PERIODICO TECNICO IL MONITORAGGIO DELLA PRESSIONE DEI PNEUMATICI

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1 PERIODICO TECNICO IL MONITORAGGIO DELLA PRESSIONE DEI PNEUMATICI GENERALITA Il pneumatico del veicolo e così la pressione dello stesso è un fattore di sicurezza determinante in un veicolo che non è soggetto ad un controllo periodico. I pneumatici rappresentano un fattore critico fra le ragioni tecniche per incidenti con danni fisici o danni materiali nelle statistiche di incidente. I primi tentativi di introdurre sistemi per controllo di pressione dei pneumatici non ha riscosso successo a causa di una funzionalità insufficiente (calcolo valori di soglia elettro-meccanici), o costi eccessivi. E solamente negli ultimi anni che il progresso nella miniaturizzazione di parti elettroniche e l'aumento della capacità delle batterie, ha permesso lo sviluppo di sensori alimentati a batteria che sono installati in pneumatici automobilistici ed emettono dati attraverso alta-frequenza. I sistemi di monitoraggio basati su questo principio possono essere realizzati a costi che permettono una distribuzione su larga scala. 1

2 Nel 1992, i fabbricanti di macchine AUDI, BMW, DAIMLERCHRYSLER, PORSCHE e Volkswagen stabilirono un workgroup per lo sviluppo di un sistema di monitoraggio pressione di pneumatico con l obiettivo di definire uno standard per le funzioni di base per creare i requisiti indispensabili per un sistema economico di standardizzazione dei componenti. Descrizione delle funzioni Il sistema di monitoraggio pneumatici è applicata per il controllo permanente della pressione di pneumatico durante la guida e anche durante periodi di sosta. Un sistema elettronico installato all'interno del pneumatico misura la pressione del pneumatico e la temperatura in intervalli regolari e trasmette le informazioni ad un'unità di controllo centrale in termini di una trasmissione ad alta frequenza di linea. L'unità di controllo valuta i dati entranti e trasmette le informazioni al conducente, se richiesto. Nel caso di foratura, al conducente è fornito un avvertimento, e viene anche informato quando la pressione di pneumatico dovrebbe essere corretta. I vantaggi di questo sistema di monitoraggio della pressione dei pneumatici sono: - La sicurezza Un primo avvertimento è dato nel caso di perdita lenta di pressione. L'esplosione di un pneumatico dovuto a schiacciamento causato da guida veloce a pressione di pneumatico bassa viene così evitata.il 85% dei casi nei quali avviene lo scoppio di un pneumatico sono la conseguenza di perdite di pressione lente. Nel caso di una foratura improvvisa durante la guida al conducente verrà dato un avvertimento immediato. Se accade una foratura quando il veicolo è fermo in sosta, al conducente verrà dato un avvertimento quando riprenderà la marcia. Se una macchina è dotata di pneumatici di emergenza speciali, il conducente non dovrà fermarsi nel caso di una foratura, ma può continuare per una distanza limitata a velocità ridotta. In tali casi, comunque la trazione laterale dei pneumatici si deteriorerà. C'è la possibilità che il conducente non faccia caso alla perdita di pressione e continui per una distanza troppo lunga o ad una velocità eccessiva. Per questa ragione, tali pneumatici devono in tutte le circostanze essere dotati di un sistema di monitoraggio. In aggiunta, il sistema di monitoraggio può essere combinata con un sistema di avvertimento che sarà attivato se qualcuno tenta di danneggiare il pneumatico. - Il comfort Attualmente, il manuale del conducente consiglia di controllare la pressione del pneumatico ogni due settimane. Il controllo permanente della pressione del pneumatico riduce la frequenza dei controlli. L utilizzo faticoso dell'attrezzatura di gonfiaggio e la rimozione dei tappi di valvola si eseguirà solamente quando davvero è necessario. 2

3 La pressione di pneumatico propriamente regolata garantisce un comfort di guida ottimale in relazione al rumore di rotolamento, la suscettibilità alle sollecitazioni verticali ed all'influenza di deformazioni dell'asfalto. Dopo un cambio di ruote (es ruote invernali) il sistema è capace riconoscere automaticamente le ruote nuove ed assegnare la loro posizione di montaggio. A scelta, il pneumatico di ricambio può essere incluso in questo sistema di controllo. - Vita ed economia di utilizzo. La pressione di pneumatico corretta minimizzerà l'usura del pneumatico. Una riduzione di pressione di 0.3 sbarra ridurrà la vita di servizio di pneumatici fino ad un 25%. Il consumo di combustibile sarà ridotto. Controllo di pressione di pneumatico durante la guida La funzione principale di questo sistema è il controllo permanente della pressione di pneumatico durante la guida. La pressione di pneumatico potrà o essere controllata o inserita dal conducente e sarà trasmessa al sistema premendo un bottone, oppure è presente come una specifica pressione predefinita. La pressione predefinita è controllata dal sistema per plausibilità prima di accettare questo valore (paragone della pressione rilevata su ogni asse). Se la pressione di pneumatico è corretta, le pressioni nuove saranno usate come la base per il processo di controllo. Altrimenti, il conducente è avvertito di eseguire una correzione. Durante servizio sotto condizioni normali, la pressione di pneumatico cambia lentamente. Tipicamente la pressione decresce gradualmente, A conseguenza di un fenomeno di diffusione che è riconosciuta affidabilmente dal sistema quando i valori precipitano sotto le rispettive soglie di avvertimento. In generale, scoppio di pneumatici come una conseguenza di predanneggiamento che ha effetto in combinazione con una pressione insufficiente. Ci sono rarai casi nei quali la perdita di pressione accade in un periodo estremamente corto, ad esempio quando avviene lo scoppio del pneumatico. In questo caso, il conducente si accorgerà delle reazioni del veicolo prima che lui sarà capace di agire sul sistema di controllo più rapido realizzabile Warning Nel calcolo dei limiti d'avvertimento, il rapporto isocorico fra pressione e temperatura è usato. Una precisione d'avvertimento continua può essere mantenuta così durante un range di temperature largo. Il sistema calcola i valori limite applicabili per la temperatura corrente della gomma dalla pressione calcolata e dalla temperatura di calibrazione. Se i valori cadono sotto i limiti rispettivi, l'unità di controllo trasmetterà i 3

4 segnali corrispondenti al sistema d'informazione del conducente a dipendenza della differenza di pressione. Vi sono due tipi di warning causati dalla pressione bassa: - Remind (Avvertimento leggero) La caratteristica di questa condizione operativa di remind è una pressione ridotta, che tuttavia, permette una guida sicura, al conducente viene consigliato di regolare la pressione quando c è la possibilità, sia girando la chiave in posizione I sia durante la guida. - Foratura (Avvertimento pesante) La caratteristica della condizione operativa foratura è di non garantire la guida in sicurezza. Al conducente viene chiesto di fermarsi e verificare lo stato delle gomme. Tipica variazione della pressione in dipendenza del tempo con indicata la transizione dall avvertimento leggero a quello pesante. Riconoscimento ruote indipendente e assegnazione posizione Ruota A seconda delle varie tipologie di sistemi di monitoraggio presenti sui vari tipi di veicoli vi è la possibilità di trovare il riconoscimento automatico e il rilevamento delle ruote montate al veicolo, oppure il riconoscimento è da effettuarsi mediante attrezzatura diagnostica. Per questo scopo, il sistema elettronico di ogni ruota trasmette un proprio rispettivo segnale. In seguito ad una valutazione statistica della ricezione informazioni, il sistema riconosce quale tipologia di sistemi elettronici è stata installata nel veicolo (riconoscimento indipendente di ruota), e il loro posizionamento (assegnazione della posizione). Durante il riconoscimento di ruota indipendente, le ruote del veicolo vengono identificate. I segnali ricevuti dal sistema elettronico di ogni ruota vengono elaborati. Se gli specifici requisiti statistici vengono verificati il sistema elettronico è riconosciuto come ruota. 4

5 L'assegnazione di posizioni in un sistema di ruota elettronica avviene nei termini di una valutazione statistica dell'intensità ricevuta sulle antenne individuali in ogni ruota. Se l'assegnazione è stata determinata chiaramente, le posizioni sono immagazzinate in un'unità di memoria nonvolatile. Quando la chiave viene girata, il processo comincerà nel seguente ordine. Se una ruota nuova è stata montata, il sistema deve riinformare le sue ruote e determinare i posizionamenti di nuovo. Appena le specifiche condizioni statistiche sono state confermate, la ruota originariamente installata viene rimossa dall'elenco ruote e poi la ruota di recente installazione viene inclusa nell'elenco. Il controllo viene eseguito solamente durante la guida per evitare le influenze sulla macchina in stazionamento da parte di veicoli parcheggiati nelle vicinanze che adottino lo stesso sistema. - Funzioni di controllo durante la sosta Dopo che l'avviamento è stato chiuso, l'unità di controllo viene messa in una modalità "economy". L'unità di controllo è attivata poi un istante prima che arrivino i segnali di dati regolari delle sue ruote. Quando l'unità ha ricevuto questi segnali, l'unità di controllo ritorna in posizione di economia. In conclusione, le funzioni seguenti vengono realizzate: - Avvertimento in caso di una foratura prima dell'avviamento: Una valutazione normale del valore di pressione misurato si eseguirà quando la macchina è accesa, ed un rispettivo avvertimento viene dato, se richiesto. - Opzionalmente, il sistema di controllo del pneumatico può essere combinato con un'attrezzatura di avvertimento che sarà attivata se qualcuno tenta di danneggiare il pneumatico. COMPONENTI DEL SISTEMA Un sistema di monitoraggio pressione comprende generalmente: - 4 o 5 valvole di alluminio - 4 o 5 unità elettroniche nelle ruote (sensori e ricetrasmettitori ad alta frequenza) - 4 o 5 antenne riceventi - cavo di collegamento appropriato per trasmissioni ad alta frequenza - unità di controllo ECU - Sistema di elettronica su ruota Ogni sistema di elettronica su ruota ha un codice individuale (ID) che è trasmesso con ogni comunicazione. Inoltre, il segnale di dati include informazioni sulla durata rimanente della batteria. Normalmente,il sistema di monitoraggio ruota misura la pressione del pneumatico e la temperatura approssimativa dell'aria nel pneumatico ogni tre secondi 5

6 Esempio di sensore di pressione montato su pneumatico veicolo. - Centralina di controllo (ECU) La centralina di controllo consiste in un modulo ricevitore ad alta frequenza, un modulo con un controller a microprocessore e una interfaccia di diagnosi con bus di scambio dati. Elabora i dati ricevuti e trasmette le informazioni al sistema di visualizzazione del conducente. 6

7 DIAGNOSI Qui di seguito è possibile vedere un esempio di diagnosi di SISTEMA ELETTRONICO DI MONITORAGGIO PRESSIONE attraverso l ST-6000 Brain Bee Scan tool 7

8 Attraverso la diagnosi SISTEMI DI MONITORAGGIO PRESSIONE PNEUMATICI è possibile accedere alle INFO ECU del sistema montato, diagnosticare gli errori presenti, ed effettuare la loro cancellazione, leggere i parametri e gli stati, effettuare ATTIVAZIONI e REGOLAZIONI di settagli di pressione e temperature. E inoltre possibile, per i veicoli per i quali è necessario effettuare il riconoscimento delle nuove ruote montate o su cui si effettua una rotazione delle stesse, (es. RENAULT Laguna II, CITROEN C4,ecc.) utilizzare l accessorio optional ST-900 (La funzione di ST-900 è quella di attivare, attraverso, un impulso radio, il sensore presente all interno del pneumatico consentendo tutte le operazioni di adattamento.) 8