Как машина определяет давление в шинах

Система контроля давления в шинах и как она работает.

Наткнулся я на бескрайних просторах интернета на очень полезную статейку, о том, как всё таки работает система контроля давления в шинах. И решил поделиться со всеми.

Данная система предназначена для оповещения водителя о пониженном давлении в шинах. Если во время движения определяется падение давления в одном из колес, на комбинации приборов зажигается соответствующий индикатор, указывающий на необходимость немедленной регулировки давления.

1. Принцип действия.

Система контроля давления в шинах (TPMS — Tyre Pressure Monitoring System), применяемая на Toyot’ах, относится к схемам “непрямого” действия и функционирует в составе ABS, которая способна воспринимать постоянную разницу в частоте вращения колес (спущенное колесо имеет меньший радиус качения и поэтому вращается чуть быстрее).

Но подобная TPMS не может просто сравнивать скорость одного отдельно взятого колеса с остальными, поскольку автомобиль движется по абсолютной прямой не слишком часто, в любых же поворотах внешние колеса всегда будут проходить больший путь, чем внутренние, а передние — больший, чем задние. Поэтому традиционная система контроля суммирует скорости каждых двух расположенных по диагонали колес, вычисляет разницу между этими суммами и делит ее на среднюю скорость всех четырех колес. Если полученное соотношение отличается от установленного, то система диагностирует изменение давления, но при этом не может идентифицировать конкретную шину.

Недостатками данной схемы являются:
— невозможность определить резкое падение давления;
— невозможность определить одновременно падение давления даже в двух колесах, расположенных на одной стороне или одной оси, не говоря уже о всех четырех колесах;
— зависимость работоспособности системы от степени пробуксовки колес, состояния резины и загрузки автомобиля;
— срабатывание при падении давления не меньше, чем на 25-30%;
— необходимость длительной калибровки (предварительной настройки).
В этой связи Toyota использовала параллельно и второй способ контроля давления при помощи ABS. Дело в том, что шина и колесный диск фактически представляют собой колебательный контур, характеристики которого напрямую зависят от упругости шины, а значит и давления в ней (имеются в виду круговые колебания шины в направлении вращения). Частоту этих колебаний оказалось возможным выделять из сигнала колесного датчика скорости, а по ее изменению судить о падении давления.

Тем не менее, TPMS отличается заметной инерционностью — чтобы обнаружить подспущенное колесо, требуется проехать немалое расстояние (порой до 20-30 км), значительный путь придется пройти и после нормализации давления, чтобы индикатор погас.

2. Индикатор.
Существует как минимум два варианта индикаторов на комбинации приборов — ISO K11 и K10. Более известен из них, разумеется, первый — “подкова со стрелками”. Кстати сказать, в западном мире с этими индикаторами похожая проблема — “что это за лампочка?” — согласно опросам, большинство тамошних водителей не понимают их смысла.

Исправный индикатор должен загораться при включении зажигания и гаснуть через 3 секунды. Если система зафиксировала падение давления в шине, то для того, чтобы индикатор погас, после нормализации давления необходимо проехать некоторое расстояние со скоростью не менее 30 км/ч. Запитывается индикатор напрямую от вывода блока управления ABS.

Заложенные в систему принципы допускают возможность ее неправильного срабатывания (индикатор не горит при низком давлении в шинах или, наоборот, горит при нормальном) в следующих условиях:
— используются шины не рекомендованного типоразмера,
— на разные колеса установлена резина разного размера или моделей,
— колеса имеют различное сцепление с дорогой,
— используется запасное колесо-“докатка”,
— используются колеса с цепями противоскольжения,
— давление в шинах значительно превышает номинальное,
— давление в шине резко снизилось вследствие прокола,
— не произведена предварительная настройка системы,
— автомобиль движется по неровной или по обледенелой дороге,
— автомобиль движется со скоростью ниже 30 км/ч,
— при коротких поездках (продолжительностью до 5 минут).
Если индикатор продолжает гореть при нормальном давлении и в отсутствии указанных условий, это может указывать на неисправность самой TPMS.

3. Предварительная настройка.

Настройка должна производиться после выполнения любых работ, связанных с заменой колес и шин (дисков), в противном случае система не сможет нормально функционировать. Порядок настройки приведен ниже (предварительно давление во всех четырех колесах должно быть правильно отрегулировано).
Тип 1 — модели без установочной кнопки и с разъемом DLC1 (ранний вариант)
1) Включите зажигание.
2) Перемкните выводы “TS” и “E1” диагностического разъема DLC1 под капотом.
3) Через 30 секунд нажмите педаль тормоза и удерживайте ее, пока индикатор системы не мигнет 3 раза с интервалом в 2 секунды.
Тип 2 — модели c установочной кнопкой и с разъемом DLC1 (переходный вариант)
Примечание. Установочные кнопки имеют несколько вариантов дизайна — с пиктограммой, с надписью или вообще безо всего, но отличаются характерной формой и расположением — в нижней части панели приборов со стороны водителя.
1) Включите зажигание (автомобиль должен быть неподвижен).
2) Перемкните выводы “TS” и “E1” диагностического разъема DLC1 под капотом.
3) Нажмите установочную кнопку и удерживайте ее, пока индикатор системы не мигнет 3 раза.
4) После этого, чтобы система сохранила правильные установки, необходимо проехать некоторое расстояние.

Тип 3 — модели c установочной кнопкой и без разъема DLC1 (поздний вариант)
1) Включите зажигание (автомобиль должен быть неподвижен).
2) Нажмите установочную кнопку и удерживайте ее, пока индикатор системы не мигнет 3 раза.
3) После этого, чтобы система сохранила правильные установки, необходимо проехать некоторое расстояние.

Система контроля давления, хотя и действует в составе ABS, но предусматривает и свою собственную небольшую самодиагностику. Коды на тех моделях, где еще применялся разъем DLC1, считываются стандартным для Toyot’ы способом по количеству вспышек индикатора при включенном зажигании и замкнутых выводах “TC” и “E1”. Удаление кодов производится аналогично стиранию кодов системы ABS.

21 — Датчик температуры воздуха на впуске (разрыв / короткое замыкание)
31 — Датчик частоты вращения (неисправность)
42 — Выключатель стоп-сигналов (неисправность)
49 — Выключатель стоп-сигналов (разрыв в цепи или короткое замыкание)

Казалось бы, причем здесь датчик температуры и стоп-сигналы? На самом деле, блок управления ABS использует данные о температуре окружающего воздуха для расчета его влияния на давление в шинах, а что касается стоп-сигналов — при нажатии тормоза система прекращает слежение за давлением.

Как работают датчики давления в шинах

Проколотая покрышка — это всегда очень неприятно. Но лучше узнать о спускаещем колесе заранее — в этом и помогут датчики давления в шинах.

Первый патент на шину был получен в 1846 году, и с тех пор колёса постоянно прокалываются. Любому ясно, что спустившая покрышка не сулит ничего хорошего. Да и упавшее давление может быть весьма опасно: недаром в разделе «Ежедневное обслуживание» инструкции по эксплуатации автомобиля пункт «Проверка давления в шинах» стоит одним из первых.

Когда шина «испускает дух», сопротивление качению значительно увеличивается. К чему это ведёт? К повышению расхода топлива, повышенному износу шин и, конечно же, к боковому уводу автомобиля. Причём небольшой такой увод в сторону можно списать на уклон дороги или колею. Так что водитель, по ошибке или неопытности, может продолжать движение довольно долго. И самое опасное в этом то, что при экстренной ситуации, например, при резком манёвре или торможении подспущенная покрышка может сорваться с диска или провернуться. А здесь и до аварии недалеко.

Стало быть, с этим безобразием нужно бороться всеми силами. И чем раньше водитель заметит потерю давления, тем лучше. Конечно, самый простой способ — перед поездкой проверить давление, поочерёдно присоединив к каждому колесу насос или манометр. Но мы с вами народ ленивый и забывчивый. Да и удовольствие ковыряться на морозе или в дождь с приборами невелико. Тем более что есть уже целый ворох систем, умеющих проверять это самое давление.

Самая простая из них — это специальные колпачки с цветовыми индикаторами, которые устанавливаются вместо штатных на вентили подкачки. Упало давление ниже, допустим, двух атмосфер — под прозрачной крышечкой такого появится предупреждающая жёлтая (оранжевая, фиолетовая) полоска. Ага, понятно, с колесом неладное, надо проверить. Опустилось давление ещё ниже — колпачок «окрасится» в другой, как правило, красный цвет, который будет говорить о критичности происходящего. Достоинство такого подхода — простота. Минус — недостаточно хорошая информативность. Ведь колпачки можно увидеть только во время остановки. И всё равно, обойти перед поездкой автомобиль, посмотрев на цвета колпачков, намного проще, чем мерить каждый раз давление.

Ещё один недостаток — колпачки начинают информировать об изменении давления только тогда, когда оно падает ниже определённых значений, которые, кстати, для вашего автомобиля и ваших колёс могут быть вполне нормальными. Значит, подбирать их надо именно под вашу машину.

А для того чтобы заметить неладное во время движения, неплохо бы иметь на борту электронную систему, которая автоматически оповещала бы об опасных падениях давления. И не просто оповещала, а делала бы это вовремя (чтобы было время сориентироваться) и без ложных срабатываний.

Установленная система контроля в таком случае в нужный момент предупредит водителя об изменении соответствующего параметра и даст ему достаточно времени для безопасной остановки автомобиля. Понятно, в случаях серьёзного прокола или взрыва покрышки такие системы не помогут, поскольку водитель и без всяких датчиков почувствует увод автомобиля. А вот при «медленном» проколе подобная электроника просто незаменима.

Есть, например, системы, которые передают данные о давлении и температуре в шинах на центральный блок при помощи радиосвязи. А есть и такие, которые могут передавать эти данные по на телефоны или коммуникаторы. А что, очень удобно.

Но есть и более хитрые системы, которые работают без «настоящих» датчиков давления, а через ABS. Именно они обычно и ставятся в серийной комплектации автомобилей. Как они работают?

Электроника при помощи датчиков в каждый момент времени определяет частоты вращения колёс и их относительную разницу. Как известно, при падении давления высота профиля шины становится ниже. Следовательно, скорость вращения колеса с «больной» шиной увеличивается, следовательно, увеличивается и разность частот вращения колёс на одной оси. В результате система фиксирует эти изменения — и даёт тревожный сигнал.

Чем плох такой косвенный способ определения давления в шинах? Такие системы могут срабатывать, например, в затяжных поворотах, когда на протяжении относительно долгого времени система фиксирует большую разницу частот вращения колёс разных бортов (ведь внешние колёса крутятся с большей скоростью, нежели внутренние). И это ещё цветочки.

В некоторых случаях такие системы бесполезны вовсе. Например, когда на автомобиле устанавливаются покрышки с технологией Run-Flat. Напомним, у шин с такой технологией даже при полной потере давления высота профиля уменьшается незначительно — примерно на %. Давления в шине нет, а усиленные боковины продолжают «держать», и не просто держать, а позволяют продолжать движение с очень даже приличной скоростью, на протяжении достаточно длительного времени.

И всё же эта система может очень сильно помочь, особенно в дальней дороге, своевременно предупредив о том, что с колёсами проблемы. Но полагаться на «помощников» полностью не стоит. Поэтому вместо вывода напишем всего два, нет, — три слова. Следите за давлением, товарищи! Хотя бы в неделю раз, а уж если заметили, что колесо подспущено, не ленитесь, подкачайте.

Принцип работы датчика давления в шинах: обзор, особенности и устройство

Современный автомобиль представляет собой целый комплекс взаимосвязанных между собой систем. Колеса – это та часть машины, от состояния которой зависит безопасность как водителя, так и пассажиров. Поэтому специалисты рекомендуют регулярно производить проверку давления в шинах. Для упрощения данной процедуры существует система TPMS. Что собой являет данная система контроля давления в шинах и как она работает? Обо всем этом и не только – далее в нашей статье.

Что это?

Данная система выполняет функцию предотвращения езды автомобиля с низким уровнем подкачки. Предлагается она в качестве опции. На некоторых автомобилях (в частности премиум-сегмента) она идет уже в «базе».

Конструкция

Работает такое оборудование за счет датчика, который устанавливается на диск, внутрь покрышки. Система включает в себя несколько компонентов:

• блок управления;
• ЖК-дисплей;
• приемную антенну;
• датчик давления в шинах.

Принцип работы («Тусон Хендай» не исключение) состоит в восприятии блоком сигналов, исходящих от каждого датчика. Последний элемент представляет собой сложное устройство, которое включает:

• датчик температуры;
• датчик давления воздуха;
• электронные механизмы управления и измерения;
• аккумулятор;
• антенну, которая передает полученный сигнал дальше на блок управления.

Как работает датчик давления в шинах? Принцип действия и место установки

Зачастую он монтируется на место штатного вентиля. Информация о давлении в колесе передается на блок каждые 60 секунд. А что касается батареек, которые там расположены, то об этом производитель давно позаботился. Аккумулятор поддерживает работоспособность колесного датчика на протяжении 7-10 лет. Однако менять его не приходится – по истечении данного срока на место устанавливается новая деталь. Поэтому если приобретать датчики, то только не б/у – даже продавец не сможет сказать, сколько они отъездили до снятия и пролежали на полке.

Дорогие системы

В более дорогих системах контроль осуществлять гораздо проще. Если в авто установлено 4 индивидуальных антенны, на отдельную панель выведется сигнал, какая именно из покрышек в данный момент спускает. Принцип работы датчика давления в шинах основывается на получении и передаче информации через антенну на блок бортового компьютера. Также водителю доступна информация об уровне накачки в каждом из колес в режиме реального времени.

Разновидности

Первый тип – наиболее примитивные. Они являют собой специальные колпачки с цветовым индикатором. Устанавливаются вместо обычных на вентиль подкачки колеса. Принцип работы датчика давления в шинах очень простой. Если давление колеса ниже 2 атмосфер, цвет колпачка меняется на желтый. Если ниже 1 атмосферы – красный. Зеленым он будет гореть тогда, когда уровень давления составит 2 и более атмосфер, то есть будет нормальным. Если сделать краткий обзор датчика давления в шинах, его неисправности рассмотреть, можно отметить несколько факторов. Среди положительных – низкая стоимость и простота установки: не нужно монтировать антенны, приобретать дополнительно блок управления. Среди минусов отметим низкую информативность. Ведь определить, спущено колесо или нет, можно только вручную, поставив автомобиль на стоянку. Во время движения эта вещь просто бесполезна. Но все же посмотреть на цвета колпачков намного проще, чем крутить их и измерять давление тестером на каждом колесе.

Радиодатчики

Это более прогрессивный вид изделий. Они устанавливаются на диски при помощи хомутов или сразу вместо штатного вентиля. Кроме этих датчиков, необходимо приобрести набор электронных элементов. Это антенна, блок управления и дисплей. Данный вариант обходится значительно дороже первого. Но и о надежности не стоит забывать. Система будет работать всегда, и даже находясь в автомобиле на скорости 100 километров в час, вы с точностью до 0.01 Атм будете знать текущее давление в том или ином колесе. Но если забудете, система вас автоматически предупредит, что колесо начало спускать. Как известно, определить пробой на ходу (особенно если это заднее, не ведущее колесо) достаточно сложно, тем более на резине с низким профилем.