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什么是胎压监测系统?

2023-08-15 汽车电子与软件 阅读:
车辆产生轮胎爆胎一般会由两种主要的原因造成,轮胎压力过高或者过低导致的轮胎爆胎。

在汽车的各类事故中,因为轮胎压力不正常引起的交通事故占有不小的比例,国家相关部门也意识到胎压对于汽车安全的重要性,所以胎压监测系统由原来的推荐性国家标准(GB/T_26149-2010)变为强制性的国家标准(GB_26149-2017)。 强标对胎压检测系统的(Tire Pressure Monitoring System,TPMS)适用范围及实施日期有如下的规定:GkYednc

(1)对发动机中置且宽高比小于或等于0.9的乘用车、其新申请型式批准车型自2020年1月1日起开始实施,其已获得型式批准的车型自2021年1月1日起开始实施。GkYednc

(2)对其他M1类车辆,其新申请型式批准车型自2019年1月1日起开始实施,其已获得型式批准的车型自2020年1月1日起开始实施。GkYednc

针对GB_26149-2017的标准,小编总结了两条核心的要求:GkYednc

(1)低压报警:每个车型在进行设计的时候,推荐的胎压值基本都会不一样,在国标中规定,当车辆的轮胎压力值低于(75%×P推荐-7)kPa时,需要触发轮胎压力低报警。当触发低压报警后,要想解除报警,国标的要求是把轮胎气压充到推荐值以上。GkYednc

(2)胎压故障报警:车辆在规定的车速下行驶,如果10min内收不到胎压传感器发送的数据,则需要进行胎压故障报警提示。GkYednc

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01 爆胎的原理GkYednc

车辆产生轮胎爆胎一般会由两种主要的原因造成,轮胎压力过高或者过低导致的轮胎爆胎。很多人会从主观上认为轮胎压力太高,在高速行驶的过程中容易爆胎,这个爆胎是因为压力过高把轮胎给撑开的,但实际上并非如此。轮胎在进行设计的时候,实际可以承受的压力比高压报警时轮胎的压力大的多,400-500kPa的压力轮胎都能承受,何况用户的胎压高压报警一般只在推荐胎压的P推荐×125%左右(一般不超过400kpa),此时把轮胎的气压降一降就行。GkYednc

所以在高速行驶时,产生爆胎的原因大多是因为轮胎压力低的问题。如果轮胎压力过低,使得轮胎更容易变形,轮胎反复地收缩,使得受力点发热,该处温度升高后橡胶的强度下降,导致轮胎爆胎。 原理是轮胎的A区域在最下方时,此时受到的垂直于地面的力最大、A区域收缩的最大;当轮胎转动时,A区域处于轮胎的最上方时,此时基本不会受到压力,轮胎根据自身特性,A区域完全伸展。如此循环往复,就像我们拿一根铁丝绕着某个点反复地折叠展开,多次之后该点会温度升高,然后折断。轮胎原理也一样,经过反复的曲张、导致轮胎发烫,从而破坏轮胎内部的结构,最后出现爆胎故障。 02 胎压监测系统原理GkYednc

胎压传感器是整个系统的核心部分,目前主流的胎压传感器用的基本是433.92MHz的频率发射胎压数据。工作的胎压传感器一般会设为三个大的状态模式,静止模式、快发模式(胎压传感器自动定位功能使用)和运行模式。GkYednc

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静止模式:指的是车辆的加速度小于一定值(3-5g)时,会定期发送胎压相关的信息,一般每个小时发送一次,但是为了节省传感器的电量,很多传感器在静止时是不会发送胎压信息,仅仅是胎压出现快速变化(20-30kPa/min变化速度)时才会发送数据。 快发模式:指的是车辆的加速度大于一定值(3-5g)时,第一时间会快速地发送胎压的数据,一般每分钟发送5次左右的胎压数据,这个过程会持续10分钟左右。 运行模式:指的是车辆的加速度大于一定值(3-5g)时且过了快发模式后,胎压数据每分钟发送一次。GkYednc

胎压传感器除了发射胎压数据外,它还可以接收125kHz的低频信号,这个功能主要是为了给车辆在工厂下线时用125KHz的低频触发仪激活每个轮胎的胎压传感器,读取传感器的ID,之后把四个轮胎的胎压传感器ID写入到控制器中,这样控制器可处理每个胎压传感器的数据。GkYednc

03 胎压监测系统功能GkYednc

(1)胎压、胎温显示:主要实时显示每个轮胎的温度的压力。温度一般单位是℃,压力用bar和kPa的都有,100kPa = 1bar。GkYednc

(2)高压报警:一般大于P推荐×25% kPa,这个不是法规要求。GkYednc

(3)低压报警:(75%×P推荐-7)kPa,当压力低时避免高速行驶。GkYednc

(4)高温报警:一般在80℃时会触发高温的报警,停车让胎温降一降。GkYednc

(5)快速漏气报警:当轮胎气压达到20-30 kPa/min变化速度时触发。GkYednc

(6)传感器电量低报警:当传感器的电池电量不够时,会触发该报警,此时需要更换传感器。GkYednc

(7)传感器丢失报警:当车辆在一定的速度行驶时,超过10min没有收到胎压的数据,会报胎压传感器故障,此时应该去售后更换对应的传感器。GkYednc

04 自动定位功能介绍GkYednc

简单来说自动定位功能主要是用户在车辆维修保养的时候,如果车轮调换了位置或者更换了一个新的胎压传感器,只需要将车辆行驶一段时间,会自动把该轮胎的胎压传感器ID学习到控制器中,从而能正确匹配每个轮胎对应的胎压信息。GkYednc

胎压传感器集成了自动定位的算法,该算法可以使每次在车辆行驶时,传感器可以在轮胎的某个固定的角度(假设每次都在轮胎的最上方)发送胎压的数据。GkYednc

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每个车轮都有对应的齿数,一般为48或者96齿。打个比方胎压传感器每次都会在轮胎的最上方发射数据,由于每个轮胎在传感器处于最上方时对应的ABS齿数都不同,通过采集每次接收到某个胎压传感器数据时对应的四个轮胎ABS齿数信息,再进行归一化处理,就可知道每个胎压传感器对应的是哪个轮胎。 举个例子,当收到ID为11 22 33 44的胎压数据时对应的ABS齿数列表如下:GkYednc

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通过分析表中的数据,可以得出ID为11 22 33 44的胎压传感器是在左前轮上。运用相同的原理,当收到其余三个胎压传感器ID的数据时,得到相应的表格,这就可以定位出某个ID分别在哪个轮胎上。GkYednc

05 写在最后GkYednc

胎压传感器目前用的基本还都是传统的射频(433.92MHz),随着蓝牙在车上的普及,蓝牙版本的胎压传感器正在小范围的应用,因为应用的车辆不多,所以导致蓝牙版本的胎压传感器价格没有传统的胎压传感器低,当蓝牙胎压传感器的规模上去之后,蓝牙胎压传感器的成本会降低,车上还可以取消433.92MHz的射频接收模块,整车的成本降低,所以笔者看好未来蓝牙胎压传感器的普及。GkYednc

行车安全最重要,各位车主在开高速之前,一定要检查轮胎是否有裂痕或者损坏,以及检查轮胎的压力,保证胎压处在一个合理的区间。GkYednc

责编:Ricardo
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