După studierea acestei teme, elevul va fi capabil:

-   să identifice rolul și importanța senzorilor de monitorizare a presiunii aerului din anvelope în funcționarea sistemului TPMS;

-   să explice construcția și principiul de funcționare al senzorilor TPMS;

-   să descrie procedurile de diagnosticare tehnică și operațiile de mentenanță ale senzorilor TPMS.

17.1           Rolul și importanța senzorilor de monitorizare a presiunii aerului din anvelope în funcționarea sistemului TPMS

Senzorii de monitorizare a presiunii, în ansamblu cu celelalte componente ale sistemului, asigură funcționarea completă a sistemului de monitorizare, componentele fiind interdependente. Cinci senzori de presiune a anvelopelor măsoară în mod continuu presiunea aerului din fiecare anvelopă și transmit aceste date către unitatea de control (Figura 17.1). Patru antene dedicate recepționează semnalele transmise de senzori și le direcționează către unitatea de control pentru procesare. Unitatea de control a sistemului TPMS analizează informațiile primite și determină dacă există o pierdere lentă sau bruscă de presiune, declanșând, după caz, avertizările corespunzătoare pentru șofer. Panoul de instrumente (Instrument cluster) afișează semnalele de avertizare și presiunea curentă a anvelopelor, oferind șoferului informații clare și imediate. În plus, selectorul de funcții permite inițierea verificării presiunii anvelopelor și configurarea parametrilor sistemului conform cerințelor și preferințelor șoferului.

Presiunea și accelerația sunt măsurate chiar și atunci când vehiculul este staționar, însă transmiterea acestor date are loc numai în timpul rulării anvelopei. Din acest motiv, monitorizarea roții de rezervă aflate în portbagaj nu este posibilă, chiar dacă aceasta este echipată cu un senzor de presiune.

17.2           Construcția și principiul de funcționare al senzorului TPMS

Senzorii TPMS direcți sunt montați în interiorul roții, fiind integrați în ansamblul supapei de umflare a anvelopei. În funcție de soluția constructivă, senzorul poate fi montat pe:

Supapă metalică cu filet (Figura 17.2)

Aceasta reprezintă soluția utilizată preponderent în prezent și este specifică majorității sistemelor TPMS moderne.

Supapa metalică asigură:

-   fixare mecanică sigură a senzorului pe jantă;

-   etanșeitate ridicată;

-   rezistență sporită la temperatură, vibrații și solicitări mecanice;

-   utilizarea valvei ca element de antenă pentru transmisia radio.

Senzorul este fixat de supapă cu ajutorul șuruburilor, iar ansamblul este montat în orificiul jantei prin strângere cu piuliță.

Senzorii TPMS (Tyre Pressure Monitoring System) utilizați în sistemele de monitorizare directă a presiunii aerului din anvelope pot fi compatibili între diferite automobile numai în condițiile în care tipul sistemului TPMS corespunde, iar senzorii respectă aceleași caracteristici constructive și funcționale impuse de producător.

Compatibilitatea senzorilor TPMS este determinată de:

-   tipul sistemului TPMS instalat pe automobil;

-   frecvența de transmisie radio (433 MHz – Europa sau 315 MHz – SUA, Asia);

-   protocolul de comunicare și codul de identificare (ID);

-   modul de recunoaștere a poziției roții;

-   cerințele software ale unității de control TPMS.

Utilizarea unor senzori necompatibili poate conduce la:

-   nerecunoașterea senzorilor de către unitatea de control;

-   funcționarea incorectă a sistemului TPMS;

-   apariția mesajelor de eroare sau a avertizărilor false.

Componentele principale ale senzorului TPMS direct (Figura 17.4) constau dintr-un senzor de presiune, care măsoară presiunea absolută a aerului din anvelopă, un senzor de temperatură pentru compensarea variațiilor de presiune și pentru diagnostic, o unitate electronică de măsurare și control care prelucrează semnalele, formează telegrama de date și gestionează consumul de energie, un transmițător radio RF ce transmite datele către unitatea de control TPMS la frecvența de 433 MHz sau 315 MHz, o baterie integrată ce asigură alimentarea autonomă pe o durată tipică de 5–10 ani și un cod de identificare unic (ID) care permite recunoașterea individuală a fiecărei roți în cadrul sistemului. Bateria este integrată în senzorul de presiune a anvelopei și nu poate fi înlocuită separat, durata teoretică de sancționare poate fi interogată prin funcția de autodiagnoză prin intermediul testerului de diagnoză auto.

Sistemele de monitorizare directă a presiunii în anvelope (TPMS direct) se diferențiază în funcție de construcția senzorilor, volumul de informații transmise și funcțiile disponibile pentru șofer, deși principiul de bază – măsurarea presiunii reale din anvelopă – este comun tuturor.

Senzorul de presiune echipat cu funcții de măsurare a presiunii, temperaturii și accelerației, precum și cu receptor de joasă frecvență (LF) și transmițător de radiofrecvență (RF), poate măsura valoarea presiunii din anvelopă, însă, în lipsa funcției de recunoaștere a direcției de rotație, nu poate identifica cu precizie roata la care apare pierderea de presiune (Figura 17.5). În această configurație, sistemul avertizează șoferul preponderent la depășirea unui prag de pierdere a presiunii, de regulă mai mare de 0,2 bar pe minut, fără a indica poziția exactă a roții afectate.

În schimb, dacă senzorul TPMS este dotat cu funcția de recunoaștere a direcției de rotație, devine posibilă localizarea exactă a roții la care apare abaterea de presiune (Figura 17.6).  Odată ce poziția roții este cunoscută, unitatea de control TPMS poate:

-   atribui fiecărei roți valoarea exactă a presiunii măsurate;

-   compara presiunea fiecărei anvelope cu valorile nominale memorate;

-   determina cu cât este presiunea mai mică sau mai mare față de valoarea de referință;

-   afișa informații individuale pentru fiecare roată și genera avertizări precise și diferențiate.

Sistemului, echipat cu funcție de auto localizare, este prevăzut un bloc de comandă propriu, în care este integrată și antena de recepție. Avertizările, precum și valorile curente ale presiunii reale și nominale din pneuri sunt afișate pe display-ul combinației de instrumente sau, în funcție de echiparea autovehiculului, pe display-ul sistemului Infotainment, în meniul „Autovehicul”.

Sistemul de management al energiei (Energy Management System)

Pentru măsurarea presiunii în pneuri sunt suficiente relativ puține transmisii de date măsurate. Totuși, pierderea de presiune trebuie detectată imediat și semnalată unității de control.

Sistemul de management al energiei face diferența între modul normal de transmisie și modul de transmisie de mare viteză, fiecare având intervale diferite de măsurare și de transmitere a datelor (Figura 17.7).

Atunci când valorile presiunii în pneuri sunt constante, senzorul de presiune funcționează în modul normal de transmisie. Dacă apare o pierdere de presiune mai mare de 0,2 bar pe minut, senzorul trece imediat în modul de transmisie de mare viteză.

Prin această strategie, sistemul de management al energiei menține sarcina asupra bateriei senzorului la un nivel minim și, în același timp, asigură o monitorizare cu fiabilitate ridicată. Astfel, este posibilă o durată teoretică de viață a bateriei de până la aproximativ 7 ani.

Recunoașterea proprie a roților (Figura 17.8).

Fiecare senzor de presiune din pneu are propriul cod de identificare (ID), sub forma unui număr din 10 caractere. Codurile ID sunt incluse în mesajele de date ale senzorilor și sunt transmise continuu către unitatea de comandă. Acestea sunt utilizate pentru asocierea senzorilor cu autovehiculul.

Unitatea de comandă a sistemului de monitorizare a presiunii în pneuri identifică și memorează senzorii care aparțin autovehiculului în anumite condiții specifice. Acest proces poartă denumirea de „recunoaștere proprie a roților”.

Pot fi „gestionate” până la 5 senzori (inclusiv roata de rezervă). Codurile ID recepționate sunt comparate permanent cu cele memorate în unitatea de comandă, iar mesajele de date ale senzorilor stocați sunt procesate. Astfel se asigură că senzorii externi, aflați în raza de recepție radio, nu influențează funcționarea sistemului.

Sistemul de recunoaștere proprie a roților este adaptiv. Unitatea de comandă detectează, de exemplu, montarea unor roți echipate cu alți senzori. Acești „senzori noi” sunt preluați și memorați în anumite condiții, pe baza unei evaluări algoritmice.

Funcția de recunoaștere a poziției este o funcție suplimentară a unității de comandă. Aceasta atribuie senzorii automat și independent pozițiilor de montare ale roților: față stânga, față dreapta, spate stânga, spate dreapta, precum și roții de rezervă.

Lista pozițiilor roților (cod ID):

-   VL (față stânga) … 0000755100

-   VR (față dreapta) … 0000597200

-   HL (spate stânga) … 0000602300

-   HR (spate dreapta) … 0000578100

-   RR (roata de rezervă) … 0000598100

2. Indicatorul intervalului de frecvență

Indicatorul intervalului de frecvență este, de asemenea, inscripționat pe senzor și indică banda de frecvență radio în care acesta funcționează.  Indicatorul intervalului de frecvență este important pentru:

-   alegerea corectă a senzorului compatibil cu vehiculul,

-   evitarea problemelor de comunicație radio între senzor și unitatea de comandă TPMS,

-   lucrările de service și înlocuire a senzorilor.

17.3           Diagnosticarea tehnică și mentenanța al senzorului TPMS

Un defect al sistemului de monitorizare a presiunii pneurilor (TPMS) este indicat prin clipirea martorului de control al presiunii pneurilor imediat după punerea contactului.

Dacă sistemul este echipat cu funcția de recunoaștere a roții la care apare scăderea presiunii, pe panoul de bord sunt afișate atât martorul luminos, cât și roata la care a fost detectată problema.

În plus, culoarea martorului luminos indică nivelul de abatere a presiunii față de valoarea nominală (Figura 17.10):

Avertizare ușoară (afișare cu culoare galbenă) – în cazul unei pierderi reduse de presiune, respectiv la o scădere de minimum 0,3 bar sub presiunea nominală.

Avertizare severă (afișare cu culoare roșie) – în cazul unei pierderi semnificative de presiune, respectiv la o scădere de minimum 0,5 bar sub presiunea nominală.

Confundarea avertizării de pierdere a presiunii cu un mesaj de defecțiune a sistemului poate conduce la înlocuirea inutilă a unor componente funcționale (de exemplu, senzorul de presiune din pneu), fără eliminarea cauzei reale.

În cadrul concernului VAG, un defect al sistemului TPMS este semnalizat prin clipirea martorului de presiune imediat după punerea contactului, timp de 65 s, urmată de aprindere continuă. După oprirea și repornirea contactului, martorul reia clipirea timp de 65 s, confirmând defecțiunea sistemului.

O avertizare de pierdere a presiunii este indicată prin aprinderea continuă imediată a martorului, atât la punerea contactului, cât și după oprirea și repornirea acestuia.

Dacă sistemul de monitorizare a presiunii pneurilor (TPMS) nu este prevăzut cu funcția de recunoaștere a poziției roții, aprinderea martorului luminos de pe panoul de bord nu poate fi asociată direct cu un senzor de presiune al unei roți specifice.

Pentru identificarea sau excluderea unui senzor de presiune defect, se simulează o defecțiune a pneului prin reducerea presiunii cu minimum 0,3 bar, determinând astfel senzorul să transmită telegrame de date către unitatea de comandă.

Dacă un senzor de presiune nu transmite o nouă telegramă de date, acesta este considerat defect și trebuie înlocuit.

Montarea senzorului TPMS cu valvă metalică se realizează după cum urmează:

1.   Montați senzorul pe supapa nouă utilizând capul de Torx, șurubelnița dinamometrică și cheia combinată.

2.   Strângeți șurubul de fixare la cuplul corect de 1,4 Nm. Notă: În timpul strângerii, senzorul trebuie menținut în poziția corectă cu ajutorul unei chei combinate de 10 mm.

3.   Aplicați pastă de lubrifiere pe garnitura de cauciuc a valvei.

4.   Poziționați valva paralel cu orificiul jantei și introduceți-o prin acesta.

5.   Montați valva metalică pe jantă folosind șurubelnița dinamometrică, tubulara corespunzătoare și cheia combinată (Figura 17.12).

6.   Strângeți piulița de fixare la cuplul corect de 8 Nm.

7.   Verificați montarea corectă a senzorului.

Notă: O montare incorectă poate provoca pierderi de aer.

1.   Aplicați pastă de montaj pentru anvelope pe taloanele anvelopei.

2.   Montați primul talon al anvelopei pe jantă, asigurându-vă că senzorul este poziționat la ora 6 (180°) față de capul de montare.

3.      Montați talonul anvelopei pe jantă folosind levierul de montare.

4.      Umflați anvelopa la presiunea prescrisă și montați capacul valvei.

Poziționarea corectă pe jantă

-   Valva nu trebuie să depășească marginea jantei și nu trebuie să iasă în exteriorul acesteia.

-   Partea inferioară a senzorului nu trebuie să fie în contact cu janta.

-   Senzorul nu trebuie să iasă din zona scaunului jantei.