Что такое система контроля давления в шинах (TPMS)

Автор: Евгений Живоглядов. Дата публикации: 22 июня 2022. Категория: Автотехника.

Датчики давления в шинах давно перестали быть модным девайсом. Для современного водителя это де-факто — must-have (необходимость), особенно при эксплуатации авто зимой. Подтверждение тому – тенденция штатной установки подобных систем контроля на всех импортных ТС среднего и премиального класса.

В новой дорогой машине датчик проверки давления воздуха уже присутствует или устанавливается опционально. Владельцы же отечественных «лошадок» или бюджетных моделей могут позаботиться о наличии полезного гаджета самостоятельно. Современный рынок автомобильной электроники предлагает массу универсальных решений, среди которых радиочастотная электронная интеллектуальная автономная система (Tire Pressure Monitoring Sistem, или кратко TPMS). Контроллеры давления в колесах – пользуется самым высоким спросом.

Что дает TPMS водителю?

1. Возможность оперативно отреагировать на прокол.
2. Сэкономить топливо за счет поддержания эффективного уровня давления.
3. Душевное спокойствие за то, что перед началом движения не проверил колеса (при запуске двигателя контроллеры автоматически обнаружат качественно значимые минимальные потери давления воздуха в шинах).

Классы, виды и типы датчиков

Каталог доступных универсальных систем проверки давления шин представлен достаточно широко. Делят их по двум основным признакам. Первый, это способ монтажа.

1. Внешняя TPMS, она же Direct System. Контроллеры напоминают обычные «колпачки», которые накручиваются на ниппель за 10 секунд. Их большой плюс – простота установки и малый вес (9,6–10 г). Первое дает возможность использования системы без разбортовки/забортовки шин. Второе — отпадает необходимость балансировки колес.

1. Встраиваемые устройства (Indirect). Такое устройство монтируется только с разбортовкой и забортовкой, поскольку контроллер крепится к скату колесного диска при помощи специальных хомутов. Весят они больше внешних контроллеров, потому после монтажа потребуется дополнительное действие – балансировка.

По полноте выводимой информации системы делят на высокий и низкий класс. Во втором случае на монитор (или дисплей смартфона/планшета) выводится только сигнал тревоги, а источник проблемы не указывается. Модели высокого класса кроме сигналов опасности способны показать еще и уровень давления воздуха, и поврежденное колесо, что значительно упрощает действия водителя.

Разработчики данных технологий отдельно предлагают TPMS для грузовых автомобилей, мотоциклов, легковых машин. Также есть универсальные варианты (которые подходят для всех автомобилей) и индивидуальные под заданную модель автомобиля.

Принцип работы

Существует несколько различающихся по принципам замера систем контроля.

1. Косвенное определение потери давления по изменению количества оборотов в единицу времени одним из колёс. Измеряется через сигнал антиблокировочной системы (АБС) тормозов. Если три колеса вращаются одинаково, а четвёртое быстрее, значит у него уменьшился радиус качения за счёт изменения формы при проколе. По отклонению от нормы можно даже с определённой погрешностью посчитать абсолютную величину давления, хотя ненадёжно и условно.
2. Тоже косвенно, но уже используя показатель, прямо зависящий от давления. Контроллер АБС выделяет частоту собственных колебаний системы покрышки и находящегося в ней воздуха. Данная величина зависит от давления, которое и удаётся рассчитать при помощи микроконтроллера. Сложно, но работает.
3. Прямое измерение давления датчиком, расположенным на ободе колеса. Его можно крепить изнутри в зоне вентиля или даже оформить в виде крышки, придавливающей золотник. Прибор удерживает воздух и испытывает при этом нагрузку, которая преобразовывается в электрический сигнал.

Последний вариант наиболее распространён, датчики устанавливаются на колёса дорогих автомобилей, а также тюнинга в бюджетный сегмент.

Каждый передаёт телеметрическую информацию посредством радиосигнала в общий блок. Там она дешифруется, выделяется номер прибора и величина давления. Компьютер знает, где какой источник расположен, поскольку при их инициализации была проведена прописка в общей структуре контроллеров автомобиля.

Остаётся вывести информацию, световые и звуковые предупреждения на приборную панель водителя или отдельный монитор, занимающийся именно контролем за давлением.

Как работает датчик давления в шинах

Принцип работы электронного датчика давления в шинах един для всех электронных девайсов. Его суть:

• контроллер, закрепленный на колесо, собирает информацию о его состоянии (температура, давление);
• передача собранных данных от датчиков к трансиверу осуществляется по радиоканалу (блютус), с частотой диагностирования не более 2–3 секунд;
• когда показатели превышают верхнюю планку нормативных значений или падают ниже установленного уровня, – программа подает сигнал. Последний может быть световым или звуковым. Пределы давления можно прописывать самостоятельно в диапазоне, заданном производителем устройства (обычно это 1,7–3,2 бара).

Некоторые TPMS через Bluetooth выводят информацию еще и на смартфон.

Возможные неисправности

Несмотря на то, что TPMS находится внутри колеса и хорошо защищен от механических повреждений, выход его из строя может быть спровоцирован центробежными силами, температурными перепадами и другими негативными воздействиями. Точную причину неработоспособности датчика можно установить только в результате проведения специальных исследований, поэтому при самостоятельном ремонте достаточно просто заменить эту деталь.

Датчик давления колес Kia Sportage 4 передает информацию на приемное устройство посредством радиочастоты, поэтому не его работоспособность могут оказывать влияние другие устройства, использующие аналогичный принцип трансляции данных. Если работоспособность TPMS нарушена в результате помех, то сигнальная лампа на панели приборов будет гореть желтым цветом. Если с колесами все в порядке и давление находится на безопасном уровне, то можно выполнить отключение системы оповещения о неисправности, если источник помех не будет найден.

Питание системы контроля TPMS

Питается устройство от аккумуляторных батарей. При этом каждый датчик имеет индивидуальный аккумулятор. Контроллер может работать как от аккумуляторов, так и от солнечных батарей и бортовой сети, все зависит от модели. Система мониторинга питающаяся от солнечных батарей, в отличие от систем подключаемых к бортовой сети, очень удобна, так как почти все устройства работают от прикуривателя. А значит нет лишних, болтающихся проводов, и гнездо прикуривателя всегда свободно.

Аккумуляторы датчиков внутренней установки имеют продолжительный ресурс. Обычно он составляет от одного до трех лет. После чего колеса снова разбортовывают и производят полную замену датчиков.

Все типы внешних контроллеров имеют сенсор G, который переводит их систему питания во время постоя в «спящий режим». Это позволяет увеличить ресурс батареи. Сейчас сенсорами ограниченного энергопотребления комплектуются почти все электронные датчики, хоть внутренней, хоть внешней установки.

Как подключить датчики

Комплект марочной системы TPMS обычно состоит:

• Из контроллеров с подписями для каждого колеса (количество зависит от класса авто, обычно в наборе идет четыре колпачка на легковой транспорт и шесть, если это система контроля давления в шинах для грузовиков). Подпись из двух латинских букв, где первая определяет расположение по горизонтали, вторая по вертикали. Пример: LF – левое (left) переднее (front).
• Инструкции.
• Трансивера с 1–5 кнопками по бокам, чтобы указать нормативы давления. На тыльной стороне крепежа приемника – двусторонний скотч для удобства монтажа. Держится этот прибор надежно, можно смело крепить на стекле, панели.
• Набора ключей для разборки контроллеров или приемника.
• Адаптера подключения (предусмотрен в проводных приспособлениях).
• Запасных частей (наклейки, прокладки).

Способ установки зависит от типа устройства. Внешние контроллеры можно поставить самостоятельно, просто заменив «родные» колпачки воздушной трубки на колесах. Здесь стоит обратить внимание на металл резьбы контроллера. Он может быть алюминиевым или латунным. Важно, чтобы он совпадал с собственной резьбой ниппеля во избежание окислений.

Внутреннюю TPMS устанавливают на площадках шиномонтажа. Процедура это недолгая и беспроблемная, зато защитит недешевую систему контроля давления в шинах от банального хищения.

Как прописать датчики

После технических работ по закреплению элементов, можно перейти к настраиванию параметров. Пользователь может задать пределы уровня давления в шинах для контроля. Для этого на боковой стороне приемника предусмотрены специальные кнопки. Поскольку нужны они исключительно для настройки, то количество их производители стараются свести к минимуму.

Современный рынок знает случаи, когда ресивер обходится всего одной кнопкой. Чтобы прописать данные, ее надо нажать нужное количество раз. Пример:

• нажатие с удержанием 1–3 секунды (длинное) – включение/выключение;
• пять коротких нажатий – запуск настройки TPMS-системы;
• чтобы задать нижний предел можно использовать кнопки меню (сбоку, обычно подписаны стрелочками вверх/вниз) или опять же кликнуть один раз на основную кнопку;
• зафиксировать норматив – нажать с удержанием.

Вместе с прописанными нормативами давления можно задать способ его измерения (бары, Килопаскали, psi), единицы измерения температуры (по Цельсию или Фаренгейту). В инструкции производитель подробно разъясняет порядок настройки своего приемника, проблем с этим у водителя возникнуть не должно.

Система косвенного измерения давления

Данная конструкция является наиболее просто устроенной. Потому стоимость её сравнительно невелика. Фактически она является расширением программного блока ABS. Фактически, система регистрирует не отсутствие давления, а уменьшение габаритов колеса.

При наличии прокола, выходе воздуха и покрышки диаметр его уменьшается. Соответствующая информация передается в ЭБУ, после чего сравнивается с заданными стандартными параметрами. Обнаружение несоответствия позволяет определить, в каком именно колесе присутствует прокол. Далее «загорается» сигнал о недостаточном давлении.

Ещё одна разновидность – осуществляется измерение частоты вращения колес. Подобное решение также представляет собой подпрограмму, встроенную в систему ABS. Определяется отрезок пути для каждой шины. Далее полученная информация проверяется, сравнивается с записанной в ABS. Несоответствие обозначается соответствующим сигналом.

Так как определение должного уровня давления определяется на основании полученных данных, их сравнения, то после проведения сервисных работ требуется провести калибровку. ЭБУ получает новые данные для последующего сравнения с информацией, получаемой от подсистемы ABS. Основные преимущества косвенной системы:

• сравнительно низкая цена;
• отсутствие дополнительных конструктивных элементов.

Имеется и существенны недостаток: низкая точность. Порог отклонения от указанного давления составляет 30%.

Выбор датчика

Рынок TPMS-систем – это десятки моделей безымянных (no-name) производителей (все в подавляющем случае из Китая) и 3–5 зарекомендованных марок. Из оптимальных вариантов по соотношению цена/продолжительность срока службы водители отметили японские системы мониторинга давления в шинах Carax, более известные среди автолюбителей, как разные версии CRX. Неплохо себя показали устройства Parkmaster.

При выборе конкретного девайса стоит обратить внимание на:

• на радиус действия (дальность передачи сигнала, у «Каракс» он начинается с 8–10 метров);
• способ подключения;
• опции (передача данных на смартфоны/планшет, настройки);
• гарантийный срок службы;
• диапазон пределов давления, которые можно прописать.

Огромное значение имеет способ показа/вывода информации. Удобнее системы высокого класса (на экране системы мониторинга TPMS постоянно отображаются все колеса с указанием давления и температуры).