宝马轮胎压力监控系统(RDC)的工作原理

系统结构与功能


轮胎压力监控系统是一个在行驶模式下监控轮胎压力的系统。为此根据RDC控制单元的请求,在轮胎中以一定间隔测量轮胎压力和轮胎温度,并通过遥测技术经过一段高频传输距离将信号传送到RDC天线。RDC天线通过RDC总线把信号导回RDC控制单元。控制单元对接收的数据进行分析,并根据需要将信息继续传递给驾驶员。驾驶员以此得知有必要进行轮胎压力修正或可能爆胎。

轮胎压力监控控制单元对传送的各个轮胎的压力和温度值进行分析。此控制单元在需要时通过一个CC信息通知驾驶员。必要时,可通过人机接口(MMI)通过一项补充提示补充该信息。

RDC天线一般位于底板上。根据车型系列,该位置可能在车辆底板的前部区域(A柱横梁)或中部区域内。

4个RDC发射器安装在轮罩中的轮罩外壳下面。RDC发射器把控制单元的要求发送到车轮电子系统,于是实现双向通信。

车轮电子系统安装于轮辋深槽中。它与加注阀一起构成一个紧密的单元,就像一个螺纹阀门一样安装在轮辋中。车轮电子系统包括一个压力、温度和横向加速度传感器和一块蓄电池与一个发射极。车轮电子系统在轮胎首次充气时激活。测量值可根据请求或周期性地(每3s1次)通过一个发射极从轮胎中发送至RDC天线。当识别到压力出现某一变化时,可临时缩短此周期。当轮胎内温度高于120℃时,将关闭车轮电子系统;当冷却至低于110℃时,将再次接通。标准发送率为54s。发送率增高0.8s。蓄电池寿命约10年。

在不带-iDrive的车辆上,通过中央控制台开关中心内的一个按钮进行RDC复位。为此必须按下这个RDC按钮4s。在带-iDrive的汽车上,RDC复位通过菜单选项进行:

设置/车辆/TPM/复位。一般可在点火开关接通时或发动机接通时(仅在静止时)进行复位。

轮胎压力监控的主要功能是在行驶期间监控轮胎压力。驾驶员确定待监控的轮胎压力。通过-iDrive中的操作功能或通过RDC按钮,指示系统接受当前的轮胎压力作为额定压力(复位)。额定压力被系统接受前需进行可信度检测(比较同轴轮胎额定压力和最小压力)。只有当所有轮胎的轮胎压力至少达到1.6bar时,才能进行系统复位。如果车轮的轮胎压力低于该限值,将立刻发出警告。如果同轴轮胎的压力差大于0.4bar,则在可信度检查后将拒绝进行复位,发出警告。补救措施:将轮胎压力调整至正确值,然后重新进行复位。

触发学习过程(复位)后的内部过程:

① 各车轮自身识别:识别安装的车轮电子系统。

② 车轮位置配合:识别车轮电子系统。

③ 位置可信度检查:检测规定压力。

④ 接受规定压力作为额定压力。

在对当前轮胎压力与额定压力进行比较时要考虑车轮温度。系统根据标准化设置下的额定压力和温度计算出针对当前轮胎温度适用的压力极限值。温度每升高10℃,轮胎压力上升0.1bar。当低于根据温度算出的极限值时,轮胎压力监控通过驾驶员信息系统输出一个信息。

在下列情况下必须进行1次RDC系统复位:轮胎中的气压发生改变;使用了其他车轮组;该车轮组装备了正确的车轮电子系统;车辆上同轴车轮位置进行了更换。

只有拆下轮胎后才能检查是否安装了正确的车轮电子系统。很遗憾,由于技术原因不能通过诊断测试仪进行查询。

在控制单元功能(车轮1~5的测量值)复位过程中,在完成车轮配合之前始终提供默认值。为了能成功结束车轮配合,车轮必须旋转。

轮胎压力监控(RDC)是一个在行驶模式下监控轮胎充气压力的系统。它仅在美国(法定请求)且作为特殊装备(SA2VB)供应。新一代(第3代)系统只由5个组件构成:

RDC控制单元(带集成接收天线的控制单元)和4个车轮电子系统

宝马轮胎压力监控系统(RDC)的工作原理

轮胎压力监控系统部件 ▲


1—左前车轮电子系统;2—右前车轮电子系统;3—右后车轮电子系统;4—左后车轮电子系统;5—RDC控制单元

借助车桥分配和旋转方向识别可将车轮电子系统的身份识别(ID)分配到一个特定的安装位置。

RDC控制单元安装在靠近后桥处,于是前桥和后桥车轮电子系统的信息的接收强度明显不同。车轮电子系统的平均接收强度表明车桥分配。因为RDC控制单元安装在车辆后部区域内,所以后桥车轮电子系统的接收电平高于前桥车轮电子系统的接收电平。目前车桥分配与旋转方向识别同时进行。在计算接收强度时只考虑同向旋转的车辆(各一个车辆侧)。

车轮电子系统具有一个用于识别旋转和旋转方向的组合加速传感器。此识别在启动过程中或在行车过程中进行。识别到旋转时,将发送信息。在此信息中有一个辅助信息,通过它向RDC控制单元传送旋转方向。旋转方向的识别结果可为如下状态:静止状态、顺时针方向、逆时针方向、未知。

RDC控制单元负责处理车轮电子系统发送的信息。车速达到20~30km/h时,每个车轮电子系统会发出以下信息:轮胎充气压力、轮胎充气温度、蓄电池剩余的使用寿命。

加速传感器数据和车轮电子系统的身份识别(ID)这些信息将通过高频传输距离(433MHz)直接传输给RDC控制单元并在其中进行分析。车轮电子系统的测试周期为3s,向RDC控制单元的发射过程每30s进行1次。这些信息的当前状态将发送至控制器区域网络总线(K-CAN)并在那里转换成可以从显示仪表中看出的形式。RDC控制单元的安装位置在后桥后面车辆底板的外部区域内。

宝马轮胎压力监控系统(RDC)的工作原理

加速度传感器 ▲

1—4芯插头连接;2—RDC控制单元;3—支架

在RDC控制单元失灵时,预计出现以下情况:检查控制信息,指示灯和报警灯亮起。

在所有车轮内,都在轮辋深槽内安装了车轮电子系统。车轮电子系统用螺栓连接在加注阀上(金属制造)。所有车轮电子系统是相同部件。有效工作温度介于-40~+125℃之间。车轮电子系统监控轮胎内的温度。当温度高于115℃时,RDC转为一个功能度有限的模块,可能会关闭硬件。

车轮电子系统在静止状态下执行循环滚动识别,以便识别启动过程。在启动过程中,测量周期为3s。在行车过程中,执行测量周期为60s的重复循环滚动识别,以便确认以及退出行驶模式。

宝马轮胎压力监控系统(RDC)的工作原理

车轮胎压传感器:1—车轮电子系统

车轮电子系统定期(每隔3s)测量轮胎充气压力和车轮电子系统内的温度。这些测量值将自动按照一定的发射过程(每隔30s)从轮胎发送给RDC控制单元。在2次相邻的压力测量之内的压力变化大于0.2bar时或存在快速轮胎充气压力损失时,车轮电子系统立即过渡到快速发送模式。在这种情况下,车轮电子系统按短间隔(1s)从轮胎中测量和发送测量值。每个车轮电子系统都配有一个自己的身份识别(ID),以供RDC控制单元进行识别。这个身份识别在每次数据传输时会同时传递。

通过一个锂离子蓄电池为车轮电子系统供电。设计使用寿命为10年左右。为了避免对蓄电池的充电状态造成不必要的负荷,车轮电子系统以5个不同的运行状态工作。车轮电子系统以何种运行状态(模式)进行测量或发送无线电信号取决于轮胎充气压力和轮胎充气温度。

模式:说明

0:轴承座

1:停车模式和行驶模式的标准发送模式

2:识别到快速压力变化后的快速发送模式

3:因温度过高而关闭前的快速发送模式

4:启动过程中的旋转方向识别

车轮电子系统由一个塑料壳体构成。在这个塑料壳体内的线路板上有以下部件:压力传感器、温度传感器、加速传感器、发射和接收装置、电子分析装置、蓄电池。

在车轮电子系统失效时,预计出现以下情况:RDC控制单元内出现故障代码存储记录、检查控制信息、指示灯和报警灯亮起、车轮电子系统的蓄电池无法更换。

是否安装了车轮电子系统,只能从外部的铝质轮胎充气阀处直观地识别;是否安装了正确的车轮电子系统,只能通过拆下轮胎检查。很遗憾,由于技术原因不能通过诊断系统进行查询。

无法禁用业已激活的车轮电子系统。车辆较长时间停放时(超过5min),车轮电子系统不会发出无线电信号。只有以超过30km/h的速度行驶时车轮电子系统才会进入发送模式。


02

系统初始化


在下列情况下必须对轮胎压力监控进行1次初始化设置:更改轮胎充气压力、更换整组车轮、更换的车轮必须装备了正确的车轮电子系统、在车辆上更换同轴车轮。

进行初始化设置时,当前的轮胎充气压力将被接收为额定压力规定。

驾驶员应自己负责在车轮处于冷态时根据操作说明调整轮胎充气压力。根据车型系列,可以在不同操作点进行初始化设置:中央信息显示器(CID)操作、通过转向摇臂进行组合仪表(KOMBI)操作、车用收音机操作、按钮操作。

此操作必须在车辆静止且总线端K.l15接通时进行。RDC通过组合仪表、车用收音机或CID中的显示确认初始化设置,直到初始化设置结束都能观看信息。在初始化设置结束时,所有报警灯熄灭。

RDC控制单元负责检查标准值的可信度(最小压力)。当所有车轮的轮胎充气压力至少达到1.6bar时,才能进行初始化设置。当某个车轮的轮胎充气压力低于该极限值时,将立即输出一条检查控制信息。

补救措施:将轮胎充气压力调整到正确值,然后重新进行初始化设置。如果在更换车轮或更新车轮电子系统后忘记初始化设置,配备控制中心的车辆将会要求驾驶员进行初始化设置。

触发初始化设置(复位)后的内部过程:识别安装的车轮电子系统;车轮电子系统的位置识别;通过将额定压力与最小压力进行比较,检查其可信度;将规定压力接受为额定压力。

温度每升高10℃,轮胎充气压力提高0.1bar。当低于根据温度算出的极限值时,轮胎压力监控输出一条检查控制信息。

初始化设置过程中,在完整地分配车轮之前存在替代值(如6.4bar;127℃)。

为了能够成功完成车轮分配,必须以大于30km/h的车速行驶至少12min。


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