上出现了胎压不足的警告信号(图1).它是一个特定问题的指示器,所以它不会像定义不清、模糊的“检查引擎”灯那样令人恐慌。“检查引擎”灯可能意味着从一个微不足道的问题(如油帽松动)到一个即将发生的大灾难。我把车停在路边,目视检查了轮胎,一切正常。

图1这两个标准控制台指示器中的任何一个都告诉您,胎压监测系统(TPMS)已经确定您的胎压有问题。来源:Tirebuyer.com有限责任公司

后来,在我的车道中允许轮胎冷却后,我再次使用两种不同但合理的数字压力表再次检查它们,并且再次,所有轮胎都非常接近指定值。最后,经过几天的时间,我再次检查一次,读数仍然在规格上并保持不变。我得出结论,轮胎都很好,而轮胎测量系统是问题。

但我借此机会研究了整个轮胎警报系统——正式名称为轮胎压力监测系统(tpm)——以及它是如何工作的。我的发现既令人印象深刻,又令人担忧。简而言之,每个轮胎内部都装有压力传感器、a /D转换器、微处理器、射频链路和投币单元(图2).由于工作环境恶劣,整个设备被封装成一个单独的、坚固的模块。

图2TPMS具有用于阀杆的许多机械部件,以及气密轮胎安装以及左侧密封模块中的所有电子设备。资料来源:CARID.

TPMS的方法是,每个轮胎(通常也包括备胎)通过315兆赫兹或333兆赫兹链路(取决于TPMS供应商)直接测量并定期报告其压力到汽车的一个接收单元。汽车,反过来,确定是否在危险区域的压力低于标称值25%或更多;如果有一个问题,驱动程序是由控制台指示信号。

然而,就像许多可能很好的想法一样,“细节决定一切”,对经颅前刺激综合征来说尤其如此。我的研究阅读表明有很多与经颅磁刺激相关的问题,包括:

  • 射频链路的功率非常低,可以延长电池寿命,而且由于信号微弱和汽车环境,容易受到内部和外部emi诱发的误差。
  • 如果将金属制品(如铝箔包装的午餐)放在错误的位置,就会阻挡非常微弱的射频信号,具体情况因车而异;对我来说,它就在驾驶座下面。
  • 轮胎中TPMS单元中的电池寿命只有5-10年,取决于各种因素,不可更换。因此,必须更换整个模块。实际上,四个轮胎的单位应该同时更换,所以我们要花几百美元。当然,更换的类型和频率必须与原来的相同。
  • 如果由于故障或日常磨损而必须更换轮胎,同样的更换场景适用于电池耗尽。TPMS模块本身也可能因撞到路沿或坑洞而受损。
  • 毫不奇怪,传感器和整个TPMS需要在模块更换后进行自我校准,意思将事物保持稳定几小时到几天。在高速公路上进行,加热轮胎 - 因此在更换后提高了它们的压力 - 太快就会破坏校准过程。由于经验丰富的工程师所知,传感器通常是暴露的,并且通常是数据采集信号链中最不可靠的链接。
  • 在从加热的车库到冷外部发生轮胎温度的瞬态移位也可能导致错误读数。

注意,这些只是我发现的一些问题;可能还有更多。

TPMS:一点背景

有点背景有助于了解TPMS如何在美国和世界上的大部分汽车中授权。在20世纪90年代末,横向撞车崩溃的突然发生阵雨主要是福特探险家SUV,萤火虫轮胎。据估计,由于探险家与风险电机有关的崩溃,有超过3,000次伤害和约250人死亡。Firestone归咎于福特和福特归咎于凡士通,但无论哪种方式,事故和死亡都会得到了很多宣传和政治家的要求“做某事”。因此,他们做了高调和明显的事情,并于2000年,要求所有汽车必须配备TPMS指示2007年标称下方的压力下降25%。

各种与汽车相关的社区对TPM的需要或智慧有不同的看法。汽车制造商对此并不高兴,因为它将每辆车的成本提高约200美元到300美元,并增加了他们的BOM和制造复杂性。安全倡导者强烈支持,利用几乎无可辩驳的论点,即“如果它只是一生,那就值得。”虽然TPMS在突然爆发由于击中道路上的障碍物时,TPM与轮胎相关事故的主导原因无济于事。平均消费者可能不知道TPMS的前期或所有权成本,但它听起来像个好主意。半导体和相关电子供应商是欣喜若狂的,因为它保证了新车每年至少有5000万台的市场,并且持续换档。

请注意,也存在间接,低成本的TPMS方法,但由于不准确和不一致的问题和遗失问题的可能性,它不太受欢迎。该方法测量每个轮胎的旋转速度使用现有的或新的车身安装的传感器 - 无需电池或RF链路。与其他轮胎相比,具有较低压力的轮胎具有较小的直径,因此更高的RPM,但差异很小。此外,如果几个轮胎溢出到过流量,则比较标准本身可能无效。

我对TPMS研究得越多,我发现的问题就越多,还有一长串令人讨厌/误导的读数、维护和长期成本问题。事实上,我那本厚厚的车主手册用了五个章节从不同的角度讨论了TPMS,包括各种应该做和不应该做的事、注意事项、警告、提醒。机械师甚至可以购买专门的仪器来读取、重置和重新同步TPMS单元(图3).

图3像Autel TS401 TPMS Relearn Tool这样的仪器可以检查、复位、重新编程、激活和恢复单个轮胎传感器。资料来源:Autel/Intelligent Technology Corp。

TPMS的未来?

那么,TPM是一个固有的好主意,还是意识的想法,但在临时或不可预见的后果的法律适用,高度?这只是一个膝盖jerk“我们必须做点什么”对不幸事件的反应,而不是理解其更广泛的影响?是一个部分解决方案的情况,也许是没有解决方案的糟糕?

也许这将是有意义的,而是希望汽车司机展示一些责任,并偶尔每一次散步,并在航空公司飞行员那样看着“飞行前”检查轮胎。

至于我,我很满意我的汽车模块的保修TPMS替代经销商安装的。如果您想了解TPMS的历史,开发,设计或头痛,只是谷歌它:这是一个非常独特的关键字。

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