TPMS od podszewki

TPMS © Huf GmbH

Udostępnij:

Tire Pressure Monitoring System zdążył się już na dobre zadomowić w samochodach, podobnie jak układy ABS czy ESP. I choć w Europie wymóg obowiązkowego stosowania systemów monitorowania ciśnienia w oponach nowo wprowadzanych pojazdów osobowych został wprowadzony stosunkowo niedawno (1 listopada 2014 r.), jest to pomysł dość stary. Pierwszym seryjnym samochodem wyposażonym w system pomiaru ciśnienia było Porsche 959 z 1986 roku.

Zadaniem systemu TPMS jest kontrolowanie chwilowego ciśnienia w oponach pojazdu oraz informowanie kierowcy w przypadku wystąpienia nieprawidłowości – najczęściej ubytku ciśnienia.

Ktoś mógłby powiedzieć, że wprowadzenie obowiązku stosowania pomiaru ciśnienia w oponach jest podyktowane tylko i wyłącznie chęcią zysku producentów takich systemów. Ale odpowiedzmy sobie uczciwie na pytanie: kiedy sami ostatnio sprawdzaliśmy ciśnienie w oponach naszego samochodu? Przeciętny kierowca nie jest w stanie wyczuć w trakcie jazdy ubytku ciśnienia w kołach, a w przypadku opon niskoprofilowych jest on jeszcze trudniejszy do zauważenia. Według statystyk ponad 50% samochodów osobowych w Europie porusza się z niższym ciśnieniem niż jest wymagane.

Prawidłowe ciśnienie w oponach wpływa na prowadzenie pojazdu, bezpieczeństwo czynne, zużycie paliwa, a także żywotność samych opon. Nieprawidłowe ciśnienie negatywnie oddziałuje na zachowanie pojazdu w takich sytuacjach jak hamowanie czy nagła zmiana kierunku. Niedopompowana opona nagrzewa się w trakcie jazdy. Poza tym na skutek nienormatywnego odkształcenia następuje degradacja jej struktury wewnętrznej, a także szybsze zużywanie bieżnika. To wszystko wpływa na bezpieczeństwo użytkowników dróg. Pamiętajmy, że powierzchnia styku czterech kół z nawierzchnią drogi jest zbliżona rozmiarem do kartki A4. Warto zatem przyjrzeć się temu tematowi.

W związku z tym, że przeciętny kierowca rzadko kiedy regularnie sprawdza stan opon zaczęto stosować elektroniczny pomiar ciśnienia, który w zależności od typu na bieżąco sprawdza ciśnienie lub różnice ciśnienia w oponach. W przypadku stwierdzenia nieprawidłowości kierowca jest informowany o tym za pomocą odpowiedniej lampki TPMS znajdującej się na desce rozdzielczej. W bardziej rozbudowanych wersjach systemu może on też na bieżąco obserwować ciśnienie i temperaturę w poszczególnych oponach.


Funkcjonowanie

Systemy monitorowania ciśnienia możemy podzielić na dwie główne grupy różniące się zasadą działania.
System pośredni działa w oparciu o czujniki prędkości obrotowej koła systemu ABS. Jego zadaniem jest porównywanie liczby obrotów kół w jednostce czasu. Jaki to ma związek z ciśnieniem w oponie? Im wyższe jest ciśnienie, tym większa jest średnica koła i tym mniej obrotów w jednostce czasu wykona koło. Ta sama zasada obowiązuje także w drugą stronę: im niższe będzie ciśnienie, tym mniejsza będzie średnica koła, a co za tym idzie, koło wykona więcej obrotów w jednostce czasu. Sterownik systemu porównuje różnice w liczbie obrotów kół i w przypadku niezgodności informuje kierowcę odpowiednim komunikatem na desce rozdzielczej.

Wadą tego rozwiązania jest swego rodzaju uproszczenie – system nie mierzy faktycznego ciśnienia w oponach, a jedynie różnicę w średnicy jednego z kół i na tej podstawie sygnalizuje, że nastąpił spadek ciśnienia. A co w przypadku, gdy ciśnienie we wszystkich oponach jest za niskie? System pośredni nie zidentyfikuje tej sytuacji jako nieprawidłowej, ponieważ nie stwierdzi różnicy w średnicy kół. Poza tym pomiar pośredni jest obarczony dużym błędem oraz opóźnieniem w działaniu. Zdarzało się już, że kontrolka systemu informowała kierowcę o nieprawidłowym ciśnieniu w jednym z kół po przejechaniu kilkudziesięciu kilometrów i to pomimo spadku ciśnienia o ponad 1 bar. Do zalet tego rozwiązania należą z kolei niskie koszty producenta pojazdu, a także bezobsługowość i brak wydatków po stronie użytkownika.
W przeciwieństwie do niego system bezpośredni działa w oparciu o czujniki ciśnienia zainstalowane w oponach, najczęściej zintegrowane z zaworami. Typowy sensor TPMS zawiera czujnik ciśnienia, moduł komunikacji radiowej, baterię zasilającą oraz zawór gumowy lub metalowy. Zdarzają się także sensory instalowane na feldze za pomocą stalowej opaski, mocowane/klejone na wewnętrznej powierzchni opony lub nakręcane zamiast kapturka zaworu.

Jak działa taki system? Sensor zamontowany w każdym z kół wykonuje cykliczne pomiary ciśnienia i temperatury, a następnie transmituje te dane do centrali TPMS. Zazwyczaj w trakcie jazdy pomiar wykonywany jest co 3–5 sekund, a transmisja jest realizowana co 60 sekund. W przypadku ubytku ciśnienia poniżej zaprogramowanego progu dane transferowane są natychmiastowo. W niektórych rozwiązaniach pomiar jest wykonywany także w trakcie postoju – co 10–15 minut, a dane są transmitowane co godzinę. System informuje wtedy kierowcę o ubytku ciśnienia zaraz po uruchomianiu pojazdu. Istnieją także bardziej rozbudowane i precyzyjne układy pomiarowe stosowane w pojazdach o zacięciu sportowym, np. system Beru F1 instalowany m.in. w Maserati, Ferrari czy Bentleyach.

Czas działania współczesnych czujników wynosi ok. 5–7 lat lub 150 tysięcy kilometrów. Podyktowane jest to żywotnością wbudowanej baterii. Najczęściej stosowane są niewielkie ogniwa litowe o napięciu pracy 3 V. W celu oszczędzania energii niektórzy producenci stosują tzw. tryb uśpienia, w którym sensor nie wykonuje pomiarów ani transmisji danych do czasu wykrycia ruchu obrotowego koła lub inicjalizacji przez centralę TPMS. Niestety ze względu na konieczność zachowania wysokiej odporności na działanie wilgoci oraz wibracji czujniki są umieszczone w szczelnej obudowie i nie przewidziano możliwości wymiany baterii. Jej stan można zbadać za pomocą urządzenia przeznaczonego do diagnostyki systemu TPMS.

Poza samymi sensorami pojazd musi być wyposażony także w szereg innych elementów – centralkę TPMS, anteny nadawczo-odbiorcze i okablowanie. Powoduje to wzrost jego ceny oraz stopnia skomplikowania konstrukcji, a poza tym generuje dodatkowe koszty związane z obsługą pojazdu wyposażonego w taki rodzaj systemu TPMS. Zamienny komplet kół wiąże się bowiem z koniecznością zakupu dodatkowych sensorów, a zużyta bateria wymusza wymianę całego czujnika. W przypadku aut powypadkowych bardzo często dochodzi z kolei do uszkodzenia anten nadawczo-odbiorczych lub nawet central TPMS.

Skąd centrala pojazdu wie, że dany sensor jest zainstalowany w określonym kole? Każdy czujnik ma swój indywidualny numer, zwany numerem ID. Jest on również zapisany w centrali TPMS wraz z informacją o położeniu danego koła w pojeździe. Jak „wpisać” do centrali TPMS numer ID w przypadku wymiany sensora na nowy albo po zalecanej okresowej rotacji kół? W zależności od producenta pojazdu jest na to kilka możliwości. Część samochodów ma funkcję tzw. autolokacji w jednym ze standardów: LOS, PAL, WAL lub SAL. Mówiąc krótko: pojazd sam rozpoznaje umiejscowienie poszczególnych czujników przy udziale kierowcy (przez wymuszenie trybu przyuczania za pośrednictwem menu ustawień pojazdu) lub automatycznie – bez udziału kierowcy. Proces ten realizowany jest w trakcie jazdy. Kolejną grupą są pojazdy, które wymagają podłączenia urządzenia diagnostycznego i „wpisania” numerów ID oraz odpowiadających im pozycji kół do centrali TPMS. Zaś w samochodach z trzeciej grupy wprowadzenie centrali TPMS w tryb „nauki” wymaga zazwyczaj zastosowania szeregu czynności (odpowiedniej sekwencji naciśnięć przycisków na desce rozdzielczej, uruchomienia zapłonu, naciśnięcia pedału hamulca itp.). Gdy tryb ten zostanie uruchomiony, należy w odpowiedniej kolejności wzbudzić każdy z czujników za pomocą urządzenia diagnostycznego TPMS.


TOP w kategorii




Co z czym i dlaczego?

W chwili obecnej na rynku OE dostępnych jest ponad 300 różnych czujników ciśnienia przeznaczonych do poszczególnych marek i modeli pojazdów. Producenci systemów TPMS także mają swój udział we fragmentacji tego segmentu rynku. Nie ma tu reguły: niektóre czujniki poprawnie pracują z kilkudziesięcioma modelami pojazdów danej marki lub nawet kilku marek, a inne współpracują tylko z jednym określonym modelem samochodu. Ponadto zdarza się, że w trakcie produkcji danego pojazdu zmienia się dostawca systemu TPMS. Powoduje to, że na początku trudno odnaleźć się w tym temacie. Na domiar złego czujniki różnią się nie tylko kształtem czy rodzajem mocowania zaworu, ale również protokołami, za pomocą których komunikują się z samochodem. Dodatkowo na rynku występują sensory o różnych częstotliwościach transmisji danych – 315 MHz oraz 433 MHz.

Ogólnie przyjmuje się, że pojazdy przeznaczone na rynek europejski pracują na częstotliwości 433 MHz, a te dostarczane na pozostałe rynki – 315 MHz. Należy jednak mieć na uwadze, że niektóre samochody europejskie produkowane na rynek np. amerykański mogą pracować na częstotliwości 315 MHz, a inne – na 433 MHz. Podobnie jest z pojazdami amerykańskimi przeznaczonymi na rynek europejski. W przypadku wątpliwości najlepiej podeprzeć się tabelą doboru producenta czujnika lub samochodu bądź skorzystać z urządzenia diagnostycznego do obsługi TPMS. Do głównych wytwórców czujników TPMS na rynku pierwotnym należą firmy: Continental-VDO, Huf (Beru-Huf), Pacific, Schrader i TRW.

Sensory uniwersalne

Całe szczęście, że producenci wpadli na pomysł, by na rynku wtórnym stosować sensory uniwersalne, które można zaprogramować pod konkretny pojazd. Mogą one w większości przypadków zastąpić oryginalne czujniki. Producentów tego typu części jest kilkunastu. Do najbardziej rozpoznawalnych na polskim rynku należą: Aligator, Autel, CUB, Hamaton, Huf, Mobiletron i Schrader. Każdy z nich ma nieco inne pokrycie rynku, czyli liczbę obsługiwanych marek i modeli. Ich produkty różnią się także procedurą i szybkością programowania. Odpowiednie tabele i informacje o czujnikach uniwersalnych można znaleźć np. na stronie www.sensorytpms.pl. Oczywiście, by zaprogramować sensor, należy posiadać specjalistyczne urządzenie do programowania czujników TPMS.

Praktyka czyni mistrza

Jak przebiega demontaż i montaż opony, gdy koło wyposażone jest w czujnik TPMS? Proces ten jest bardzo podobny do standardowej procedury. Należy jednak zwrócić szczególną uwagę, by odbijakiem, stopką montażownicy czy łyżką nie uszkodzić mechanicznie czujnika. W przypadku wykorzystania ponownie tego samego sensora należy wymienić zestaw uszczelnień i nakrętek zaworu. Jeśli gwint zaworu metalowego jest uszkodzony, należy taki zawór wymienić w całości. Na rynku dostępne są odpowiednie zestawy naprawcze oraz całe zawory pasujące do danego modelu czujnika. Warto także pamiętać, by w trakcie mocowania zaworu na feldze oraz dokręcania czujnika do zaworu używać wkrętaka i klucza dynamometrycznego. Zbyt słabe dokręcenie nakrętki mocującej zawór metalowy do felgi może pod wpływem wibracji spowodować utratę szczelności połączenia zawór–felga. Z kolei jeśli użyjemy zbyt dużej siły, możemy uszkodzić uszczelkę lub gwint. Podobnie rzecz ma się z połączeniem czujnika z zaworem, realizowanym często przy zastosowaniu wkręta Torx T10. Użycie odpowiedniej siły pozwoli pewnie zamocować sensor na zaworze bez ryzyka uszkodzenia lub poluzowania czujnika.

Co zrobić w przypadku, gdy sam sensor nie funkcjonuje prawidłowo albo przestał działać z powodu rozładowanej baterii lub uszkodzenia mechanicznego? Należy taki czujnik wymienić – najlepiej na sensor uniwersalny.
Przyjrzyjmy się bliżej tej procedurze. Najprostszą metodą jest wykonanie kopii uszkodzonego sensora – tzw. klona. Nie musimy wtedy „przyuczać” pojazdu do nowego sensora. Zidentyfikuje on go bowiem jako oryginalny.
1. Za pomocą urządzenia diagnostycznego do obsługi TPMS wybieramy markę, model i rok produkcji pojazdu.
2. Odczytujemy numer ID za pomocą funkcji „aktywacji” oryginalnego czujnika.
3. Programujemy nowy czujnik, korzystając z procedury kopiowania (klonowania) numeru ID.
Co należy zrobić w przypadku, gdy sensor jest uszkodzony lub bateria się rozładowała i nie możemy odczytać numeru ID?
Producenci sensorów OE zazwyczaj umieszczają wygrawerowany lub nadrukowany numer ID na obudowie czujnika. Aby zaprogramować uszkodzony czujnik, trzeba go odczytać bezpośrednio z urządzenia, a następnie ręcznie wprowadzić do systemu.

 

Ilustracja 1. Obsługa czujnika TPMS zaczyna się od wyboru pojazdu w testerze przeznaczonym do programowania i klonowania czujników. © www.sensorytpms.pl

 

Ilustracja 1. Obsługa czujnika TPMS zaczyna się od wyboru pojazdu w testerze przeznaczonym
do programowania i klonowania czujników.
Źródło: www.sensorytpms.pl

 

© www.sensorytpms.pl

 

Ilustracja 2. Kolejnym krokiem jest odczyt danych z oryginalnego czujnika.
Źródło: www.sensorytpms.pl

 

© www.sensorytpms.pl

 

Ilustracja 3. Klonowanie polega na skopiowaniu numeru ID oraz odpowiedniego protokołu komunikacyjnego
z jednego czujnika na drugi. Dzięki temu możemy zastąpić stary sensor nowym.
Źródło: www.sensorytpms.pl

 

© www.sensorytpms.pl

 

 

Ilustracja 4. W przypadku niektórych urządzeń diagnostycznych mamy możliwość wpisania numeru ID „ręcznie”.
Źródło: www.sensorytpms.pl

 

© www.sensorytpms.pl

 

 

Ilustracja 5. Czujniki z zaworem gumowym i metalowym.
Źródło: www.sensorytpms.pl

 

© www.sensorytpms.pl

 

 

Ilustracja 6. Sensor OE i uniwersalny Lexus LS 2012
– w czerwonej ramce znajduje się numer ID.
Źródło: www.sensorytpms.pl

 

© www.sensorytpms.pl

 

Ilustracja 7. Urządzenia diagnostyczne do obsługi TPMS.
Źródło: www.sensorytpms.pl

Podsumowanie

Jak mogliśmy się zorientować, TPMS nie jest niczym strasznym, a jedynie kolejnym komponentem samochodu. Jak w każdej dziedzinie techniki, również i tutaj znajdziemy pewne niuanse spowodowane mnogością rozwiązań stosowanych przez poszczególnych producentów pojazdów oraz sensorów. Nasycenie rynku pojazdami wyposażonymi w czujniki ciśnienia cały czas wzrasta, warto więc już teraz zainteresować się metodami i procedurami obsługi tego systemu. Dobór odpowiedniego urządzenia do obsługi TPMS i diagnozowanie bardziej skomplikowanych usterek to temat na kolejny artykuł.

Udostępnij:

Drukuj





Piotr Szwarc



Chcesz otrzymać nasze czasopismo?
Zamów prenumeratę
Zobacz również