Tpms что это такое в автомобиле

Дата публикации: 22 июня 2017 .
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.

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.

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.

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).

Как-то на клубной встрече владельцев американских внедорожников разгорелся нешуточный спор о датчиках давления в шинах. Нет, не о полезности или бесполезности – с этим-то как раз все просто и споров уже не вызывает: данная опция давно перестала быть экзотикой, и специально обученные “белки”, работающие в отечественных шиномонтажных мастерских, выучили что неаккуратная разборка колеса с датчиком ведет к его, датчика, поломке и к финансовым потерям виновного в порче имущества. И это прекрасно!

В Америке и в Европе, действующие в настоящий момент законы обязывают автопроизводителей устанавливать TPMS в каждый продаваемый автомобиль. А значит, и в Россию их приезжает с каждым годом все больше, и, возможно, в недалеком будущем, новые автомобили Российской сборки также будут комплектоваться такими системами. С каждым годом набирают популярность системы, устанавливаемые опционально, а их ассортимент и предложение на отечественном рынке растет. Как раз о них и разгорелся спор уважаемых одноклубников. Главной обсуждаемой темой стал классический вопрос: «Что такое хорошо и что такое плохо?». Было решено докопаться до истины и расставить все точки над i путем проведения полноценных ходовых испытаний и «лабораторных тестов». Удовольствие конечно не из дешевых, но тут уже было дело принципа, и каждый хотел доказать свою правоту.

Системы TPMS были приобретены и испытаны. Полученные результаты проанализированы, определены лидеры и попросту опасные для использования модели, но сначала немного базовой информации.

Определимся с классификацией и критериями сравнения
TPMS бывают двух типов – DIRECT (прямые, оснащенные датчиками давления в каждом колесе) и INDIRECT (опосредованные, работающие путем вычисления показателей давления колес, исходя из данных модуля АБС). Кроме этого, существуют еще колпачки с цветовой дифференциацией штанов давления, но в дороге они абсолютно бессмысленны для любого, кто не обладает длинной, как у жирафа шеей, чтобы посмотреть на них высунувшись из окна. Жирафы пока у нас машин не водят, поэтому оставим это изобретение китайцам, а поговорим о действительно работающих моделях. Системы DIRECT в разы надежнее и информативнее, и именно о них наш разговор. DIRECT-системы отличаются между собой по форм-фактору и способу крепежа датчиков: внутренние датчики на вентиль, внешние датчики на вентиль и внутренние на хомут. Наиболее надежными являются датчики, крепящиеся внутри колеса на вентиль, именно их обычно ставят автопроизводители на заводах. Батареи в таких датчиках несменные, рассчитанные на работу 5 – 7 лет, в зависимости от условий эксплуатации. Вес датчика влияет на баланс колеса, но балансировка это легко устраняет.

Для установки датчиков используются специальные вентили (обычно входящие в комплект поставки). Вентили могут быть латунными с резиновым покрытием или алюминиевыми с резиновыми уплотнителями. Второй вариант предпочтительней, так как исключает возможность поломки вентиля в процессе монтажа, что нередко случается с латунно–резиновыми. Также, в процессе эксплуатации «обрезиненный» латунный вентиль чаще выходит из строя и может подтравливать воздух из-за дефектов резинового покрытия, в отличии от алюминиевого с отдельным резиновым уплотнителем. Вентиль датчика служит антенной передачи данных. К недостаткам внутренних датчиков с креплением на клапан можно отнести необходимость шиномонтажа при установке, а так же запрет использования пенных заполнителей для экстренного ремонта колеса (датчик после этого придется менять).

Внешние датчики накручиваются на вентиль вместо защитного колпачка и фиксируются различными контргайками. Они проще в установке (не требуют шиномонтажа) и могут быстро переставляться с одной машины на другую. Питаются от сменной батареи и обычно не требуют балансировки за счет своего малого веса. По надежности и безопасности они имеют ряд недостатков. В случае неисправности такой датчик сам может создать угрозу безопасности, стравив воздух из колеса во время движения. Если датчик имеет избыточный вес, то на больших скоростях он под действием центробежной силы может (в зависимости от угла установки и длины вентиля) отгибать вентиль от нормального положения и вызывать этим подтравливание воздуха через клапанное отверстие диска.
Будучи установленным на вентиль, датчик нажимает на золотник и выравнивает давление между колесом и своим корпусом. Если в датчике использованы материалы, непредназначенные для работы в жестких условиях (низкая ударная прочность, несоответствующие коэффициенты температурного расширения и т.п.), это может привести к потере герметичности, и есть шанс остаться с пустыми колесами.

Особое внимание стоит уделить металлам резьбового соединения датчика с вентилем и самого вентиля. Если эти металлы разные и могут активно вступать в электрохимическую реакцию в солевом растворе (образуют электрохимическую пару) – будьте готовы к тому, что датчики, при необходимости подкачать колесо, придется срезать, а не скручивать. Поэтому, лучше избегать таких сочетаний, как алюминий – латунь.

Легкость установки внешних датчиков имеет и другую сторону – легкость хищения.

Все внешние датчики, а также некоторые внутренние оснащаются G-сенсором, для сохранения энергии во время длительных стоянок.

Все DIRECT-системы различаются по способу и полноте вывода информации. Вывод данных может быть как простейшим аналоговым (загорится иконка колеса в случае неисправности), так и различным цифровым — будут отображаться показатели давления только в одном колесе, с переходом от колеса к колесу по дополнительному нажатию кнопки, или во всех колесах одновременно. Помимо давления, некоторые системы могут отображать и температуру в колесах. В штатных системах вывод информации обычно осуществляется на приборную панель в самом простом виде – иконкой неисправности, говорящей о наличии проблемы, но не информирующей, в каком именно колесе давление вышло из допустимых пределов. Реже, и в основном в премиум сегменте, на приборной панели отображаются показатели всех четырех колес. Во всех случаях подается звуковой сигнал при выходе параметров из разрешенных пределов. Системы, доступные для нештатной установки выводят показатели на собственный монитор, который можно крепить в любом удобном водителю месте. Такой монитор может питаться от пальчиковых батареек, быть подключенным к разъему прикуривателя или стационарно к бортовой сети. В некоторых системах пользователь может сам настраивать допустимые пределы давления и температуры, иногда даже раздельно по осям, а могут иметь запрограммированные и не настраиваемые значения этих пределов.
Также мы будем оценивать дизайн устройств – насколько органично они могут выглядеть в современном интерьере салона, по удобству чтения данных и пользовательского интерфейса.

Все участвующие в обзоре устройства мы установили на автомобили добровольцев и нещадно эксплуатировали весь январь (2014 год) по дорогам общего пользования.
Еще несколько тестов мы провели, уже сняв системы с автомобилей.

Надежность связи датчиков с монитором

Тест на дальность связи. Все датчики поместили в герметичную колбу с манометром и подключенным компрессором. Постоянно меняя давление в колбе мы удаляли мониторы все дальше от датчиков, до тех пор, пока изменения не переставали отображаться на экранах. Так мы получили дальность в метрах при прямой видимости. В автомобиле расстояние будет меньше полученных значений, есть преграды и помехи от двигателя и другого оборудования.

Емкость элементов питания.

Для проверки емкости элементов питания мы извлекли их, разрезав корпуса внутренних датчиков, из внешних просто вынули батареи. На момент испытаний все элементы питания уже отработали месяц в условиях зимы и нас интересовали не абсолютные показатели, а относительные: на сколько времени хватит каждой из батарей, если к ним подключить одинаковые потребители. В качестве потребителей собрали простые диодные фонарики, мощностью 20 Вт. В качестве эталона в испытании приняла участие батарея из нового штатного датчика FORD, специально приобретенного для этой цели. Результаты в часах или Ваттах не позволяют узнать срок службы батареи в датчике, в силу нелинейности потребления датчиком в реальных условиях, но позволяют сравнить элементы питания относительно друг друга.

Поддержание оптимального давления в шинах отражается на сцеплении с дорожной поверхностью, расходе топлива, управляемости и безопасности движения автомобиля в целом. Большинство водителей для проверки используют обычный манометр, но прогресс не стоит на месте и в современных автомобилях активно внедряется электронная система контроля давления в шинах TPMS. Например, в европейских странах и США она обязательна для всех транспортных средств. В России наличие системы TPMS стало обязательным требованиям при сертификации новых типов ТС с 2016 года.

Что такое система TPMS

Система контроля давления в шинах TPMS (Tire Pressure Monitor System) относится к активной безопасности автомобиля. Как и многие другие инновации она пришла из военной отрасли. Главная её задача – отслеживать давление в шинах и подавать сигнал предупреждения водителю при падении ниже порогового значения. Кажется, что давление в шинах не самый важный параметр в автомобиле, но это не так. В первую очередь — это безопасность вождения. К примеру, если давление в шинах с каждой стороны осей разное, то автомобиль будет уводить в сторону. В базовых комплектациях TPMS начала появляться с 2000 года. Также есть автономные системы мониторинга, которые можно купить и установить отдельно.

Виды систем контроля давления в шинах

Принципиально системы можно разделить на два вида: с прямым (direct) и косвенным (indirect) измерением.

Система косвенного измерения

Это система считается самой простой по принципу действия и реализуется при помощи ABS. Она в движении определяет радиус колеса и расстояние, которое оно проходит за один оборот. Датчики ABS сравнивают показатели от каждого колеса. Если есть изменения, то подается сигнал на приборную панель автомобиля. Идея заключается в том, что радиус и пройденное расстояние спущенного колеса будет отличаться от эталонного.

Плюсом такого типа TPMS является отсутствие дополнительных элементов и приемлемая стоимость. Также в сервисе можно настроить начальные параметры давления, от которого будут измеряться отклонения. Минусом являются ограниченные функции. Нельзя измерить давление до начала движения, температуру. Отклонение от реальных данных может составлять около 30%.

Система прямого измерения

Данный тип TPMS наиболее актуальный и точный. Давление в каждой шине измеряется специальным датчиком.

В стандартный набор системы входят:

• датчики давления в шинах;
• приемник сигнала или антенна;
• блок управления.

Датчики передают сигнал о температуре и состоянии давления в шинах. Приемная антенна передает сигнал в блок управления. Приемники устанавливаются в колесных арках автомобиля, на каждое колесо свой.

Работа системы TPMS с приемниками и без них

Существуют системы, в которых отсутствуют приемники сигнала и колесные датчики связываются непосредственно с блоком управления. В таких системах датчики необходимо «прописывать» в блок, чтобы он понимал в каком колесе появилась проблема.

Информация для водителя может выводиться разными способами. В более дешевых вариантах вместо дисплея загорается индикатор, сигнализирующий о неполадках. Как правило, он не указывает в каком именно колесе проблема. В случае вывода данных на дисплей можно получать информацию о температуре и давлении для каждого колеса отдельно.

Дисплей TPMS на панели приборов

Датчики давления и их разновидности

Ключевыми компонентами системы являются датчики. Это сложные устройства. В их состав входят: передающая антенна, аккумулятор, сам датчик давления и температуры. Такое устройство контролеров у более продвинутых систем, но есть и проще.

Колесный датчик давления (внутренний)

По своему устройству и способу монтажа различают датчики:

Механические датчики самые простые и стоят недорого. Они вкручиваются вместо колпачка. Давление в шинах смещает колпачок на определенный уровень. Зеленый цвет внешнего клапана показывает нормальное давление, желтый – требуется подкачка, красный – низкий уровень. Такие датчики не показывают точных цифр, также их часто просто скручивают. Давление по ним в движении определить невозможно. Сделать это можно только визуально.

Внешний датчик давления

Внешние электронные датчики также накручиваются на вентиль, но передают непрерывный сигнал с определенной частотой о состоянии давления на дисплей, индикатор или смартфон. Их недостатком является подверженность к механическим повреждениям во время движения и доступность для воришек.

Внутренние электронные датчики давления устанавливаются внутри диска и совмещены с колесными вентилями. Вся электронная начинка, антенна и батарея прячутся внутри колеса. С внешней стороны накручивается обычный вентиль. Минусом является сложность монтажа. Для их установки нужно бортировать каждое колесо. Ресурса аккумулятора датчика как внутреннего, так и внешнего, обычно хватает на 7-10 лет. После нужно произвести замену.

Если у вас установлены датчики давления в колесах — обязательно предупредите об этом мастера шиномонтажа. В большинстве случаев их срезают при замене резины.

Преимущества и недостатки системы

Можно выделить следующие преимущества:

1. Повышение уровня безопасности. Это один из главных и важных преимуществ системы. С помощью TPMS водитель может вовремя установить неисправность в давлении, тем самым предупредить возможные поломки и ДТП.

1. Экономия. На установку системы потребуются какие-то средства, но в перспективе они окупятся. Оптимальное давление поможет рационально расходовать топливо. Также увеличивается срок службы шин.

В зависимости от вида системы, у неё есть и определенные минусы:

1. Подверженность к хищению. Если внутренние датчики украсть невозможно, то внешние скручивают часто. Внимание несознательных граждан также может привлечь дополнительный дисплей в салоне.
2. Сбои в работе и неисправности. Автомобили, прибывшие из Европы и США, часто поставляются с демонтированными колесами для экономии пространства. При установке колес может потребоваться калибровка датчиков. Сделать это можно, но могут потребоваться определенные знания. Наружные датчики подвержены воздействию внешней среды и механическим повреждениям, что может привести к их поломке.
3. Лишний дисплей (при самостоятельной установке). Как правило, дорогие машины изначально оборудованы системой контроля давления. Вся информация удобно выводится на экран бортового компьютера. Установленные самостоятельно системы имеют отдельный дисплей, который смотрится чужеродно в салоне. В качестве альтернативного варианта устанавливают модуль TPMS в прикуриватель. При длительной стоянке и в любой момент его можно просто снять.

Внешний дисплей системы контроля давления

Возможные неисправности TPMS

Основными причинами неисправности датчиков TPMS может быть:

• неисправность блока управления и передающего устройства;
• разряд аккумулятора датчиков;
• механические повреждения;
• аварийная замена колеса или колес без датчиков.

Также при замене одного из встроенных датчиков на другой система может конфликтовать и выдавать сигнал об ошибке. В Европе стандартная радиочастота для датчиков 433 МГц, а в США – 315 МГц.

Если один из датчиков вышел из строя, то может помочь перепрограммирование системы. Уровень срабатывания неработающего датчика ставится на нулевой. Не во всех системах это доступно.

Индикаторы неисправности TPMS

Система TPMS может выдавать два индикатора ошибки на приборной панели: надпись «TPMS» и «шина с восклицательным знаком». Принципиально важно понимать, что в первом случае неисправность связана с работой самой системы (блок управления, датчики), а во втором с давлением в шинах (недостаточный уровень).

В продвинутых системах каждый контроллер имеет свой уникальный идентификационный код. Как правило, они идут в заводской комплектации. При их калибровке нужно соблюдать определенную последовательность, например, передние левый и правый, затем задние правый и левый. Настроить такие датчики самому бывает трудно и лучше обратиться к специалистам.