Технология Smart Tire: датчики, давление

Будучи ключевым узлом в интеллектуализации и подключении автомобилей, умные шины сосредоточены на трех основных технологических областях: интеграции датчиков, мониторинге давления в шинах и мониторинге температуры шин. Благодаря восприятию данных и интеллектуальному анализу они переходят от пассивной защиты к активному раннему предупреждению, создавая прочную основу для безопасности вождения и оптимизации энергоэффективности.

В настоящее время, с популяризацией автомобилей на новых источниках энергии и технологий автономного вождения, эти технологии переживают масштабное применение и прорывные итерации, становясь важной частью системы активной безопасности автомобилей.

Интеграция датчиков является технологическим фундаментом умных шин, ее основой является точное восприятие и стабильная передача множества параметров в чрезвычайно ограниченном пространстве. Новое поколение умных шин обычно использует микродатчики MEMS, вес которых можно контролировать до менее чем 13 граммов.

Эти датчики способны выдерживать суровые условия высокой температуры, высокого давления и сильной центробежной силы внутри шины, и могут стабильно работать даже при центробежной силе почти 1000G на скорости 298 км/ч.

Датчики не только интегрируют модули измерения давления и температуры, но также постепенно включают функции обнаружения износа протектора, сцепления с дорогой и состояния нагрузки. Они взаимодействуют с контроллером автомобиля в реальном времени через беспроводную радиочастоту или шину CAN FD, поддерживая успех передачи данных более 99% даже в сложных условиях. Их энергоэффективный дизайн обеспечивает диапазон работы в течение 3-5 лет, а некоторые высококлассные решения достигли срока службы датчиков, синхронизированного со сроком службы шин, снижая затраты на последующее обслуживание.

Система мониторинга давления в шинах (TPMS) была модернизирована от базовых сигналов тревоги до точной предсказательной системы мониторинга и стала обязательной стандартной функцией в новых автомобилях по всему миру. В настоящее время основные прямые TPMS могут собирать данные о давлении в шинах один раз в секунду, увеличивая частоту до двух раз в секунду на высокой скорости, точно идентифицируя малейшие колебания в стандартном диапазоне 2.2-2.5 бар и своевременно обнаруживая медленные утечки размером всего 0.1 бар в час.

Система обеспечивает безопасность через многоуровневый механизм предупреждений: желтое предупреждение активируется, когда давление в шине ниже 1.8 бар или выше 3.0 бар; если значение продолжает отклоняться, активируется мигающее красное предупреждение, и отмечается местоположение аномальной шины.

Более продвинутые технологии используют алгоритмы искусственного интеллекта для прогнозирования тенденций изменения давления в шинах, заранее информируя водителя о потенциальных рисках. В сочетании с системами ADAS это улучшает регулировку скорости автомобиля и помощь в удержании полосы движения, снижая уровень аварий, вызванных проблемами с шинами, на 70%.

Мониторинг температуры шин работает в сочетании с мониторингом давления в шинах, становясь ключевым для предотвращения риска взрыва шин из-за высокой температуры. Нормальный диапазон рабочей температуры шин составляет от -40℃ до 85℃. Система предоставляет ранние предупреждения, когда температура приближается к пороговому значению, и активно предлагает водителю остановиться и охладить шины в условиях высокой температуры летом.

Стратегия мониторинга может динамически корректироваться для различных сценариев окружающей среды: зимой она автоматически фильтрует незначительные колебания давления в шинах, вызванные падением температуры, чтобы избежать ложных тревог; при длительных поездках, превышающих 2 часа, она активно предлагает проверить давление в шинах.

В области автомобилей на новых источниках энергии мониторинг температуры шин особенно важен. Он может оптимизировать управление энергопотреблением через связь данных, корректировать стратегии восстановления энергии в сочетании с системой автомобиля и снижать риск самовозгорания, вызванного перегревом шин. Один совместный проект суммарно предотвратил 129 случаев возгорания автомобилей благодаря этой технологии.

В настоящее время технология интеллектуального мониторинга шин расширяется в направлении многосистемного взаимодействия и экологической интеграции. Данные не только служат безопасности вождения, но и подключаются к системе обновления OTA через архитектуру взаимодействия автомобиля и облака, предоставляя поддержку для предсказательного обслуживания шин и дополнительных страховых услуг.

С популяризацией технологий автономного вождения уровня 3 и выше данные мониторинга шин будут еще больше интегрированы в решения по управлению автомобилем, достигая перехода от "мониторинга" к "поддержке принятия решений", становясь ключевым узлом данных в экосистеме интеллектуальной мобильности.