Priama TPMS systém používa vyhradený senzor umiestnený vo vnútri každého kolesa – zvyčajne integrovaný do ventilovej tyčinky alebo pripevnený na ráfik kolesa. Tieto senzory využívajú mikroelektromechanické systémy (MEMS) na meranie absolútneho tlaku vzduchu a často aj teploty priamo z dutiny pneumatiky. Údaje sa bezdrôtovo prenášajú prostredníctvom rádiových frekvencií (RF) do centrálneho prijímača vozidla. Každý senzor má jedinečný identifikátor, čo umožňuje presné monitorovanie podľa nápravy. Táto architektúra poskytuje reálnu presnosť v rozmedzí ±1 psi a umožňuje okamžitú detekciu pomalých únikov, rýchleho poklesu tlaku alebo tepelných zmien tlaku. Vzhľadom na svoju spoľahlivosť a špecifickosť je priama TPMS systém štandardom pre komerčné vozové parky, vozidlá s vysokým výkonom a všetky nové ľahké vozidlá predávané v USA od roku 2007 v súlade s povinnosťou NHTSA.
Nepriama TPMS systém sa nezaoberá fyzickými senzormi tlaku, ale využíva existujúce ABS senzory rýchlosti otáčania kolies vozidla. Nedostatok tlaku odhaduje na základe jemných rozdielov v rýchlosti rotácie: podufnuté pneumatiky majú menší efektívny valivý polomer a preto sa otáčajú rýchlejšie ako správne nafúknuté pneumatiky. Hoci je táto metóda cenovo výhodná a vyžaduje minimálne hardvérové vybavenie, má kritické obmedzenia. Nedokáže zistiť rovnaký pokles tlaku vo všetkých štyroch pneumatikách – napríklad spôsobený zmenou teploty v priebehu ročného obdobia – a zlyhá, keď do prácujú ABS alebo systém proti odkotúčovaniu, čo sa bežne deje na mokrých, ľadových alebo štrkových povrchoch. Rôznorodé konfigurácie pneumatík – odlišné značky, hĺbka dezénu alebo veľkosti – tiež skresľujú referenčnú hodnotu algoritmu, čo vedie k zvýšenému počtu falošných upozornení alebo neprečítaných varovaní. Z týchto dôvodov sa nepriama TPMS systém zriedka používa v ťažkých nákladných automobiloch alebo v elektrických vozidlách (EV), kde sú údaje o tlaku v jednotlivých pneumatikách nevyhnutné pre bezpečnosť a účinnosť.
Snímače tlaku v pneumatikách fungujú ako bezpečnostné zábrany prvej línie tým, že neustále monitorujú tlak vzduchu v pneumatikách, aby sa zabránilo štrukturálnemu poškodeniu. Nedostatočne nafúknuté pneumatiky počas prevádzky generujú nadmerné teplo – čo je jednou z hlavných príčin prasknutia pneumatík pri rýchlostiach na diaľnici. Podľa Národnej správy pre bezpečnosť cestnej premávky (NHTSA) prispievajú poruchy súvisiace s pneumatikami len v USA k viac ako 11 000 predchádzateľným dopravným nehodám ročne; udržiavanie správneho tlaku vzduchu v pneumatikách významne zníži tento riziko. Priame systémy monitorovania tlaku vzduchu v pneumatikách (TPMS) umožňujú včasný zásah – upozorňujú vodičov ešte predtým, než stratou tlaku dojde k ohrozeniu integrity pneumatík – čo je obzvlášť dôležité pri aplikáciách s veľkým zaťažením, keď môže zlyhanie jednej pneumatiky spôsobiť straty ovládania vozidla. Správny tlak vzduchu v pneumatikách tiež zachováva optimálnu geometriu kontaktnej plochy, čím sa zlepšuje súčenie na mokrej vozovke a zníži sa riziko aquaplaningu, ktorý predstavuje takmer 10 % nehôd súvisiacich s počasím. Pokročilé senzory ďalej zvyšujú prevenciu nehôd kompenzáciou tlakových zmien spôsobených teplotnými vplyvmi, čím zabezpečujú konzistentný výkon po celý rok.
Správny tlak v pneumatikách patrí medzi najprístupnejšie a najviac vplyvné spôsoby, ako zvýšiť účinnosť spotreby paliva. Nedostatočne nafúknuté pneumatiky zvyšujú odpor valenia, čím nútia pohonnú sústavu, aby spotrebovala viac energie. Presné sledovanie v reálnom čase prostredníctvom senzorov tlaku v pneumatikách zabezpečuje, že tlak v pneumatikách zostáva v rámci rozsahu špecifikovaného výrobcom, čím sa minimalizuje nadbytočný odpor. Odvetvové štúdie potvrdzujú, že vozové parky, ktoré udržiavajú optimálny tlak, znížia spotrebu paliva až o 1,4 % – táto hodnota sa prekladá na významné ročné úspory nákladov na palivo aj emisií. Konzistentná správa tlaku tiež spomaľuje nerovnomerné opotrebovanie a predlžuje životnosť pneumatík, čím ďalšie zníži celkové náklady na vlastníctvo. Pre prevádzkovateľov vozových parkov integrovanie spoľahlivého systému TPMS poskytuje praktickú, úrovňovo orientovanú viditeľnosť stavu jednotlivých pneumatík – a tým bráni postupnej, nezbadateľnej strate tlaku, ktorá postupne zníži účinnosť.
Elektrické vozidlá kladú zvláštne požiadavky na systémy monitorovania tlaku v pneumatikách (TPMS). Teplo z batérie a motora môže ovplyvniť elektroniku senzorov, pričom každý stratený kilowatthodinový výkon kvôli nadmernému valivému odporu priamo zníži dojazd. Pokročilé priame TPMS jednotky navrhnuté pre elektrické vozidlá riešia obidve tieto problémy: majú obvody kompenzácie teploty, aby udržali presnosť v širokej škále prevádzkových teplôt, a podporujú presné nastavenie tlaku v súlade s odporúčanými hodnotami studeného tlaku výrobcov automobilov (OEM). To umožňuje systému riadenia energie vozidla efektívnejšie optimalizovať rozdelenie krútiaceho momentu a stratégie regeneratívneho brzdenia. Okrem toho vyššia hmotnosť vozidla v pohotovostnom stave a okamžitý krútiaci moment pri elektrických vozidlách urýchľujú nerovnomerné opotrebovanie – čo robí konzistentný tlak v pneumatikách ešte dôležitejším. V prípade neprítomnosti spoľahlivého monitorovania tlaku v pneumatikách hrozí vodičom straty až 7 % potenciálnej účinnosti, čím sa oslabuje jeden z kľúčových výhod elektrickej pohonnej sústavy.
Záväzné predpisy vlád viedli takmer k univerzálnej implementácii systémov monitorovania tlaku v pneumatikách (TPMS). V USA NHTSA vyžadovala, aby všetky nové ľahké vozidlá od modelového roka 2008 mali funkčný systém TPMS – toto pravidlo vyplýva zo zákona TREAD. Európska únia následne prijala nariadenie (ES) č. 661/2009 a podobné normy sú dnes uplatňované aj v Japonsku, Južnej Kórei, Indii a Číne. Tieto predpisy urobili senzory tlaku v pneumatikách štandardnou výbavou vo všetkých globálnych modelových radách výrobcov automobilov (OEM). Podľa trhovej analýzy sa očakáva, že celosvetový trh so systémami TPMS vzrastie z 9,8 miliardy USD v roku 2025 na 42,3 miliardy USD do roku 2034, pri čom ročný zložený rast (CAGR) bude 17,7 %. Rast je podporovaný nielen dodržiavaním predpisov, ale aj integráciou do širších systémov inteligentných vozidiel: výrobcovia automobilov stále viac integrujú priame systémy TPMS do architektúr systémov pokročilej pomoci pri jazde (ADAS) a do informačno-zábavných palubných dosiek (infotainment) za účelom centrálnej diagnostiky a prediktívnej údržby. Nárast elektromobilov (EV), kde tlak v pneumatikách priamo ovplyvňuje dojazd, bezpečnosť a životnosť batérií, urýchlil investície do senzorov novej generácie s predĺženou životnosťou batérie, zvýšenou tepelnou stabilitou a schopnosťou hlásiť tlak aj teplotu v dvoch bodoch. Medzitým sa trh s náhradnými dielmi stále rozširuje, najmä na vzostupných trhoch, kde staršie vozidlá preberajú tieto systémy, aby spĺňali meniace sa regulačné požiadavky.
Systémy na monitorovanie tlaku v pneumatikách (TPMS) sú technológie používané na sledovanie úrovne tlaku v pneumatikách vozidiel, aby sa zabezpečila bezpečnosť, optimalizoval výkon a zvýšila účinnosť spotreby paliva.
Priamy TPMS využíva MEMS senzory umiestnené vo vnútri každej pneumatiky na meranie tlaku a prenos reálneho času údajov prostredníctvom rádiových frekvencií (RF). Nepriamy TPMS sa opiera o algoritmy ABS na meranie rýchlosti otáčania kolies a odhaduje tlak na základe rozdielov v rýchlosti otáčania.
Priamy TPMS ponúka vyššiu presnosť a spoľahlivosť, poskytuje monitorovanie špecifické pre nápravu a okamžité upozornenia, čo je kritické pre bezpečnosť a výkon v náročných aplikáciách a v elektrických vozidlách (EV).
Správne nafúknutie pneumatík zníži valivý odpor, čím umožní vozidlu efektívnejšie prevádzkovať. Senzory tlaku v pneumatikách pomáhajú udržiavať optimálny tlak, čím sa zvyšuje hospodárnosť spotreby paliva až o 1,4 % pre vozové parky.
Elektromobily predstavujú výzvy, ako je tepelná interferencia a zvýšené opotrebovanie spôsobené vyššou hmotnosťou vozidla v nepohybe a okamžitým krútiacim momentom. Pokročilé systémy TPMS tieto problémy riešia prostredníctvom tepelnej kompenzácie a presného monitorovania.
Niekoľko globálnych povinností, vrátane predpisov NHTSA v USA a európskych predpisov, vyžaduje systémy TPMS vo všetkých nových vozidlách, čo stimuluje široké zavádzanie a inovácie v oblasti senzorovej technológie.
EN