TPMS – система мониторинга давления в шинах
1. Кровавая история Firestone.
В конце 90х годов более 100 автомобилей Ford Explorer обутых в Firestone попали в смертельные ДТП из-за низкого давления в шинах с последующим их перегревом и разрушением протекторной части на высокой скорости. Тогда, из-за нарушения технологии производства шин (так признал суд) погибло около 100 человек! Вдумайтесь в эти цифры. После этого случая конгресс США серьезно задумался о необходимости обязательного использования систем TPMS. Первые обязательные внедрения систем начались в 2005 году (устанавливались в новые модели автомобилей).
Т.е., как видите, необходимость использования TPMS написана кровью.
2. Два вида TPMS.
INDIRECT (iTPMS) – косвенный контроль.
Спущенное колесо определяется за счет системы ABS. Принцип прост. Дело в том, что ABS умеет быстро и точно определять скорость вращения каждого колеса. А диаметр спущенного колеса меньше, а значит, и скорость вращения спущенного колеса будет немного больше. Этого «больше» достаточно, чтобы система определила спущенное колесо.
Недостатки системы:
1. Низкая точность. Потеря давления менее 0.5 бар обычно не фиксируется. Точность зависит от настроек системы и типоразмера колеса. Так, при снижении давления на 0.7 бар, диаметр колеса с низкопрофильной шиной обычно уменьшается менее чем на 1мм, а большинство систем АБС не могут уловить эту разницу.
2. Большая длительность определения спущенного колеса, и происходит это только в процессе движения. Т.е. начав движение на полностью спущенном колесе, прежде чем система оповестит о спущенном колесе, шина придет в полную негодность.
3. Необходимость производить калибровку шин (кнопка сброса) при замене шин, при изменении в них давления.
4. В некоторых случаях (только второе поколение iTPMS) – невозможность установить колеса других размеров.
5. Эта система, по своей природе, не владеет информацией об абсолютных значениях давления в колесах, т.е. она даже примерно не знает какое давление в шине, может лишь указать на отклонения от среднего значения всех шин. А зачастую даже не всех, а только на одной оси. А если одновременно пробить все шины на автомобиле, то система iTPMS об этом может даже не узнать.
iTPMS второго поколения задействует, в том числе, датчик температуры окружающего воздуха, датчик положения руля, крутящий момент двигателя и колебательную амплитуду каждого отдельного колеса с помощью датчика ABS. iTPMS второго поколения умеет определять полностью спущенное после стоянки колесо за 10 секунд.
Конечно же, у iTPMS есть преимущества – отсутствие дополнительных механизмов (нечему ломаться), дешевизна, возможность переобуваться в любом сервисе.
Возможные причины некорректной работы iTPMS:
1. используются шины не рекомендованного типоразмера
2. на разные колеса установлена резина разного размера или моделей
3. колеса имеют различное сцепление с дорогой
4. используется запасное колесо-«докатка»
5. используются колеса с цепями противоскольжения
6. давление в шинах значительно превышает номинальное
7. давление в шине резко снизилось вследствие прокола
8. не произведена предварительная настройка системы
9. автомобиль движется по неровной или по обледенелой дороге
10. автомобиль движется со скоростью ниже 30 км/ч
11. при коротких поездках (продолжительностью до 5 минут)
DIRECT (dTPMS) – прямой контроль.
При данной системе в каждом колесе установлен датчик давления (сенсор) и система получает абсолютные значения давления в каждой шине.
В современную систему DIRECT входит три основных компонента:
1. Датчики давления (сенсоры) – один датчик внутри каждого колеса. Датчики непрерывно собирают информацию о давлении и температуре в шине, а также о значении углового ускорения, и отправляют информацию на приемник.
2. Приемник – антенна или сеть антенн, с помощью которых происходит обмен данными между датчиками и блоком управления TPMS. В зависимости от конструкции, приемник может быть один общий, или 4 штуки, т.е. в каждой колесной арке своя антенна. Кстати, обмен информацией происходит на радиочастоте (но никак не Bluetooth и Wi-Fi).
3. Блок управления (ECU) – непосредственно, компьютер, управляющий всей системой TPMS (сбор, обработка и вывод информации на экран).
3. Датчики давления.
Датчик собирает аналоговую информацию с акселерометра, термометра и манометра. Преобразует это в цифровые значения и отправляет на приемник на частоте 433 или 315 МГц вместе со своим ID. Если ID есть в памяти контроллера, что значения принимаются.
315МГц – для рынка Америки
433МГц – для рынка Европы
Частота, на которой будет работать датчик, закладывается в датчик на этапе его производства. Если на теле датчика написано 433МГц, то он не сможет работать в автомобиле, изготовленном для американского рынка. При этом существуют универсальные датчики, которые работают на обеих частотах.
Современный датчик состоит из:
1. Манометр. Измеряет давление в шине.
2. Термометр. Измеряет температуру в шине. Информация используется, в том числе, для корректировки погрешностей.
3. Акселерометр. Измеряет угловые ускорения. Информация используется для отключения датчиков в режиме покоя (для экономии энергии), а также для обеспечения автопривязки в системах WAL и PAL (прим. BMW, MB, VW). Но наличие и вид акселерометра зависит от самого датчика.
4. Преобразователь сигнала
5. Передатчик с антенной
6. Элемент питания
Срок службы датчиков давления. Срок службы датчиков во многом обусловлен производителем самого датчика, типом TPMS, в котором датчик работает (неоригинальные датчики могут долго работать в одном автомобиле и очень быстро разрядиться в другом), интенсивностью использования автомобиля, а также климатические условия. В среднем, этот срок составляет от 5 до 10 лет или до 200 тыс. км пробега.
