Система контроля давления в шинах – назначение, устройство, принцип работы
Главная » Электрооборудование » Система контроля давления в шинах
Система контроля давления в шинах (TPMS, Tires Pressure Monitoring System) предназначена для предупреждения об опасном изменении давления в шинах. Данная система предлагается в качестве опции при покупке автомобиля. Систему также можно приобрести и установить отдельно. Система TPMS устанавливается на автомобили с 2000 года. В настоящее время наличие системы контроля давления в шинах является обязательным в ряде европейских и азиатских стран, а также в США.
Различают два вида систем контроля давления в шинах: косвенного и прямого измерения давления. Наиболее простой с точки зрения конструкции является система косвенного измерения давления, представляющая собой программное расширение блока управления системы ABS. Принцип работы данной системы основан на том, что спущенное колесо имеет меньший радиус и соответственно проходит за один оборот меньшее расстояние, чем исправное колесо.
Датчики частоты вращения колес системы ABS определяют отрезок пути, проходимый каждой шиной за один оборот. Сигналы датчиков сравниваются в блоке ABS с контрольными параметрами. При расхождении значений, загорается индикатор (контрольная лампа) на панели приборов и подается звуковой сигнал.
В системе предусмотрена адаптация к изменению параметров давления воздуха в шинах в случае их замены или проведения сервисных работ на ходовой части – т.н. калибровка системы. При движении в новом качестве система оценивает и запоминает параметры шин. Процесс калибровки постепенно переходит в контроль новых параметров давления в шинах.
Преимуществами системы косвенного измерения давления в шинах является отсутствие дополнительных конструктивных элементов и связанная с этим низкая цена. Вместе с тем система имеет существенные ограничения в эксплуатации, в том числе не определяет давление перед началом движения, имеет низкую точность и высокий порог (30%) определяемого отклонения давления.
Система прямого измерения давления предполагает измерение давления в каждом колесе с помощью соответствующего датчика. Система включает датчики давления в шинах, приемную антенну (антенны), блок управления и дисплей.
Датчик давления в шинах представляет собой сложное устройство, объединяющее датчик давления, датчик температуры, электронный компоненты измерения и управления, аккумулятор и передающую антенну.
Датчик устанавливается на каждое колесо вместо штатного вентиля. Информация от датчика передается импульсами с периодичностью, как правило, одна минута. Аккумулятор поддерживает работоспособность датчика в течение 7-10 лет. После разрядки аккумулятора старый датчик заменяется на новый.
Приемная антенна осуществляет прием сигналов от датчиков давления и передачу их в блок управления. В качестве приемной антенны может использоваться антенна центрального замка автомобиля. На некоторых автомобилях устанавливается расширенная версия системы контроля давления, в которой для каждого датчика применяется индивидуальная антенна.
Блок управления принимает информацию от датчиков и сравнивает полученные данные с контрольными параметрами давления. В случае падения давления загорается индикатор (контрольная лампа) на панели приборов, подается звуковой сигнал. Данные сигналы указывают, что в какой-то шине давление снизилось ниже допустимого уровня. При этом водитель должен остановить транспортное средство, проверить давление в каждой шине и определить спущенную шину.
В расширенной версии системы контроля давления в шинах помимо сигналов выводится текстовая и графическая информация на дисплей. При наличии бортового компьютера для отображения информации о давлении в шинах используется дисплей компьютера. Представляемая информация позволяет выявить шину, в которой снизилось давление, а также оценить фактическое давление в ней.
Система контроля давления в шинах прямого измерения позволяет оценивать незначительное, сильное, а также внезапное изменение давления.
В системе предусмотрена адаптация к изменению параметров в случае их замены шины или датчика давления. В большинстве современных систем адаптация производится автоматически при движении автомобиля с определенной скоростью в течение определенного времени. Ряд конструкций систем TPMS после замены шин (датчиков) предполагают перепрограммирование с помощью специального сканера.
Система контроля давления в шинах автомобиля
Такие системы могут быть с использованием датчиков и радиосигнала, по определению изменения радиуса колес и др.
Система контроля давления воздуха в шинах с использованием специального контрольного устройства (колпачков Easy Control). Наиболее простым и дешевым способом постоянного контроля давления в шинах является установка на колесе вместо штатного колпачка ниппеля специального контрольного устройства. Так, например, применение колпачков Easy Control бельгийской компании Environix позволяет быстро узнать, не упало ли давление в колесе: достаточно просто взглянуть на цвет колпачка.
Если он остается зеленым — то давление в норме, станет желтым — необходима более точная проверка, а если покраснеет, то шины необходимо срочно подкачать.
Рис. Колпачки Easy Control для контроля давления воздуха в шине.
Система контроля давления воздуха в шинах с использованием радиосигнала состоит из датчиков давления воздуха навинченных на металлические корпуса вентилей, от которых передается радиосигнал на приемную систему, передатчиков, устанавливаемых обычно в арках колес, электронного блока управления. В крыше находится приемная антенна системы контроля давления. Некоторые производители вместо передатчиков устанавливают антенны в арках колес.
Рис. Система контроля давления воздуха в шинах:
1 — датчик давления воздуха в шине; 2 – электронный блок управления давления воздуха в шинах; 3 – передатчики системы контроля давления воздуха в шинах; 4 – приемная система контроля давления воздуха в шинах
Рис.
Датчик давления воздуха в шине:
1 – передающая антенна; 2 – чувствительные элементы датчиков и температуры; 3 – электронные элементы измерения и управления; 4 – элемент питания
Датчик давления воздуха в шине:Датчик давления измеряет текущее (абсолютное) давление в шине. Чувствительные элементы датчиков давления и температуры, а также электронные элементы измерения и управления объединены в общем корпусе.
Датчики давления могут быть многократно использованы при замене шин или дисков колес.
Внутри колеса может устанавливаться чип, в память которого закладываются все данные о шине – ее тип, размерность, допустимая нагрузка, рекомендуемое давление, максимальная скорость, дата изготовления.
Рис. Шина с установленным чипом:
1 – вентиль; 2 – обод колеса; 3 – чип; 4 – шина
Принцип действия системы контроля давления воздуха в шинах
Контроль давления в шинах осуществляется постоянно как при движении автомобиля, так и при остановке. При открывании двери водителя или включении замка зажигания начинается процесс инициализации системы.
При этом блок управления с небольшой разницей по времени присваивает каждому передатчику системы контроля давления в шинах и приемной антенне специальный адрес. По окончании инициализации каждый передатчик последовательно друг за другом получает сообщение от блока управления. Затем передатчик с присвоенным ему адресом однократно посылает радиосигнал частотой 125 кГц. Этот радиосигнал из-за его малого радиуса распространения может принять только соответствующий датчик системы контроля давления в шинах. Датчик по команде сигнала передает текущие измеренные значения давления и температуры. Антенна принимает этот сигнал и по LIN-шине передает его на блок управления. После этого связь прекращается до момента начала движения автомобиля. Температурный сигнал используется для введения поправки к величине давления, связанной с изменениями температуры воздуха в шине, а также в качестве диагностируемого параметра. Температурная поправка производится блоком управления системой контроля давления в шинах.
При этом измеренные значения давления приводятся к температуре 20 °C.
Для определения движения датчики системы контроля давления в шинах снабжены центробежными датчиками для распознавания вращения колес. При начале движения привязка датчиков к положению колес проходит в течение 2 минут. При достижении скорости 20 км/ч и выше каждый датчик автоматически и без сигнала от соответствующего передатчика передает измеренные им значения. Посланный радиосигнал содержит информацию о соответствующем датчике. Благодаря этому блок управления может различать отдельные датчики и их местоположение в автомобиле. В нормальном режиме эксплуатации каждый передатчик посылает сигнал каждые 30 сек.
Если датчик распознает быстрое изменение давления (>0,2 кгс/см2), то он автоматически переключается в режим учащенного измерения и передачи данных и передает текущие измеренные значения каждую секунду.
Управление и индикация системы контроля давления воздуха в шинах
Управление системой осуществляется через мультимедийный интерфейс и отображается на специальном дисплее информационной системы водителя.
Система может распознавать следующие состояния давления воздуха в шинах: медленное падение давления, о чем этом водителю заблаговременно сообщается о необходимости подкачки шины; резкое падение давления, о чем водителю сообщается при движении автомобиля; чрезмерное падение давления при стоянке, о чем водителю сообщается сразу после включения зажигания.
Если в шинах изменялось давление, например в случае подкачки, или в случае перестановки колес, необходимо вводить параметры номинального давления.
Рис. Индикация показателей давления воздуха и температуры в шинах
Если давление в шинах снижается более чем на 0,5 кгс/см2 (бар) на дисплее загорается информация, подсвечиваемая красным светом. При снижении давления на 0,3 кгс/см2, информация подсвечивается желтым светом.
Информация о снижении давления может оповещаться контрольной лампой в комбинации приборов и однократным акустическим сигналом при каждом включении зажигания.
Принцип работы системы контроля давления воздуха в шинах по определению изменения радиуса колес состоит в следующем.
Если из шины выходит воздух, участок пути, проходимый шиной за один оборот, становится меньше. Из-за этого для прохождения определенного расстояния шине с уменьшенным давлением придется совершить большее число оборотов по сравнению с шиной с нормальным давлением. Число оборотов регистрируется датчиком и оценивается блоком управления системы курсовой устойчивости ESP. Благодаря этому блок управления распознает уменьшение давления в шине. Недостатком такой системы является то, что при определенных режимах движения, например, при быстром прохождении поворотов, движении по плохой дороге, начале движения и торможении оценка измеряемых величин давления является неточной.
Рис. Изменения радиуса колеса при изменении давления воздуха в шине:
R1 – радиус колеса при нормальном давлении воздуха в шине; R2 – радиус колеса при пониженном давлении
Как сбросить индикатор давления в шинах
Перейти к основному содержанию* Указывает обязательное поле
Скрыть Показать
Продайте/обменяйте нам свой автомобиль | Кликните сюда, чтобы узнать больше
Индикатор давления в шинах служит важным напоминанием о необходимости восстановить давление в шинах автомобиля, когда оно падает.
Вы должны пытаться сбросить свет только после того, как сначала устраните давление в шинах в каждой шине. Как только ваши шины находятся под соответствующим давлением, индикатор может погаснуть сам по себе. Если он не отключается сразу, езда со скоростью 50 миль в час в течение примерно 10 минут должна помочь сбросить датчик давления в шинах.
Если индикатор давления в шинах все еще горит, вы можете попробовать еще несколько приемов:
- Включите ключ от машины, но не заводите автомобиль. Нажмите и удерживайте кнопку сброса TPMS, пока индикатор давления в шинах не мигнет три раза. Отпустите кнопку и заведите машину. Свет должен погаснуть в течение 20 минут.
- Отсоедините положительный кабель аккумуляторной батареи, когда автомобиль выключен. Включите автомобиль и нажмите на звуковой сигнал в течение трех секунд, чтобы разрядить оставшуюся энергию. При повторном подключении аккумулятора индикатор давления в шинах должен погаснуть.
- Накачайте все шины (включая запасную) до давления 3 фунта на квадратный дюйм, затем полностью спустите их. Снова накачайте шины, чтобы помочь сбросить свет.
- Принесите свой автомобиль в наш сервисный центр для получения профессиональной помощи.
TPMS это то же самое, что индикатор давления в шинах?
Изображение из Unsplash от introspectivedsgn.TPMS означает систему контроля давления в шинах. Индикатор давления в шинах является одним из компонентов этой электронной системы, обеспечивающим визуальное оповещение о низком давлении в шинах. Система TPMS контролирует давление в шинах косвенным или прямым методом.
Косвенная система TPMS измеряет скорость вращения каждого колеса. Если колесо начинает вращаться быстрее, чем ожидалось, система сигнализирует компьютеру вашего автомобиля, что что-то не так с вращением шин, и загорается индикатор давления в шинах. Вы должны вручную сбросить монитор в косвенной системе TPMS.
Система Direct TPMS использует датчики контроля давления в каждой шине для точного контроля давления в шинах. Это более точная альтернатива косвенной системе TPMS. Батареек внутри этих датчиков хватит примерно на 10 лет. Системы Direct TPMS сбрасываются автоматически после накачки или перестановки шин. Вам необходимо повторно синхронизировать эти датчики, когда вы получаете новые шины, для чего требуется специальный инструмент.
Может ли холодная погода вызвать загорание индикатора давления в шинах?
Да, холодная погода влияет на давление воздуха в шинах. Ваши шины теряют один или два фунта на квадратный дюйм (PSI) на каждые 10 градусов снижения температуры. Холодный воздух конденсируется, а теплый расширяется. Поэтому более холодный воздух в ваших шинах будет занимать меньше места при более низких температурах.
Вы можете обнаружить, что индикатор системы TPMS загорается только на короткое время утром в особенно холодные дни. Примерно через 20 минут вождения воздух часто нагревается и расширяется, восстанавливая надлежащее давление в шинах.
Если индикатор не гаснет после 20 минут в пути, вам следует накачать шины по мере необходимости, чтобы восстановить надлежащее давление. Низкое давление в шинах опасно для вашего автомобиля независимо от причины.
Почему горит индикатор давления в шинах, когда с шинами все в порядке?
Когда горит индикатор давления в шинах, первое, что вы должны сделать, это проверить давление в каждой из ваших шин, включая запасную. Ознакомьтесь с рекомендациями производителя, чтобы определить подходящее давление для каждой шины. Обычно это от 30 до 35 фунтов на квадратный дюйм, но может варьироваться. Вы должны измерять давление в шинах, когда шины холодные, что означает, что они не ездили в течение последних трех часов.
Чтобы проверить давление, просто отвинтите крышку вентиля и вставьте манометр в шток вентиля. Манометр обеспечит четкое чтение. Замените крышку клапана, когда закончите. Если все ваши шины находятся под соответствующим давлением, это свидетельствует о неисправности системы TPMS.
Доставьте свой автомобиль в авторизованный сервисный центр дилера для диагностики и устранения проблемы.
Можно ли ездить с горящим индикатором давления в шинах?
Если горит индикатор давления в шинах, необходимо как можно скорее проверить давление в шинах. Низкое давление в шинах создает серьезную опасность на дороге. По данным Национальной администрации безопасности дорожного движения, в 2017 году в авариях, связанных с шинами, погибло 738 человек. Когда давление в шинах низкое, шина имеет больший контакт с дорогой. Это может привести к перегреву шины, что приведет к отделению протектора, чрезмерному износу шины или ее разрыву.
Низкое давление в шинах также снижает расход топлива. Вы можете сэкономить до 11 центов на галлон, просто поддерживая правильное давление в шинах. Вы также сэкономите деньги на замене шин с адекватным давлением. Правильно накачанные шины могут увеличить средний срок службы шины на 4700 миль.
Индикатор контроля давления в шинах дает ценную информацию, и его нельзя игнорировать.
Нужно ли заменять систему TPMS при покупке новых шин?
Вам не обязательно заменять датчики TPMS новыми шинами, но сейчас самое время проверить их и убедиться, что они все еще в хорошем состоянии. Если у вас есть непрямая система TPMS, вашему механику потребуется вручную сбросить датчики после замены шин. Если у вас есть прямая система TPMS, никакого дополнительного обслуживания для сброса системы не требуется.
Срок службы новой системы TPMS обычно составляет около 10 лет, прежде чем разрядятся батарейки. Если у вас старый автомобиль, вам могут понадобиться новые датчики каждые пять или шесть лет. Ваш механик может посоветовать вам лучшее время для замены датчиков TPMS для вашего автомобиля. Когда устанавливаются новые датчики, система должна повторно изучить местоположение каждой шины, что требует серии подробных технических процедур. Вы должны доверить эту задачу профессионалу.
Если вам требуется шиномонтаж для вашей Toyota, обращайтесь в Kings Toyota за быстрым и надежным обслуживанием.
Сделать запрос
* Указывает обязательное поле
Имя*
Фамилия*
Свяжитесь со мной по*
Телефон электронной почты
Что такое система контроля давления в шинах (TPMS)? Как это работает?
В современном автомобиле есть много устройств/предметов безопасности, таких как подушки безопасности, ремни безопасности, ABS и т. д., которые помогают нам безопасно добраться до места назначения. Одной из таких функций, которая привлекает большое внимание как производителей, так и клиентов, является система контроля давления в шинах или TPMS. Первоначально это была роскошь, но в начале 19-го века в США наблюдался высокий уровень отказов некоторых марок шин.
90-е (и закон, последовавший за этим инцидентом) заставили автопроизводителей добавить функцию TMPS. Но что такое система контроля давления в шинах? Как работает система контроля давления в шинах? Мы увидим более подробную информацию о TMPS в этом руководстве.
Описание
Введение
Шины являются одним из важнейших компонентов автомобиля. Но, к сожалению, они также являются одной из самых игнорируемых частей автомобиля многими владельцами/водителями. Плохо накачанная шина является не только проблемой безопасности, но также влияет на производительность автомобиля, экономию топлива и срок службы шин.
Поддержание хорошего (и надлежащего) давления в шинах в соответствии с рекомендациями производителя обеспечит комфортную езду. Давление в шине может упасть из-за любых посторонних предметов, таких как гвозди, из-за неисправных клапанов, плохой резьбы или даже из-за старения шин.
Каждый автовладелец должен регулярно контролировать и поддерживать давление в шинах своего автомобиля.
Чтобы помочь им в этом, несколько производителей интегрируют в автомобили систему контроля давления в шинах (TPMS).
Что такое система контроля давления в шинах (TPMS)?
TPMS или система контроля давления в шинах, как следует из названия, контролирует давление во всех шинах автомобиля и, если в какой-либо из шин давление низкое, загорается сигнальная лампа на приборной панели. В соответствии с Законом о TREAD (Отчетность и документация об улучшении отзыва транспорта) от 2000 г., все новые автомобили в США с 2008 г. должны быть оснащены системой TPMS.
Некоторые устройства TPMS имеют датчик, установленный на каждом штоке клапана, в то время как другие устройства имеют датчик, прикрепленный к центру каждого обода, при этом основной датчик находится прямо напротив штока клапана.
Независимо от положения датчика, все они обнаруживают изменения давления в шинах, и если оно падает ниже определенного значения, то блоки датчиков отправляют РЧ-сигнал на приемник, который обычно находится под приборной панелью.
Этот приемник связывается с ЭБУ автомобиля и активирует сигнальную лампу на приборной панели.
Большинство современных реализаций TMPS на самом деле лучше, поскольку вы можете видеть фактическое давление в каждой отдельной шине прямо на приборной панели (обычно на небольшом мультиинформационном дисплее) или на информационно-развлекательном экране.
Необходимость в TMPS
Недокачанные шины являются одной из основных причин аварий. Когда давление низкое, шина повреждается, и эта поломка увеличивает тормозной путь или приводит к тому, что транспортное средство выходит из-под контроля. Расстояние между ободом и землей составляет около 10 см, которое покрыто слоями воздуха и покрышки. Из-за такой конструкции многие водители не могут правильно оценить давление в шинах.
Система контроля давления в шинах помогает водителям, предупреждая их о недостаточном давлении в шинах. Эта система стала обязательной в нескольких странах/автомобильных рынках, таких как США, Европейский Союз, Южная Корея, Россия, Индонезия и т.
д. Мы надеемся, что еще несколько стран попытаются ввести эту функцию безопасности как можно быстрее.
Как работает система контроля давления в шинах?
Чтобы понять, как работает типичная система контроля давления в шинах или TPMS, нам нужно сначала взглянуть на различные типы TPMS. Мы можем разделить TPMS, доступные сегодня, на два типа:
- Прямая TPMS
- Непрямой TPMS
В прямой системе TPMS каждая шина имеет собственный датчик давления, прикрепленный либо к штоку клапана (изнутри), либо к центру обода. Этот датчик давления постоянно контролирует давление в шинах, и результаты отображаются на дисплее водителя.
С другой стороны, непрямая система TPMS использует датчик скорости вращения колеса ABS для измерения скорости всех шин и сравнения различий между ними. Эта система не самая точная и подходит для скоростей до 60 миль в час.
Теперь мы больше узнаем об этих двух системах и поймем, как работает система контроля давления в шинах.
Прямая TPMS
Прямая система контроля давления в шинах (dTPMS) состоит из четырех модулей шин, прикрепленных к задней части штока клапана (изнутри) четырех шин. Модуль шины представляет собой комбинацию трех компонентов.
- Пьезорезистивный датчик давления
- ИС обработки/формирования сигналов
- РЧ-передатчик
Датчик давления представляет собой компонент МЭМС (микроэлектромеханической системы), состоящий из кремниевой диафрагмы, зажатой между двумя слоями стекла. Изменения давления вызывают изгиб диафрагмы, и другие компоненты будут измерять это механическое напряжение.
Если вы знакомы с датчиками и преобразователями, их выход очень низкий, обычно в микровольтах. ИС обработки сигнала будет усиливать этот сигнал, а также преобразовывать его в цифровое значение.
Затем интегрированный или дискретный УВЧ-передатчик (на основе SAW или PLL) будет передавать данные на приемник. Простой способ реализовать блок приемника TPMS — интегрировать его с системой удаленного доступа без ключа, поскольку они имеют схожие функции (а также для снижения стоимости).
Блок приемника связывается с ЭБУ и отображает давление в шинах на дисплее водителя.
Непрямой TPMS
В то время как система прямого контроля давления в шинах использует отдельные и специальные датчики давления для каждой шины, система косвенного контроля давления в шинах (iTPMS) полагается на существующую ABS (антиблокировочную тормозную систему) для определения давления в шинах. Но как это возможно?
Мы знаем, что одной из важных задач датчиков ABS является определение скорости вращения. Косвенная TPMS использует эти данные. Поскольку скорость вращения шины прямо пропорциональна ее давлению, шина с низким давлением имеет меньший диаметр.
iTPMS вычисляет разницу между скоростями вращения шин и определяет, имеет ли шина низкое давление или нет.
Несмотря на то, что непрямая TPMS менее затратна в реализации, чем прямая система контроля давления в шинах, точность не так высока, и она работает лучше, только если автомобиль имеет 4-канальную АБС. Вы можете легко установить систему Indirect TPMS в автомобиль с 4-канальной системой ABS по значительно меньшей цене, чем система Direct TPMS.