TPMS輪胎感測系統(tǒng)提高了汽車安全性能
整體的行車安全上,輪胎扮演十分關鍵角色,所以在車輛電子化控制的觀念下,如何在輪胎上利用傳感器來確保安全性越來越受業(yè)內人士關注,胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)也隨之出現。
TPMS是針對輪胎氣壓與溫度進行監(jiān)控,為了防止因為輪胎氣壓降低,導致車身出現不平衡,而有可能產生事故與危險, 當出現胎壓不足時,TPMS就會主動的告知駕駛者。
TPMS的觀念與應用從1985年開始出現,初期只有應用在保時捷959等高級車種上,隨后則陸續(xù)導入應用在卡車及大型車輛上。
從2000年開始TPMS被廣泛關注。由于當時福特汽車在新車上使用“Firestone”的輪胎,因為輪胎的問題而出現一連串的交通事故,根據統(tǒng)計因為事故造成駕駛或乘客死亡的件數超過100件以上,引起了美國主導交通安全的NHTSA的注意,進而開始討論這一方面的防范措施,于2005年定案了“TPMS FMVSS No.138”,規(guī)定了輪胎氣壓的量測方法。使得TPMS的觀念逐漸被車廠加入新開發(fā)的車種上。
這個規(guī)范強制從2007年9月開始,在美國當地市場所有銷售的車輛都必須配備有TPMS的功能,所以,根據美國的新車市場規(guī)模,僅僅在美國當地,預估在2008年TPMS系統(tǒng)市場就可達到6,400萬套。由于法案的規(guī)范,使得各大車廠及車用零組件業(yè)者也積極投入相關技術的開發(fā)。
一般來說,輪胎氣壓目前有兩種檢測的方式,直接式檢測與間接式檢測。直接式檢測的方法是,利用壓力傳感器來檢測輪胎氣壓,而間接式則是統(tǒng)計車上4個輪胎的運轉數,計算輪胎運轉所產生的氣壓變化而達到胎壓監(jiān)測的目的。
不過,在方向盤轉動時,會造成輪胎角度的偏轉,使得輪胎的內環(huán)與外環(huán)轉動的距離出現差異,就必須考慮這一方面的誤差,利用高頻率的校正來克服這個問題。與直接式檢測相比較,雖然間接式檢測的系統(tǒng)較為簡單,但卻需要相當復雜與高功能的運算能力。
因為未來的市場需求,尤其對于輪胎業(yè)者來說,更是關注這一方面的技術。日本橫濱輪胎為了適應這一市場的到來,發(fā)展出了新一代的輪胎監(jiān)測觀念。日本橫濱輪胎所開發(fā)出的新技術和直接式檢測與間接式檢測方法不同的是:利用3軸速度計算的觀念作為系統(tǒng)的基礎。
橫濱輪胎在壓力感測模塊中,內建了采用MEMS技術生產的3軸加速度傳感器。利用軸加速度傳感器,檢測出輪胎與方向盤間的相關變化,此外更進一步取得輪胎在行駛于道路上的震動與偏滑等各項資料。
然后再將這些包括震動、偏滑、輪胎轉向、方向盤操作等數據做一整合與分析后,將最終結果傳送至ESP(Electric Stability Program)系統(tǒng)進行高精準的車輛姿態(tài)校正控制。
對于高速運動下的車體與輪胎加速度變化,3軸加速度傳感器最大的承受重力加速度為1,000G,例如,一般16英寸的輪胎在行駛中,當行車速度達到160公里/小時定速行駛時,輪胎所承受的重力加速度就達到了350G。
因此以這樣的情況,整體系統(tǒng)最少必須達到能承受500G以上的重力加速度,再加上,由于輪胎業(yè)者必須考慮各種駕駛使用情況,包括時速高于200公里的行駛情況,所以橫濱輪胎將系統(tǒng)設計可承受重力加速度為1,000G也就不足為奇了。
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