¿Qué es el sistema de control de la presión de los neumáticos (TPMS)? ¿Cómo funciona?

Hay muchas características/elementos de seguridad en un automóvil moderno, como bolsas de aire, cinturones de seguridad, ABS, etc. que nos ayudan a llegar a nuestro destino de manera segura. Una de esas características que está llamando mucho la atención tanto de los fabricantes como de los clientes es el sistema de control de la presión de los neumáticos o TPMS. Inicialmente era una función de lujo, pero las altas tasas de fallas de ciertas marcas de neumáticos en los EE. UU. a principios de la década de 1990 (y una ley posterior a este incidente) hizo que los fabricantes de automóviles agregaran la función TMPS. Pero, ¿qué es el sistema de control de la presión de los neumáticos? ¿Cómo funciona el sistema de control de la presión de los neumáticos? Veremos más detalles sobre TMPS en esta guía.

Introducción

Los neumáticos son uno de los componentes críticos de un automóvil. Pero, lamentablemente, también son una de las partes del automóvil más ignoradas por muchos propietarios/conductores. Una llanta mal inflada no solo es un problema de seguridad, sino que también afecta el rendimiento del automóvil, el consumo de combustible y la vida útil de la llanta.

Mantener una buena (y adecuada) presión de los neumáticos según las sugerencias del fabricante conducirá a una conducción cómoda. Un neumático puede perder su presión debido a objetos extraños como clavos, debido a válvulas defectuosas, hilos defectuosos o incluso neumáticos envejecidos.

Todos los propietarios de automóviles deben controlar y mantener regularmente la presión de los neumáticos de su automóvil. Para ayudarlos con esto, varios fabricantes están integrando el Sistema de monitoreo de presión de neumáticos (TPMS) en los automóviles.

¿Qué es el sistema de control de la presión de los neumáticos (TPMS)?

TPMS o Tire Pressure Monitoring System como su nombre lo indica, monitorea la presión de todas las llantas de un automóvil y si alguna llanta tiene baja presión, enciende una luz de advertencia en el panel de instrumentos. Según la Ley TREAD (Transport Recall Enhancement Accountability and Documentation) de 2000, todos los automóviles nuevos en los EE. UU. a partir de 2008 deben estar equipados con un TPMS.

Algunas unidades TPMS tienen un sensor montado en cada vástago de válvula, mientras que otras unidades tienen un sensor sujeto al centro de cada llanta con la unidad de detección principal directamente opuesta al vástago de válvula.

Independientemente de la posición del sensor, todos detectan los cambios en la presión de los neumáticos y, si cae por debajo de cierto valor, las unidades del sensor envían una señal de RF a un receptor, que generalmente se encuentra debajo del tablero. Esta unidad receptora comunica la ECU del automóvil y activa una luz de advertencia en el panel de instrumentos.

La mayoría de las implementaciones modernas de TMPS son mejores, ya que puede ver la presión real de los neumáticos individuales en el panel de instrumentos (generalmente en una pequeña pantalla de información múltiple) o en la pantalla de información y entretenimiento.

Necesidad de TMPS

Los neumáticos desinflados son una de las principales causas de accidentes. Cuando la presión es baja, la llanta se daña y esta falla aumentará la distancia de frenado o hará que el vehículo pierda el control. La distancia entre la llanta y el suelo es de unos 10 cm y está cubierta por capas de aire y neumáticos. Debido a este diseño, muchos conductores no pueden juzgar fácilmente la presión de los neumáticos correctamente.

Un sistema de control de la presión de los neumáticos ayuda a los conductores alertándolos sobre los neumáticos desinflados. Este sistema se ha hecho obligatorio en varios países/mercados de automóviles, como EE. UU., la Unión Europea, Corea del Sur, Rusia, Indonesia, etc. Esperamos que varios países más intenten exigir esta función de seguridad lo antes posible.

¿Cómo funciona el sistema de control de la presión de los neumáticos?

Para entender cómo funciona un Sistema de Monitoreo de Presión de Neumáticos o TPMS típico, primero debemos echar un vistazo a los diferentes tipos de TPMS. Podemos dividir los TPMS disponibles hoy en día en dos tipos:

  • TPMS directo
  • TPMS indirecto

En un TPMS directo, cada neumático tiene su propio sensor de presión, conectado al vástago de la válvula (desde el interior) o sujeto al centro de la llanta. Este sensor de presión monitorea continuamente la presión de los neumáticos y los resultados se mostrarán en la pantalla del conductor.

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Un TPMS indirecto, por otro lado, utiliza el sensor de velocidad de rueda ABS para medir la velocidad de todos los neumáticos y compara las diferencias entre ellos. Este sistema no es el más preciso y es adecuado para velocidades de hasta 60 mph.

Ahora exploraremos más sobre estos dos sistemas y comprenderemos cómo funciona el Sistema de monitoreo de presión de neumáticos.

TPMS directo

Un sistema de control directo de la presión de los neumáticos (dTPMS) tiene cuatro módulos de neumáticos conectados a la parte posterior del vástago de la válvula (desde el interior) de los cuatro neumáticos. Un módulo de neumáticos es esencialmente una combinación de tres componentes.

  • Sensor de presión piezorresistivo
  • IC de procesamiento/acondicionamiento de señal
  • Transmisor de radiofrecuencia

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El sensor de presión es un componente MEMS (Sistema Micro Electro Mecánico) formado por un diafragma de silicio intercalado entre dos capas de vidrio. Las variaciones de presión harán que el diafragma se arquee y otros componentes medirán esta tensión mecánica.

Si está familiarizado con sensores y transductores, su salida es muy baja, generalmente en microvoltios. El IC de procesamiento de señales amplificará esta señal y también la convertirá en un valor digital.

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A continuación, un transmisor UHF integrado o discreto (basado en SAW o PLL) transmitirá los datos a una unidad receptora. Una forma sencilla de implementar la unidad receptora TPMS es integrarla con el sistema de entrada remota sin llave, ya que comparten una funcionalidad similar (y también para reducir costos). La unidad receptora se comunica con la ECU y muestra la presión de los neumáticos en la pantalla del conductor.

TPMS indirecto

Mientras que el sistema de control directo de la presión de los neumáticos utiliza sensores de presión individuales y dedicados con cada neumático, el sistema de control indirecto de la presión de los neumáticos (iTPMS) se basa en el ABS (sistema de frenos antibloqueo) existente para detectar la presión de los neumáticos. Pero, ¿cómo es esto posible?

Sabemos que uno de los trabajos importantes de los sensores de rueda ABS es detectar su velocidad de rotación. Un TPMS indirecto hace uso de estos datos. Como la velocidad de rotación del neumático es directamente proporcional a su presión, un neumático con baja presión tiene un diámetro menor.

iTPMS calcula la diferencia entre las velocidades de rotación de los neumáticos y determina si algún neumático tiene baja presión o no.

Aunque el TPMS indirecto es menos costoso de implementar que el sistema de monitoreo directo de la presión de los neumáticos, la precisión no es tan buena y funciona mejor solo si el automóvil tiene ABS de 4 canales. Puede agregar fácilmente un TPMS indirecto a un automóvil con sistema ABS de 4 canales a un costo significativamente menor que un TPMS directo.

Conclusión

El sistema de control de la presión de los neumáticos o TPMS es una característica de seguridad de los automóviles modernos que supervisa continuamente la presión de los neumáticos y le informa al conductor si alguno de los neumáticos no está inflado. Vimos lo básico de TPMS, diferentes tipos de TPMS (directos e indirectos) y también cómo funciona el Sistema de monitoreo de presión de neumáticos.

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