직접 TPMS

Direct TPMS
이 주제에 대한 자세한 내용은 타이어 공기압 모니터링 시스템을 참조하십시오.

직접 TPMS 또는 직접 타이어 공기압 모니터링 시스템(직접 센서 TPMS)은 차량의 [1]휠 또는 타이어에 직접 장착된 공기압 센서를 사용하는 것을 말합니다.타이어 내부의 공기압은 공기압 변환기를 사용하여 측정되며, 공기압 정보는 타이어 공기압 부족 또는 과다에 대해 운전자에게 경고합니다.압력 정보는 일반적으로 무선 주파수(RF) 기술을 사용하여 차량에 전송되지만, 최근 몇 년 [2]동안 기계적, 전기적 또는 자기적 방법을 사용하는 시스템이 사용되었습니다.

표준 시스템

밸브 시스템에 장착된 직접 TPM 센서, 제조업체 VDO

현재 설계된 대부분의 직접 TPMS에서는 타이어 내부에 장착할 수 있을 만큼 튼튼한 소형 전자 어셈블리가 마이크로 전자 시스템(MEMS)[1] 압력 센서를 사용하여 압력을 측정한 다음 하나 이상의 차량 수신기에 [1]이 정보와 기타 정보를 전송합니다.기타 정보에는 일련 번호, 온도, 가속도, 회전 방향 및 전체 타이어 공기압 모니터링 [3]시스템의 상태가 포함될 수 있습니다.일련 번호의 목적은 차량이 다른 차량의 전송을 무시하고 고유한 데이터 필드를 사용하여 작동할 수 있도록 하는 것입니다.일반적인 직접 TPMS(예: Ford,[4] BMW[5] 또는[6] Toyota)는 차량의 다음 구성 요소로 구성됩니다.

  • 각 휠의 밸브 스템 뒤쪽에 장착된 직접 TPM 센서
  • TPM 경고등
  • 타이어가 속도 및 회전 방향을 포함한 데이터를 제공하는 고유 식별자(ID)
  • 타이어 공기압 모니터 ECU(전자 컨트롤 유닛)
  • 안테나
  • 정기 측정용 컨트롤러
  • 전원
  • 진단 및 웨이크업 시스템

대부분의 직접 TPMS 시스템은 데이터를 [7]전송하기 위해 '무면허' ISM 대역 중 하나(종종 유럽에서는 약 434MHz, 나머지 지역에서는 315MHz)에서 초고주파(UHF) 무선을 사용합니다.일부 시스템에서는 각 휠 근처에 별도의 수신기 또는 안테나가 있지만, 일반적으로 차량의 모든 휠로부터 데이터를 수신하는 단일 수신기가 있습니다.일반적으로 이 수신기는 원격 키리스 엔트리 시스템(RKE)에도 사용됩니다. 이 수신기는 일반적으로 UHF 무선 전송에도 사용됩니다.

TPM 센서는 여러 가지 방법으로 휠에 장착할 수 있습니다.타이어 밸브[8] 스템의 뒷면에 장착하거나 접착제를 사용하거나 밴드를 사용하여 부착할 수 있으며, 밴드는 타이어 내부의 림(일반적으로 낙하 영역)[9]을 단단히 감쌉니다.

직접 타이어 공기압 모니터 시스템 경고등

직접 TPMS 경고등이 켜지면 타이어 중 하나가 공기압이 부족하거나 심하게 과압되었거나 시스템에 [1]고장이 있는 것입니다.조명이 일정할 경우 올바른 플래카드 압력으로 팽창하면 꺼집니다.그렇지 않으면 펑크가 난 것입니다.조명이 간헐적으로 켜지거나 타이어 공기압을 올바르게 조정하거나 타이어를 교체한 후에도 계속 켜져 있으면 직접 TPMS [1]시스템에 고장이 발생한 것입니다.

직접 TPMS ID 등록

공장에서 직접 TPMS 시스템이 장착된 경우 타이어 공기압 모니터 ECU를 통해 차량의 위치와 함께 TPM(타이어 공기압 모니터링) 센서의 고유 ID 번호를 등록해야 합니다.타이어 회전, 센서 교체, ECU 교체 [4]등 이후에 시스템 구성 요소를 교체하는 경우에도 마찬가지입니다.

이 프로세스를 수행하려면 저주파(LF) 무선을 사용하여 직접 TPMS 센서를 활성화하고 전송된 UHF 데이터를 캡처해야 합니다.이 데이터에는 직접 TPMS ID, 압력 및 온도가 포함됩니다.자동차 제조 공장에서는 대형 안테나 시스템을 사용하여 활성화가 수행되며, 딜러점 및 타이어 작업장에서는 수공구를 사용합니다.이러한 도구는 분해하기 전에 직접 TPMS에 결함이 있는지 확인하는 데도 사용할 수 있습니다.ID를 다시 등록하지 않고 TPM 센서 또는 차량의 위치가 변경되면 TPMS 경고등이 켜지고 ID가 [1]다시 등록될 때까지 켜진 상태로 유지됩니다.

현지화

안테나 또는 수신기가 여러 개 있는 경우, 이를 통해 TPM의 위치를 파악하여 차량이 압력 데이터가 어느 휠에서 왔는지 알 수 있습니다.이 방법의 대안으로 타이어 위치와 TPM 일련 번호를 사용하여 차량을 제조 시 프로그래밍할 수 있습니다.이를 통해 타이어 공기압이 [10]낮은 타이어를 표시할 수 있습니다.

또한 일부 차량에는 각 휠 근처에 저주파 무선 송신기가 장착되어 있어 개별 TPM이 마음대로 전송되도록 강제할 수 있습니다.일반적으로 전송장치는 125kHz RFID 태그와 유사한 기술을 사용합니다.전파장은 주로 자기장이며 TPM에 있는 작은 LF 안테나로 쉽게 검출할 수 있습니다.이 현지화 방법은 종종 하이라인 시스템이라고 불립니다.

또한 LF 안테나는 트레드 마모를 균일하게 하기 위해 센서가 교체되거나 휠이 회전할 경우 차량에서 위치 파악을 다시 학습할 수 있도록 구성 및 강제 전송을 위해 종종 사용됩니다.

세 번째 방법은 수신기에서 TPM 거리에 비례하는 UHF 신호 강도를 사용합니다.수신기가 차량 앞쪽을 향하면 프론트 휠 TPM의 신호가 리어 휠의 신호보다 더 강해집니다.

이러한 시스템에서 TPM은 휠의 회전 방향을 감지하는 방법을 가지고 있으며, 이는 수신자에게 전송되는 메시지의 일부를 구성합니다.이 정보를 통해 수신기는 TPMS가 차량의 어느 쪽에서 전송되는지 식별할 수 있습니다.신호 강도와 결합하면 올바른 휠을 식별할 수 있습니다.

TPM 센서의 기능

현재 전 세계 대량 생산 차량에 장착된 TPM 센서는 배터리로 구동되며, 타이어 공기압을 주기적으로 측정하고 온도와 가속도를 측정하는 독립형 장치입니다.이 센서에는 측정된 공기압 등을 타이어 [11]내부에서 브로드캐스트하는 데 사용되는 RF 송신기 회로가 장착되어 있습니다.

TPM은 가능한 한 적은 전력을 사용하여 배터리 지속 시간을 최대화할 수 있도록 설계되어 있습니다.이것은 초저전력회로를 사용하여 가능한 한 적은 빈도로 데이터를 전송함으로써 이루어집니다.TPM 내의 UHF 송신기는 일반적으로 약 250μW(1μW는 와트의 100만분의 1(10−6)에 상당)를 송신합니다.

이 테크놀로지의 전력 요건이 비교적 높기 때문에 TPM에는 UHF 리시버가 내장되어 있지 않습니다.즉, 다른 TPM과 동시에 전송 중임을 알 수 없습니다.대부분의 TPM에는 LF 리시버가 탑재되어 있습니다.이는 전력 소비량이 적거나 전혀 없기 때문입니다.

압력, 온도 및 가속도 센서는 아날로그 신호를 생성하고 아날로그-디지털 변환기를 사용하여 아날로그 신호를 디지털 등가 센서로 변환합니다.가속도 센서는 휠이 회전할 때 발생하는 원심력을 측정합니다.이 힘은 회전 속도에 비례합니다.가속도 센서는 아날로그 변환기(가속계)가 아닌 단순한 스위치일 수 있습니다.이것은 보통 롤 스위치라고 불립니다.가속 센서를 사용하면 차량이 정지해 있을 때 TPM을 저전력 통신 장치 모드로 전환하여 배터리 수명을 연장할 수 있습니다.가속도계에 비해 롤 스위치의 장점은 스위치가 순전히 기계식이어서 측정 시 [12]동력을 전혀 사용하지 않는다는 것입니다.

차량이 정지해 있을 때 TPM이 주기적으로 차량에 전송될 수 있습니다.따라서 (차량 수신기가 항상 켜져 있는 한) 차량이 움직일 때까지 기다릴 필요 없이 점화 시스템이 켜지는 즉시 운전자 또는 차량 작업자에게 저압 경고를 받을 수 있습니다.

차량의 모든 TPM 유닛은 동일한 RF 채널 주파수로 작동하며 각 메시지에는 압력 데이터, 온도 데이터, 고유 ID 코드, 작동 상태 데이터, 상태 정보 및 체크 디짓이 포함됩니다.체크 디짓은 체크섬 또는 Cyclic Redundancy Check(CRC; 순회용장검사) 중 하나입니다.

TPM에는 일반적으로 타이어의 올바른 공기압에 대한 정보가 없습니다. 타이어 공기압을 지원하는 것이 매우 어렵고 위험할 수 있기 때문입니다.그러나 압력의 느린 변화와 빠른 변화를 모두 감지하는 알고리즘이 포함되어 있을 수 있습니다.이 상태는 TPM 상태의 일부로 전송될 수 있습니다.또, TPM 의 송신 빈도가 높아질 수도 있습니다.

직접 타이어 공기압 모니터링 시스템

현재 사용 중인 직접 타이어 공기압 모니터링 시스템에는 크게 두 가지 유형이 있습니다.이들은 '하이 라인'과 '로우 라인'[13]으로 알려져 있습니다.

하이라인 시스템

차량에 각 휠 근처에 저주파(LF) 송신기가 장착된 경우, 차량은 이를 사용하여 센서를 강제로 송신할 수 있습니다.이 경우 TPM이 자체적으로 전송되지 않을 수 있지만, 차량이 주기적으로 센서에 정보를 [14]전송하도록 명령합니다.

또한 점화 스위치를 켜면 TPM이 강제로 전송됩니다.이렇게 하면 차량이 사용되지 않을 때 차량의 수신기를 켜지 않고도 저압 상태를 조기에 알 수 있습니다.일반적으로 변속기는 차량이 저압으로 휠의 위치를 운전자에게 알릴 수 있도록 한 번에 하나씩 작동됩니다.이 정보는 TPM의 고유 ID를 이 순차적 활성화에 의해 검출된 위치와 대조하여 나중에 현지화를 위해 사용할 수 있습니다.이 방법은 TPM이 정기적으로 전송하는 일부 하이라인 시스템에서 사용됩니다.

일부 차량에서는 비용을 절약하기 위해 3개의 LF 송신기만 사용합니다.이 차량은 LF가 웨이크업하지 않은 인근 TPM으로부터의 전송이 LF 송신기가 없는 곳에 위치한 TPM에 속하는 것으로 가정합니다.

하이 라인 시스템은 로우 라인 시스템보다 본질적으로 더 비싸지만, 차량의 주 배터리를 소모하지 않고도 시동 시 압력을 인지하고 국부적인 위치를 파악할 수 있다는 장점이 있습니다.이러한 시스템은 고급 모델에서 사용되는 경향이 있습니다.

로우 라인 시스템

이 시스템에서는 TPM 유닛이 고정 간격 또는 랜덤 간격으로 자체적으로 송신합니다.차량의 개별 TPM은 다른 TPM이 동시에 전송 중인지 여부를 인식하지 못하므로 전송된 메시지 간에 충돌이 발생할 수 있습니다.차량이 메시지를 수신할 수 있도록 조치를 취해야 합니다.일부 시스템에서는 간섭(통신)의 영향을 줄이기 위해 메시지가 여러 번 재발송됩니다.변속기 패턴은 무작위 또는 의사 무작위일 수 있으므로 차량의 [14]센서에서 전송되는 변속기 간의 충돌 가능성을 줄일 수 있습니다.

충돌을 회피하는 또 다른 방법은 1분에 1회 등 단순히 더 자주 전송하는 것입니다.또한 TPM이 급격한 압력 변화 또는 너무 높은 온도를 감지하면 전송 빈도가 높아지기 때문에 차량이 정보를 수신할 가능성이 높아집니다.로우 라인 시스템은 비용이 저렴하기 때문에 대부분의 차량에 사용됩니다.


애프터마켓 시스템

스마트폰과 앱 또는 휴대용 디스플레이 유닛이 필요한 애프터마켓 밸브 캡 기반 dTPMS 시스템은 자전거,[15] 자동차,[16] 트레일러에도 사용할 수 있다.

법적 상태

미국

미국의 차량에 TPMS를 사용하는 것은 2008년 교통 리콜 강화, 설명 책임 및 문서화법(TREAD)에 의해 의무화되었습니다.차량 운전자에게 [17]25%의 팽창에 대해 경고해야 한다고 명시되어 있습니다.경고는 49 CFR Part 571 Federal Motor Vehicle Safety Standards(FMVSS)에 따라 운전자에게 표시됩니다.경고에 대한 최소 요건은 대시보드에 단순하게 점등된 기호 형태로 표시되며, 경고등이 해당하는 휠 위치를 나타내는 차량의 그래픽을 표시하여 이를 보완하는 경우가 많다.모든 새로운 모델 2008년 가벼운 차량에는 하나 이상의 차량의 타이어 중 네개의 타이어 제조자가 권장한 팽창 압력(명판 압력)또는 최소 활성화 압력이 표준에 지정한 수준 이하일 경우 25%이상 중 더 높은 검출할 수 있는은 TPMS(직접 또는 간접적인) 한다.[18]

EU 및 극동

유럽 연합(EU)과 극동 입법자들은 CO2 [19]배출을 줄이는 방법으로 TPMS를 검토했습니다.2014년 11월부터(ECE-R 64 EU 지침) EU에서 판매되는 모든 신차 모델에는 TPMS가 [20]장착되어야 합니다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ a b c d e f Hawes, 페이지 1
  2. ^ 호즈, 2페이지
  3. ^ Hawes, 123페이지
  4. ^ a b Hawes, 185페이지
  5. ^ 호즈, 51페이지
  6. ^ Hawes, 페이지 690
  7. ^ "Frequently asked questions". Itu.int. 2001-06-01. Retrieved 2021-12-03.
  8. ^ 호즈, 3페이지
  9. ^ Hawes, 페이지 459
  10. ^ "WO2006104484 AUTO-LOCATION FOR TIRE PRESSURE MONITORING SYSTEMS". Wipo.int. 2005-03-28. Retrieved 2021-12-03.
  11. ^ "NXP® Semiconductors Official Site Home". Freescale.com. 2021-11-23. Retrieved 2021-12-03.
  12. ^ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2009-02-05. Retrieved 2009-01-15.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  13. ^ Hawes, 361페이지
  14. ^ a b Hawes, 363페이지
  15. ^ Langley, Jim (2 September 2019). "StatCap P1 Tire Pressure Monitoring System (TPMS) Review". Road Bike Rider.
  16. ^ Dissanayake, Don (2010-09-28). Acoustic Waves. BoD – Books on Demand. p. 344. ISBN 978-953-307-111-4.
  17. ^ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2008-09-21. Retrieved 2008-11-06.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  18. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2009-02-09. Retrieved 2009-01-15.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  19. ^ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2009-01-17. Retrieved 2009-01-15.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  20. ^ https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2010:310:0018:0040:EN:PDF[베어 URL]

참고 문헌

  • 를 클릭합니다Hawes, James; Fisher, John; Mercer, Todd (2008), Tire Pressure Monitoring Systems Guide, Mitchel1, ISBN 978-1-58718-177-1.

외부 링크