PDA

توجه ! این یک نسخه آرشیو شده میباشد و در این حالت شما عکسی را مشاهده نمیکنید برای مشاهده کامل متن و عکسها بر روی لینک مقابل کلیک کنید : با TPMS ( سيستم " هشدار فشار باد تاير") بر امنيت رانندگي خود بيفزاييم - ترجمه ی اختصاصی فروم آکو


سالار
06-02-2012, 11:47 AM
با TPMS ( سيستم " هشدار فشار باد تاير") بر امنيت رانندگي خود بيفزاييم .

ترجمه و تاليف : محسن اميد علي
اختصاصي سايت : www.acoforum.org (http://www.acoforum.org/)

مقدمه :
آيا تاكنون با خودروهايي برخورد كرده ايد كه يك يا چند تاير آن بشكل قابل ملاحظه اي كم باد بنظر بيايند؟آيا تمايل داريد هنگام رانندگي و در صورت بروز چنين مسئله اي؛ بصورت سيستماتيك توسط خودرو ؛ از آن مطلع شويد ؟ در صورت رانندگي با چنين خودروهايي كه لاستيكهاي آن از عارضه كم بادي رنج مي برند چه مشكلات و سوانحي ممكن است برايمان ايجاد شود ؟
بي شك همه ما سوانحي را كه منجر به خسارات جاني و مالي بر اثر عوارض ناشي از كم شدن فشار باد تاير اتفاق مي افتند را ديده و يا احيانا در روزنامه ها خوانده ايم. هنگامي كه بنا به هر دليلي ( مانند وزن نامتناسب بر روي چرخها ؛ كم شدن باد ) فشار بر لاستيكهاي چرخها زياد مي شود ؛ لاستيكها متورم ( INFLATION ) شده و استعداد هر گونه حادثه اي را براي راننده و خودرو افزايش مي دهد. نتايج تحقيقاتي كه تا قبل از سال 2001 در ايالات متحده به انجام رسيد نشان داد كه درصد با اهميتي از تصادفات خودرو در اين كشور ناشي از تركيدگي لاستيك و عوارض ناشي از كاهش فشار باد تاير خودروها بوده است. همين عامل سبب شد تا سازمان ايمني تردد در بزرگراههاي امريكا(National Highway Traffic Safety Administration) از سال 2003 به بعد استانداردهايي را بوجود اورده كه توليد كنندگان خودرو را ملزم به نصب سيستم هشدار فشار باد تاير (Tire Pressure Monitoring System ) كه اختصارا (TPMS ) ناميده مي شود بر روي خودروها نمايد. فلسفه وجودي اين سيستم ؛ اعلان هشدار به راننده در صورت كاهش فشار باد تايرها از يك حد استاندارد كه عموما توسط كارخانه هاي لاستيك سازي بر روي لاستيكها عنوان مي شود مي باشد. طبق اين مصوبه سيستم TPMS از نوامبر سال 2003 بر روي كليه خودروهاي چند منظوره سواري ؛ كاميونها و اتوبوسهايي كه وزني معادل 10000 پوند يا كمتر را دارند مي بايست نصب گردد.


حال اين TPMS چيست و چگونه كار ميكند موضوعي است كه در اين مقاله به بررسي آن خواهيم پرداخت . قبل از ان لازم است عنوان شود ؛با توجه به انكه در اين مقاله از اصطلاح " سيستم هشدار فشارباد تاير يا همان TPMS" به كرات استفاده شده است ؛ لذا به لحاظ رعايت اصل ايجاز در مقاله نويسي ؛ از عبارت اختصاري سيستم " هفت " كه برگرفته از حروف اول كلمات "هشدار فشار تاير " است استفاده شده است. ( اختصاصي مترجم )

سيستم هشدار فشار باد تاير يا همان سيستم "هفت " چيست ؟
اساس طراحي و كاركرد سيستم "هفت " بر روي خودرو بر 2 اصل استوار است :
1- نظارت بر فشار وارده بر روي تايرهاي خودرو
2- اگاهي دادن و هشذار به راننده در حين رانندگي از مشكلات بالقوه ناشي از افزايش فشار بر لاستيكها كه خود را در متورم شدن لاستيكها نشان مي دهد .
براي اگاهي دادن به راننده عموما يك سيستم "هفت" ؛ از يك چراغ زرد هشدار دهنده در پشت امپر سود مي برد كه با افزايش فشار بر لاستيكها تا حد معيني ؛ اين چراغ بعنوان اعلان هشدار روشن مي شود كه در شكل زير نمايش داده شده است :




http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830968401930000.bmp




چنانچه يكي از دو حالات زير براي تاير در هنگام رانندگي حادث شود اين چراغ زرد روشن خواهد شد. تصوير اول (بالا )نشاندهنده كاهش باد تاير مي باشد و شكل دوم ( پايين ) ناشي از افزايش حرارت تاير و در نتيجه سرعت گردش ذرات هوا در تاير و انبساط آن مي باشد .



http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830968389430000.bmp





http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830968399273750.bmp







بطور كلي 2 نوع سيستم هفت وجود دارد:
1- سيستم هفت مستقيم( Direct TPMS)
2- سيستم هفت غير مستقيم ( Indirect TPMS)
قبل از انكه به تشريح دو سيستم فوق بپردازيم لازم است عنوان شود كه هدف نهايي هر دوسيستم هشدار به راننده است هر چند در اجزاو قطعات بكار گرفته شده و نحوه نظارت و محاسبه فشار تاير ها اين دو روش با هم تفاوت دارند . چنانچه بعدا خواهيم ديد يك نوع از سيستم مستقيم هفت توانايي اين را دارد كه هنگام كاهش فشار تاير ؛ باد تاير را متوازن نمايد كه اين كار بوسيله يك پمپ انجام ميشود كه در حقيقت نوعي كمك به راننده در مسيوليت او در حين رانندگي است. در روش غير مستقيم بجاي فشار تاير ؛ عوامل ديگري چون سرعت چرخها مورد بررسي قرار مي گيرد. اساس اين روش ؛ اندازه گيري و محاسبه سرعت يك چرخ و مقايسه آن با چرخ يا چرخهاي ديگر براي مشخص شدن اختلافات و انحرافات احتمالي گردش چرخها است. در حال حاضر سيستم هاي ترمز ABS بنوعي از اين سيستم هفت غير مستقيم بهره مي برند.

1- سيستم هاي هفت مستقيم :
. در اكثر سيستمهاي هفت مستقيم ؛ براي هر تاير يك سنسور فشار و درجه حرارت تعبيه ميشود. اين سنسورها به 2 شكل بر تاير سوار مي شود . دسته اول كه به انها سنسورهاي ميله اي مي گويند ( Valve-Stem-Mounted) در كنار سوپاپ باد هر تاير نصب مي گردد. ( شكل 5 ) دسته دوم اين سنسنورها كه به سنسورهاي تسمه اي معروفند (Band-mounted Sensor ) بر روي رينگ و در زير تاير نصب مي شوند ( شكل4 )



http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830968383336250.bmp




تصوير 4- سنسور تسمه اي تصوير



http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830968386773750.bmp





تصوير 5 – سنسور ميله اي

وظيفه اين سنسورها جمع اوري اطلاعات در خصوص فشار باد و درجه حرارت تاير و ارسال ان به يك كامپيوتر دريافت كننده مركزي مي باشد. (عموما واحد ECU در خودرو ) .واحد دريافت كننده مركزي وظيفه تجزيه و تحليل اين اطلاعات را بر عهده دارد كه خروجي ان سيگنالهايي است كه به راننده اعلام ميشود. اين نمايش اطلاعات مي تواند بشكلي ساده براي كل تايرها و يا در حالت پيشرفته براي هر 4 چرخ و يا حتي زاپاس هم باشد. مزاياي سيستم هفت مستقيم عبارت است از :
1- حساسيت فوق العاده نسبت به كاهشهاي كم در ميزان فشار باد تاير ها از 1/. +_ تا 1 psi (pounds per square inchشايان ذكر است كه psi مبناي فشار در سيستمهاي برودتي مي باشد و نشان دهنده ميزان فشار وارده توسط يك پوند بر اينچ مربع مي باشد. اين نكته جالب تر خواهد بود وقتي بدانيم كه فشار اتمسفر در کنار دریا برابر است با PSI 7/14 که این مقدار را معمولاً معادل PSI 15 قرار می دهند . حال اين سيستم مستقيم توانايي مشخص نمودن فشار بسيار ناچيز را هم دارد.)
2- توانايي محاسبه مستقيم فشار بر هر كدام از تاير ها در هر لحظه و هر جا شامل زمان قبل از روشن شدن خودرو و حتي هنگام تعويض يدك
اما اين سيستم معايبي نيز دارد كه عبارتند از :
1- هزينه بالا
2- مشكلات ناشي از حفظ و نگهداري سنسورها . -اگر ارتباط واحد مركزي با سنسورها بهر دليلي قطع شود ( برخوردهاي احتمالي تاير با اجسام و يا دستكاري ) ؛ در اين حالت ممكن است مشكلاتي را در نگهداري سنسورها بوجود اورد
تا سال 2003 اين سيستم فقط بر روي خودروهاي مسابقه اي با لاستيك پهن و و بعنوان يك لوازم جانبي بر روي خودروهاي لوكس نصب مي گرديد اما از سال 2007 سازمان ترافيكي آمريكا كليه خودروها را ملزم به داشتن يكي از سيستم ها ي هفت نمود.



http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830969839586250.bmp






تصوير 6- اساس كاري سيستم هفت مستقيم

هفت مستقيم با يك پمپ :
كاركرد اين سيستم هم دقيقا مانند سيستم قبلي وابسته به سنسورهاي دريافت كننده اطلاعات و يك واحد پردازشگر مركزي است تنها تفاوت اين سيستم آنست كه اين سيستم با تعبيه يك پمپ توانايي تنظيم فشار باد تاير تا ميزان در نظر گرفته شده و نرمال براي هر تاير را دارد. هر تاير يك سنسور و يك پمپ دارد. در حالتي كه تاير ها بواسطه كاهش فشار متورم مي شوند هشداري به راننده ارسال مي گردد و راننده براحتي با فعال نمودن پمپ ؛ فشار باد تاير را تنظيم مي كند. ( در بعضي سيستم ها پمپ بصورت اتوماتيك فعال مي شود ) . اگر چه اشتباهات راننده مي تواند به فجايع مصيبت باري تبديل شود و يا هر لحظه خطر سوراخ شدن لاستيك توسط اجسام تيز مانند ميخ و غيره وجود دارد اما وجود يك پمپ در كنار تاير مي تواند تا حد زيادي هزينه هاي افزايشي لاستيك ها اسيب ديده را كاهش داده و خودرو را حداقل تا مقصدش برساند.بهر صورت پمپ هنگامي خاموش ميشود كه خودرو متوقف گردد كه در اين حالت ممكن است باد تاير خالي شود اما تا هنگامي كه خودرو در حركت است اين پمپ باد از دست رفته تاير را جبران مي كند. مزاياي استفاده از سيستم هفت با پمپ عبارت است از :
1- آسودگي خاطر راننده ؛ در اين حالت راننده فقط بايد مواظب تركيدگي لاستيك در هنگامي كه هشدارهاي متناوبي از سنسورها در كاركرد پمپ داده مي شود باشد.
2- بهينه سازي مصرف سوخت با كنترل و تنظيم لحظه اي فشار باد تاير
3- ايمني بيشتر راننده و سرنشينان خودرو
معايب اين سيستم عبارتند از :
1- هزينه بالاي اسفاده از اين روش
2- مراقبت و نگهداري به لحاظ حفظ موقعيت درست پمپ. در بعضي شرايط ممكن است در حالي كه تاير مي چرخد بنا به هر دليلي ( مانند شل بودن نصب يا عدم نصب صحيح ) پمپ نتواند كارايي داشته باشد و از مدار خارج شود .
تا سال 2004 اين سيستم بر روي هيچ خودروي سبكي نصب نشده بود اما بر روي تعدادي از خودروهاي سنگين نصب مي گرديد. امروزه استفاده از هفت با پمپ اختياري است .

2-سيستم اندازه گيري هفت غير مستقيم :
سيستم هاي اي بي اس جاري در حقيقت ورودي اطلاعات سيستم هفت غير مستقيم مي باشند. اين سيستمها ؛ اطلاعاتي را از سرعت چرخها از سنسورهاي اي بي اس مي گيرد و چنانچه تغييراتي كوچك در سرعت گردش چرخها مشاهده كند از ان بعنوان مبنايي براي محاسبه كاهش فشار استفاده ميكند. در حقيقت اساس كار اين سيستم آن است كه اگر سرعت گردش چرخي با چرخ قرينه خود برابر نباشد ؛ اين اختلاف بخاطر تغيير در ميزان فشار بر روي آن چرخ است. قابل توجه است كه كاهش فشار باد تاير نتيجه اش كاهش شعاع دايره چرخ و در نتيجه افزايش سرعت گردش آن چرخ در مقايسه با چرخهاي ديگر است. براي درك بهتر اين موضوع و چگونگي محاسبه سيستم هفت غير مستقيم ؛ بهتر است به روشي كه " موسسه صنعت تاير " در سال 2005 ارائه داده است نظري بيندازيم كه خلاصه ان در شكل زير نشان داده شده است :



http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830969831617500.bmp





همانگونه كه مشاهده ميشود يك موقعيت فرضي است كه در ان 3 چرخ خودرويي با سرعت 20 مايل بر ساعت مي گردند اما چرخ عقب سمت چپ با سرعت 17 مايل بر ساعت مي گردد . در اين حالت محاسبات واحد پردازشگر مركزي و نتايج ان بشرح زير است :
مجموع سرعت چرخ عقب سمت راست و چرخ جلو سمت چپ 40 مايل بر ساعت
مجموع سرعت چرخ عقب سمت چپ و چرخ جلو سمت راست 37 مايل بر ساعت
مجموع سرعت خودرو 77 مايل بر ساعت
ميانگين سرعت هر چرخ (77 تقسيم بر 4 چرخ ) 25/19 مايل بر ساعت
اختلاف سرعت چرخها (37-40 ) 3 مايل بر ساعت
ارزش محاسبه شده ( 3 تقسيم بر 25/19) 155/.
سرحد اختلاف مجاز برنامه ريزي شده 125/.
همانگونه كه مشاهده مي شود در اين مثال ؛ اختلاف مجاز سرعت گردش تاير ها بطور استاندارد 125/. است در حاليكه اختلاف واقعي 155/. است و با توجه به بيش ار حد مجاز بودن اين اختلاف ؛ قاعدتا در اين مثال چراغ هشدار سيستم هفت غيرمستقيم روشن و راننده را نسبت به شرايط وجود كاهش فشار باد تاير مطلع خواهد نمود .


مزاياي استفاده از اين سيستم عبارتند از :
1- هزينه ناچيز استفاده از ان
2- اقل تغييرات در سيستم ABS
اين سيستم نيز از يك چراغ پشت آمپر و نرم افزار پردازشگري كه ان قابل ارتقا مي باشد سود مي برد.
معايب استفاده از سيستم غير مستقيم هفت :
1- در خودروهايي كه ABS ندارند هزينه استفاده از ان بالاست.
2- اين سيستم توانايي آن را ندارد كه مشخص كند كدام تاير متورم شده و با كاهش باد روبروست.
3- در شرايطي كه يه يكباره كليه تاير ها با كاهش فشار باد مواجه شوند اين سيستم توانايي شناسايي آنرا ندارد و چنين بنظر مي رسد كه همه چيز نرمال است.
4- عدم توانايي در كنترل تايرهاي يدكي
5- براي كارايي اين سيستم خودرو حتما بايد در حركت باشد
6- نياز به زمان زياد براي وارسي چرخها –عموما چند ساعت – و همچنين چندين دقيقه براي وارسي فشار باد تاير ها
7- عم توانايي در نظر گرافتن كاهشهاي ناچيز در فشار باد تاير ها
8- بعضي از سيستم هاي غير مستقيم كارايي خود در شناسايي فشار از دست رفته را در شرايطي كه سرعت خودرو بيش از 70 مايل در ساعت يا بيشتر باشند را از دست مي دهند.
سيستم هاي ABS در شرايطي كه حالت سوم اتفاق بيفتد ( كاهش ناگهاني باد 4 چرخ يا دو چرخ ) توانايي شناسايي ان را ندارند بنابراين براي رفع عيبهاي 2 و 3 لازمست كه همواره سيستم هاي ABS به روز شوند . در خصوص عيب شماره 7 بعضي ها معتقدند كه اين سيستم اگر ميزان از دست رفته باد تايرها بيش از 20 psi باشد توانايي شناشايي انرا دارد اما بعضي ديگر با ديد بد بينا نه تري معتقدند كه هفت غير مستقيم كاهش فشار باد تاير را از 30 psi به بالا در نظر مي گيرد .
بهر صورت استفاده از هر تكنولوژي مستلزم صرف هزينه مي باشد كه قطعا در مورد استفاده از سيستم هفت ( چه مستقيم و چه غير مستقيم ) اصل فزوني منافع بر مخارج صدق مي كند . بهتر است نظري به بهاي تمام شده بر آوردي استفاده از هر دو سيستم بيندازيم . اما اين يك اصل پذيرفته شده است كه خسارات ناشي از سوانح خودرو غيرقابل برآورد هستند كه خود لزومي بر استفاده از اين سيستم هفت در خودروها مي باشد.

بهاي تمام شده نصب سيستم ها :
سيستم هفت غير مستقيم :
روش هاي گوناگوني در استفاده از سيستم هفت غير مستقيم وجود دارد. در حالت اول فرض ميشود كه خودرو مجهز به ABS است . در اين حالت سازنده خودرو با توسعه اين قابليت و با استفاده از سنسورهاي سرعت چرخها ؛ تغييرات را بصورت يك الگوريتم در مي اورد كه انها در يك مانيتور نمايش داده مي شود و عموما اين سيستم داراي دكمه بارگذاري مجدد (ريست كردن ) است كه همه اينها به سيستم ABS افزوده ميشود. هزينه هاي اضافي نصب چنين سيستمي بر روي خودرو تقريبا 12 دلار به ازاي هر خودرو است ( بايد توجه داشت كه اين امار مربوط به سال 2003 است )
اما در خودروهايي كه فاقد اي بي اس هستند 2 راه براي انتخاب سيستم غير مستقيم هفت وجود دارد. . در روش اول نيازي به اضافه كردن كامل سيستم ABS بر روي خودرو نيست اما قسمتي از ان براي سيستم هفت غير مستقيم ضروريست. خصوصا در اين روش سنسورهاي سرعت چرخها و خود سيستم هفت مورد نياز است كه هزينه آن براي هر خودرو تقريبا 130 دلار است.
در حالت دوم سيستم كامل ABS و هفت غير مستقيم نصب خواهد شد كه هزينه اي معادل 240 دلار براي هر خودرو در بر خواهد داشت. (شايان ذكر است كه اين موضوع يعني هزينه بالا يكي از معايب اين سيستم بود بنوعي كه هزينه انرا از هفت مستقيم نيز بيشتر كرده است )

بهاي تمام شده استفاده از سيستم هفت مستقيم :
هفت مستقيم از سنسورهاي فشار براي هر تاير سود مي برد. همچنين براي درجه حرارت داخلي تاير نيز مي بايست فكري شود كه در بعضي سيستم هاي مستقيم از يك انتن براي ارسال اطلاعات به واحد دريافت كننده مركزي استفاده مي شود.وظيفه اين انتن ها فرستادن اطلاعاتي به پردازشگر داخلي است كه ميزان فشار باد در تايرها را مشخص مي كند.بنابراين در هفت مستقيم همواره بهاي تمام شده استفاده از ان به دو دسته عمده تخصيص مي باد
1- هزينه نصب سنسورها
2- پردازشگر و دريافت كننده مركزي
بسته به اينكه چه اطلاعاتي را بايد اين سيستم تهيه كند نوع سنسوري هم كه استفاده ميشود تفاوت دارد اما در كل بطور ميانگن هر سنسور قيمتي در حدود 5 تا 10 دلار دارد كه براي يك خودروي با 4 سنسور هزينه خريد سنسور 20 تا 40 دلار براي هر خودرو است.
در خصوص پردازشگر مركزي نيز اين موضوع بسته به انست كه ايا خودرو در حال حاضر چنين امكاناتي را دارد يا خير . در صورتي كه چنين پردازشگري در خودرو تعبيه شده باشد ( مانند خودروهايي كه به سيستم كي لس مجهز هستند ) در اين صورت فقط نياز است كه در نرم افزار كمي دستكاري شده و احتمالا مانيتوري براي نشان دادن نتايج در خودرو تعبيه شود كه در اين حالت هزينه چنين كاري 25 دلار براي هر خودرو خواهد بود. در شرايطي كه خودرو فاقد اين سيستم پردازشگر مركزي است هزينه خريد اين سيستم پردازشگر بين 40 تا دلار براي هر خوردو است.
در نهايت هزينه نصب اين سيستم بر روي خوردرو در حدود 4 دلار براي هر خودرو است.كه مجموعا حداقل قيمت نصب اين سيستم در شرايطي كه هيچ پردازشگر مركزي هم وجود نداشته باشد بالغ بر 95 دلار براي هر خودرو ميشود.
يكي از معروفترين ارائه دهندگان هفت مستقيم در امريكا شركت Beru است هزينه استفاده از اين سيستم تقريبا گران است. از خصوصيات اين سيستم ميتوان به 2 نوع هشدار راننده هنگام كاهش فشار باد تاير اشاره نمود :
1- هشدار نرم ( “soft warning) هنگامي كه فشار بر تاير (بواسطه فشار باد ) 2.8 psi كمتر از فشار توصيه شده كارخانه ميرسد لامپ كهربايي هشدار روشن ميشود
2- هشدار سخت (hard warning) ) هنگامي كه فشار بر تاير (بواسطه فشار باد ) 5.7 psi كمتر از فشار توصيه شده كارخانه ميرسد لامپ قرمز هشدار روشن ميشود
هزينه نصب چنين سيستمي بر روي خودرو بر اساس قسمتهاي مختلف ان بشرح زير است :

1- واحد كنترل سيستم هفت 130 دلار
2- قطعه اندازه گيري فشار با تاير براي هر چرخ مجموعا 33 دلار
3- 4 انتن دريافت اطلاعات و ارسال ان 26 دلار
4- 4 عدد سوپاپهاي مخصوص باد 4 دلار
5- هزينه هاي جانبي 6 دلار
جمع 200 دلار

تصاوير تعدادي از معروفترين سنسورهاي سيستم هفت نصب شده بر روي خودروها :



http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830969834117500.bmp




سنسور Beru نصب شده بر روي Audi, Bentley, BMW, Bugatti, Ferrari, Hyundai, Kia, Lamborghini, Land Rover, Maserati, Maybach, Mercedes-Benz, Mini, Porsche, Rolls Royce, Volkswagen



http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830969837242500.bmp





سنسور Lear نصب شده بر روي Ford, Lincoln, Mazda, Mercury, Roush, Saleen



http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830969828805000.bmp





سنسور Schrader نصب شده بر روي Cadillac, Chevrolet, Chrysler, Dodge, Ford, Infiniti, Jeep, Lincoln, Lotus, Mercury, Mitsubishi, Nissan, Saab, Saturn, Subaru, Suzuki, Volvo




http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830971883336250.bmp




سنسور Siemens نصب شده بر روي Audi, Buick, Chevrolet, Chrysler, Dodge, GMC, Jaguar, Jeep, Land Rover, Mazda, Mitsubishi, Pontiac, Saturn, Suzuki, Volkswagen, Volvo

----------------------------------------------------------------


منابع :
TIRE PRESSURE MONITORING SYSTEM FMVSS No. 13-Office of Regulatory Analysis and Evaluation Plans and Policy July 2001


tire-pressure-monitoring-system.aspx "BY SULIVAN TIRE CO " WEBSITE


tirescan-system BY Tecsan co. website


متنهاي انگليسي برگرفته شده از مقالات فوق :
Have you ever seen a vehicle with one or more tires that appear noticeably low on tire pressure? Didn't you want to warn the driver of the situation before that slight inconvenience became a calamity? What if the vehicle with the low tire pressures is the one you're driving? Wouldn't you want to be warned?

The United States Department of Transportation (DOT) National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) has developed a Federal Motor Vehicle Safety Standard that requires the installation of tire pressure monitoring systems (TPMS) that warn the driver when a tire is significantly underinflated. The standard applies to passenger cars, trucks, multipurpose passenger vehicles and buses with a gross vehicle weight rating of 10,000 pounds or less, except those vehicles with dual wheels on an axle

What is a TPMS (Tire Pressure Monitoring System) and how does it work?

A Tire Pressure Monitoring System (TPMS) is designed to monitor the air pressure in a vehicle’s tires and to report potential inflation problems to the driver, usually through a yellow indicator light on the dashboard. These systems have been in use for over a decade, but they have only recently become a mandatory safety system. The Transportation Recall Enhanced Accountability and Documentation (TREAD) Act requires that all vehicles sold in the U.S. after September 1, 2007, come equipped with a TPMS. (See “History” below for more details, including exclusions to this requirement).
There are two types of Tire Pressure Monitoring Systems (TPMS) currently available that can
alert the driver while driving that the tire pressure is low: direct measurement systems and
indirect measurement systems. A direct measurement system measures tire pressure directly. A
variation of the direct measurement system (a direct measurement system with a pump) will soon
be available that can inflate the tire when it gets low, relieving the driver of that responsibility.
An indirect measurement system measures wheel speed or something other than tire pressure.
The current ABS-based systems are an indirect measurements system. They measure wheel
speed and then compare the variance in wheel speed from one wheel to another.
Direct measurement systems
Most direct measurement systems have pressure and temperature sensors in each tire, usually
attached to the inflation valve. They broadcast their data to a central receiver, or in some cases
to individual antennae that transmit the data to the control module, which analyzes them and
sends appropriate signals to a display). This display can be as simple as a single telltale, or as
complex as pressure and temperature displays for all four tires (or five including the spare).
Direct measurement systems advantages include: (1) much more sensitivity to small pressure
losses, with claims ranging from +/- 0.1 psi to 1 psi; (2) the ability to directly measure pressure
in any tire at any time, including before starting the vehicle, and including the spare tire. The
disadvantages include: (1) the higher cost; (2) possible maintenance problems when tires are
taken on and off the rim (sensors have been broken off). These systems have not been installed
on many vehicles, although they have been used on cars with run-flat tires and as accessories on
high-end luxury vehicles.
II-2
Direct measurement system with a pump
The direct measurement system with a pump has the same qualities as a pressure-sensor-based
system, except that it also has the ability to pump the tire back up to the placard tire pressure.
Each tire has a sensor and a pump. The current system display is designed to give a warning
when a particular tire needs to be continuously inflated and if the tire pressure gets too low,
indicating that a particular tire has a problem and needs servicing. Unless there is a catastrophic
failure or a rapid cost of pressure due to a nail or puncture, the pump can keep the tire inflated to
get the vehicle to its destination. However, once the vehicle stops, the pump stops, and the tire
may deflate. The advantages of this system include: (1) driver convenience, they only need to
worry about their tire inflation when they get a warning of a continuing problem that the pump
has to continue working to control; (2) better fuel economy, tread wear, and safety by keeping
tires up to correct pressure. The disadvantages include: (1) the higher cost; (2) maintenance
considerations - when rotating the tires, the pumps must stay on the same side of the car or taken
off and put back on the rotated tire. These systems have not been installed on any light vehicles,
although they have been used on a number of heavy trucks for several years.
Indirect measurement systems
The current indirect measurement system is based on Anti-lock Brakes (ABS). It takes
information from the ABS wheel-speed sensors and looks for small changes in wheel speed that
occur when a tire loses pressure. Low pressure results in a smaller wheel radius, which increases
the speed of that wheel relative to the others. The system works by comparing the relative speed
of one tire to the other tires on the same vehicle.
II-3
The advantages for this system include low cost and minor changes to the vehicle that has an
ABS system, including a new dashboard telltale and upgraded software in the electrical system.
Disadvantages include: (1) not all vehicles have ABS, so costs are significantly higher for
vehicles without ABS; (2) the indirect system cannot tell which tire is underinflated; (3) if all
tires lose pressure evenly, it cannot detect it, since it works on the relative wheel speed; (4) in
some current systems, some combinations of two tires being underinflated cannot be detected.
Regarding #3 and 4, current ABS systems cannot detect certain conditions of low tire pressure.
To meet Alternative 2 requirements, the ABS systems would need to be upgraded. (5) it cannot
check the spare tire; (6) the vehicle must be moving; (7) it requires significant time, sometimes
hours, to calibrate the system and several minutes, sometimes tens of minutes, to detect a
pressure loss; and (8) it cannot detect small pressure losses. Regarding #8, the best claim is that
they can detect a 20 percent relative pressure loss differential between tires, but others state they
can only detect a 30 percent loss, e.g. a tire properly inflated to 30 pounds per square inch (psi)
would have to deflate to 21 psi before the system would detect it. (9) some systems cannot
detect a pressure loss at vehicle speeds of 70 mph or higher
Systems Costs
These preliminary estimates are NHTSA-derived estimates mainly based on confidential
discussions with a variety of suppliers and manufacturers about how their systems work
and the various components in their systems. In addition, NHTSA has the preliminary
results of a tear-down study of costs by a contractor of two direct measurement systems.
All costs provided here are consumer costs. Variable cost estimates received from
suppliers were multiplied times 1.51 to mark them up to consumer cost levels. These
cost estimates assume high production volumes, since these systems will be required to
go on 16 million vehicles. For this analysis, we estimate there will be sales volumes of
16 million light vehicles per year, 8 million passenger cars and 8 million light trucks.
Indirect measurement systems:
There are different ways of using indirect measurement systems for a Tire Pressure
Monitoring Systems (TPMS). The first assumes that the vehicle has an existing ABS
system and that manufacturers will add the capability to monitor the wheel speed sensors,
make changes to the algorithms, add the ability to display the information and a reset
button. The incremental cost of adding these features to an existing ABS vehicle is
estimated to be approximately $12 per vehicle. Currently about two-thirds of all new
light trucks and passenger cars have ABS systems. NHTSA tested four current ABSindirect
measurement systems and none of the four met the proposed requirements to
provide a driver warning at 25 percent below placard and to detect “one, two, or three
VI-2
tires” being low. They had problems detecting two tires low on the same axle or when
two tires on the same side of the vehicle were low. The agency anticipates changes in the
algorithms at a cost of $2 per vehicle to compare relative wheel speeds could be used to
determine when one, two, or three tires are different from the others. However, the
system wouldn’t be able to detect when all four tires slowly lose air at about the same
time and are low. The agency does not know whether there will be additional costs to
improve the accuracy of the current ABS indirect measurement systems from roughly 30
percent below placard to the proposed upgraded 25 percent below placard. Comments
are requested on the cost estimates.
If the agency decides it is important to also measure when all four tires are low, then the
current ABS indirect measurement system would have to add another feature to
independently determine vehicle speed (independent of the speedometer that works off
wheel speed), so that individual tire speeds could be compared to vehicle speed.
Although the agency has not tried it to determine its accuracy, a GPS system is the least
costly possible method of independently determining vehicle speed. Other measures the
agency could think of, adding a fifth wheel or a radar system, are either impractical or too
costly.
Pickup trucks comprise about 40 percent of light truck sales. Some proportion of pickup
trucks (comments are requested on this percent) that have ABS, have only one wheel
speed sensor for the rear axle. In order to pass the proposal that the system be able to
detect when one, two, or three tires are low, the agency believes these trucks would have
VI-3
to add a fourth wheel detector at a cost of $20 per vehicle. The agency assumes for this
analysis that about 10 percent of all light trucks, or 7.5 percent of all light vehicles with
ABS, would be in this category.
For those vehicles without ABS, there are two ABS-based indirect measurement choices.
The first is not adding a full ABS system, but just those parts of the system needed for a
TPMS system. Essentially, this would require adding TPMS and wheel speed sensors,
which will cost approximately $130 per vehicle. (The agency won’t discuss this option
further, since it is more costly than a direct measurement system.)
To add the full ABS system (a manufacturer’s marketing decision, not a NHTSA
requirement) and a TPMS will cost approximately $240 per vehicle. (Again, the agency
won’t discuss this option further, since it is more costly than a direct measurement
system, and it is a marketing decision by the manufacturer to spend more money to get a
full ABS-system.)
Direct measurement systems:
A direct measurement system has a pressure sensor inside each tire that broadcasts tire
pressure, and in some systems internal air temperature, to a central receiver on the vehicle
(or in some cases to four separate antennae on the vehicle which relay the data to a
central processor). It sends the information to a central processor that in turn displays a
VI-4
low-pressure warning when appropriate. Thus, there can be two main costs of these
systems (sensors and a receiver/central processor).
There is a wide disparity in costs for the sensors depending upon what type of
information is sensed. Providing just the information proposed to be required by the
NPRM (tire pressure) would cost in the range of $5 to $10 per wheel (or $20-40 per
vehicle for this analysis). Some systems can sense tire pressure and air temperature
inside the tire.
The cost for the receiver/central processor depends upon whether the current vehicle
already has a receiver capable of receiving/processing the information coming from the
sensors or not. It is estimated that about 60 percent of vehicles currently have the
capability to receive the information (some in the form of a keyless remote entry system)
and process the information. With some software changes and adding a display, showing
tire pressure for all four tires individually, at a cost of about $25 per vehicle, these
systems with the added cost of sensors could meet the proposal. Other vehicles that
currently don’t have a receiver/central processor (about 40 percent of the vehicles),
would have to add them and the software and a display at an estimated cost of about $40
to $50 per vehicle.
An additional cost is the installation of the direct measurement system to the vehicle,
which is estimated to cost about $4 per vehicle.
VI-5
The agency also has a teardown study in progress performed by its contractor Ludtke &
Associates.1 Two direct measurement systems, the Beru tire pressure warning system
and the Johnson Controls system, have been torn down and costed out to date.
The Beru system is an expensive system that goes beyond the bare minimum needed to
pass the alternative. The Beru system is capable of providing a “soft warning” with an
amber telltale lamp when the inflation pressure drops 2.8 or more psi below the
recommended pressure, and a “hard warning” with a red telltale lamp when the underinflation
is 5.7 psi or greater below the recommended inflation pressure.
The costs of the Beru direct measurement system are broken into the following categories
(1 control unit at $130, 4 wheels electronic modules to measure tire pressure and transmit
the data at $33, 4 reception antenna at $26, 4 valves at $1, assembly at $4, and
miscellaneous costs at $6, for a total of $200).
The costs of the Johnson Controls direct measurement system are broken into the
following categories (1 control unit at $31, 4 wheels electronic modules to measure tire
pressure and transmit the data at $33, 1 reception antenna at $1, 4 valves at $1, assembly
at $2, for a total of $68)

--------------------------------------------------------------------------------------
توضیحات:
1- به دليل انكه گرداوري و ترجمه اين مقاله از چند مقاله و تحقيق مختلف بوده است امكان قراردادن متن هر پاراگراف انگليسي زير ترجمه ان نبوده است اما نهايتا كل متون انتخاب شده در اخر مقاله با رعايت ترتيب ترجمه اورده شده است .

2- از طرفي با توجه به انكه در بسياري از جاها براي فهم بهتر مطلب توضيحاتي از خودم داده ام ( بر اساس متن ) لذا گذاشتن متن انگليسي در انتها بعنوان راهكاري براي جذبه خواندن مقاله براي خواننده بوده است.
3- با توجه به انكه منبع اصلي اين تحقيق پژوهشي از طرف موسسه استانداردهاي امريكا بوده كه بعنوان يك پايان نامه تحقيقاتي بوده و حدودا 110 صفحه فايل PDF مي باشد چنانچه آن متون را بطور كامل نياز داشته باشيد خدمتتان ارسال خواهم كرد .

4- در اين ترجمه همچنان كه عنوان شده از عبارات و اصطلاحاتي استفاده شده كه بدليل عدم وجود معادل ان در فرهنگ لغت ما سعي شده بهترين ترجمه براي ان شده باشد مانند سنسور تسمه اي كه معادل لاتين ان Band-mounted Sensor مي باشد
5- در اين مقاله بجاي استفاده مداوم از اصطلاح سيستم هشدار فشار باد تاير بطور مختصر از اصطلاح سيستم "هفت " استفاده شده كه برگرفته از جايي نيست ( اختصاصي آكو فروم )