Czujniki ciśnienia w oponach czyli TPMS (ang. Tyre Pressure Monitoring System) bo takiego skrótu używa się na polskim rynku to dla wielu nowość choć system ten funkcjonuje już w Europie od 2014 roku i jest obowiązkowym wyposażeniem każdego wyprodukowanego auta po tej dacie.
Ujmując rzecz najprościej TPMS kontroluje stan ciśnienia w oponie pojazdu oraz informuje, czy ciśnienie jest prawidłowe, co wpływa na bezpieczeństwo kierowcy i pasażerów, komfort podróżowania, mniejsze zużycie opon oraz na „apetyt” naszego pojazdu na paliwo.
W związku z powyższym na rynku pojawiły się czujniki ciśnienia w oponach, kontrolujące na bieżąco ciśnienie lub różnicę ciśnień w zależności od rodzaju posiadanego systemu. Kierowca jest informowany o aktualnym stanie ciśnienia i może szybko zareagować. Aby jednak zrozumieć informację przekazaną przez komputer pokładowy należy zrozumieć i poznać posiadany system kontrolujący ciśnienie.
Systemy kontrolowania ciśnienia w pojazdach dzielimy na dwa rodzaje. Oba oczywiście mają do wykonania to samo zadanie, jednak ze względu na wykorzystywane urządzenie pomiarowe wyróżniamy systemy :
- bezpośrednie
- pośrednie
System TPMS bezpośredni (aktywny)
Wariant najbardziej precyzyjny wymagający jednak większej uwagi oraz kontroli podczas montażu/demontażu opon , choć jego montaż i kontrola wymagają nieco więcej uwagi oraz niestety regularnymi i większymi kosztami.
Omawiany system to zespół czterech czujników umieszczonych w każdym kole (można czujnik również zamontować w kole zapasowym) które wysyłają sygnał o stanie opony z jej wnętrza w czasie rzeczywistym do urządzenia zamontowanego w pojeździe przetwarzając dane i wysyłając komunikat kiedy dochodzi do zaburzenia poprawności ciśnienia w oponie. W ten sposób kierowca widzi informacje o stanie ciśnienia w każdej z opon.
Jak działa czujnik ciśnienia opon w systemie bezpośrednim?
Za pomocą fal radiowych czujnik wysyła informacje do komputera pokładowego lub zamontowanego osobno odbiornika. Czujniki mogą być umieszczone za zaworem powietrznym lub zamocowane w obręczy.
Montowany w kole zawór musi składać się z czujnika temperatury, baterii oraz układu elektronicznego z nadajnikiem radiowym. Czujnik ciśnienia zamienia różnicę ciśnień na skoki, które transmitowane są na częstotliwości 434 MHz (313MHz- aut z rynku USA), do komputera pokładowego. Sygnał wysyłany jest średnio co 60 sekund. Zestrojenie poszczególnych czujników z komputerem jest bardzo dokładne, co skutkuje brakiem montażu dowolnej pozycji koła w samochodzie, a co za tym po każdej zamianie ogumienia system wymaga zresetowania i wczytania do niego nowych danych. Tymi czynnościami oczywiście powinien zajmować się przeszkolony serwisant korzystając z dedykowanych do tego programatorów.
Należy pamiętać o tym, im mimo wysokiej precyzji i szybkiej reakcji na każdą zmianę ciśnienia, niestety system ten ma kilka wad. Wśród nich to przede wszystkim problemy użytkowe. Przy każdej zamianie opon należy uprzedzić wulkanizatora o posiadanym systemie, ponieważ mogą one uleć uszkodzeniu podczas demontażu opony. Wulkanizator mając tą wiedzę ustawia koło w odpowiedniej pozycji do stopki montażowej ograniczając uszkodzenie czujnika podczas wychwytu stopki opony. Kolejnym z kosztów jest zaprogramowanie czujnika ciśnienia w oponach, czyli kalibracja nowych parametrów ( opony lub nowego czujnika).
System pośredni (pasywny)
To system który jest spornie postrzegany i kategoryzowany przez ekspertów świata motoryzacji. Z jednej strony jest tani i bezobsługowy czyli bardzo przyjazny dla przeciętnego użytkownika co czyni go doskonałym rozwiązaniem pod kątem użytkowania natomiast budzi pewne obawy w kontekście poprawności działania oraz czas reakcji który jest znacznie dłuższy niż w systemie aktywnym.
Jak działa system pośredni?
W skrócie wykorzystuje działanie obecnych systemów bezpieczeństwa jakimi są system ABS oraz ESP. Pośredni układ TPMS porównuje prędkość obrotową poszczególnych kół i wykrywa niskie ciśnienie w tych kołach, które muszą wykonać więcej obrotów od pozostałych. Opona o niższym ciśnieniu ma mniejszą średnicę, czyli podczas pokonywania pokonując tej samej drogi, musi wykonać większą liczbę obrotów.
Wady systemu pasywnego
Jedną z wad takiego systemu jest fakt, iż możemy kalibracji i potwierdzenia dokonać ręcznie co niesie ze sobą ryzyko ustawienia niepoprawnego „właściwego” ciśnienia w oponie.
Zatem punktem wzorcowym systemu pośredniego nie jest prawidłowe ciśnienie dla naszych kół, a jedynie moment, w którym uznaliśmy, że mamy już właściwe ciśnienie. W tym przypadku czujniki nie dadzą żadnej informacji o ciśnieniu wskazanym przez producenta, jedynie sugerują się naszą ręczną kalibracją, którą można wykonać np. z poziomu przycisków na desce rozdzielczej naszego auta.
Często taki pomiar „wzorcowy” może być błędny, a sygnał o zbyt niskim ciśnieniu otrzymamy w momencie gdy ciśnienie zmniejszy się o 20 % od wartości którą uznaliśmy za wzorcową.
Kolejna bolączka tego systemu to fakt iż nie jest on idealnie dopasowany do parametrów naszej opony jeśli była zamieniona na inną niż taka która była założona podczas wyjazdu auta z fabryki. Czyli jeśli ma działać poprawnie nie możemy pozwolić sobie na dowolny wybór opony tylko jesteśmy poniekąd zobowiązani do zastosowania tych samych opon które zamontował producent.
Istnieje jeszcze inny aspekt – czas reakcji. Badania przeprowadzone przez Department Of Transport (DOT) kierowca, potrzebuje średnio około 10 minut, by dojechać w bezpieczne miejsce.
Natomiast system pośredni TPMS potrzebuje kilku kilometrów aby stwierdzić utratę ciśnienia. Łącząc oba warunki istnieje możliwość całkowitej utraty powietrza zanim kierowca zdąży zareagować i podjąć odpowiednie działanie. Dodatkowo jeśli w każdym kole nastąpiło by ujście ciśnienia system nie rozpozna błędu ponieważ straci swój punkt odniesienia.
Eksploatacja obu systemów
Od zawsze wiadomo, że prostsze i niedoskonałe rozwiązania są tańsze. Nie inaczej jest w tym przypadku. Jeżeli nasz system ESP działa bez zarzutu, a ciśnienie we wszystkich oponach jest bardzo zbliżone wtedy nie ma żadnych problemów z systemem pośrednim. Trudniej ma się sprawa w systemie bezpośrednim, ponieważ czujniki narażone są nie tylko na uszkodzenia mechaniczne, ale również żywotność czyli mimo perfekcyjnej pracy musimy liczyć się z tym iż nasz czujnik stanie się bezużyteczny i czeka nas wymiana na nowy. Każdy producent przewiduje inną trwałość baterii, jednak jest to zależne od naszego korzystania z auta .Im częściej i więcej kilometrów to bateria w czujniku TPMS wyczerpie się szybciej. Można przyjąć że uśredniona żywotność czujnika zawiera się miedzy 3 a 6 latami użytkowania.
Ponadto system bezpośredni po każdej zamianie opon wymaga kalibracji, a nie każdy warsztat posiada do tego urządzenia. Logicznym jest to, że wulkanizator za taka operację weźmie dodatkowe pieniądze.
Czujniki średnio kosztują około 150–300 zł za sztukę, co w przypadku wymiany ze względu na zużycie baterii oznacza koszt rzędu około 1000 zł. Jeśli jeszcze dołożymy do tego optymalną sytuacje w której mamy czujniki zamontowane na drugim komplecie kół wtedy koszt robi się dość wygórowany patrząc z punktu typowego użytkownika.
Programowanie czujników TPMS
W przypadku każdej wymiany czujników TPMS lub nawet podczas sezonowego przekładania kół z zimowych na letnie zachodzi konieczność przeprogramowania czujników TPMS, aby pokładowy system nadzoru ciśnienia nie aktywował kontrolki ostrzegawczej.
Najważniejszymi funkcjami dostępnymi w niemal każdym urządzeniu do obsługi czujników TPMS jest programowanie oraz klonowanie. Ponieważ oba pojęcia często są ze sobą mylone, warto zapoznać się z ich zadaniami i charakterystyką.
Programowanie w centralce
Zacznijmy od funkcji programowania czujników TPMS w centralce. Jest to funkcja, która służy do ponownego zapisania w centralce TPMS numerów ID czujników zamontowanych w poszczególnych kołach. W części pojazdów wyposażonych w najprostszy układ TPMS musimy przeprowadzić taką czynność w kilku przypadkach, gdy zachodzi:
– wymiana czujnika na nowy,
– zamiana kół letnich na zimowe i odwrotnie,
– zmiana położenia kół w samochodzie.
Całą procedurę programowania rozpoczynamy od montażu kół lub czujników w odpowiednim miejscu. Następnie przystępujemy do odczytu numerów ID testerem TPMS ze wszystkich 4 kół. Kolejny krok to wybór w oprogramowaniu funkcji zaprogramowania nowych czujników w centralce TPMS. W tym celu tester TPMS należy podpiąć do gniazda EOBD znajdującego się w pojeździe, ustawić kluczyk w pozycji „zapłon” i potwierdzić rozpoczęcie procedury. W tym momencie pamięć sterownika TPMS jest czyszczona i na nowo zapisywane są w niej numery ID w poszczególnych pozycjach – lewy tył, prawy przód itp. Po zakończeniu procedury pojawia się komunikat o poprawnie zaprogramowanej centralce i w tej chwili mamy już w 100% sprawny system TPMS.
Klonowanie czujników uniwersalnych
Druga z funkcji, czyli klonowanie, możliwa jest do wykonania tylko w przypadku czujników uniwersalnych. Daje to możliwość zaprogramowania czujnika do wybranego auta i nadanie mu dowolnego numeru ID. Ta zaleta pozwala na stworzenie np. dwóch kompletów kół o tych samych numerach ID, dzięki czemu nie trzeba przeprowadzać programowania czujników TPMS w centralce. Jest to wygodne dla właściciela auta, ponieważ, mając 2 komplety kół, nie jest narażony na dodatkowe koszty związane z programowaniem czujników w centralce TPMS. Procedurę klonowania również zaczynamy od odczytu numerów ID z używanych już czujników. Po odczytaniu testerem numerów przykładamy do niego wybrany czujnik uniwersalny i wybieramy funkcje kopiowania czujnika. W tym momencie do czujnika uniwersalnego wgrywane jest oprogramowanie potrzebne do komunikacji z danym autem oraz numer ID ze starego czujnika. Po zaprogramowaniu można bez obaw założyć czujnik uniwersalny do koła, a centralka odczyta jego sygnał bez problemu, ponieważ numer ID zapisany jest w pamięci. To rozwiązanie sprawdza się znakomicie w autach wyposażonych w prosty układ TPMS, który po założeniu nowego czujnika sam nie jest w stanie przypisać go do pozycji w aucie.