Urządzenia do diagnostyki czujników TPMS

Urządzenia do diagnostyki czujników TPMS Continental
Bogdan Kruk
21.3.2023

Pierwsze systemy monitorowania ciśnienia w oponach (TPMS) pojawiły się na rynku w latach 80. XX w. i były stosowane jedynie w segmencie aut wyższej klasy. Obecnie systemy TPMS są wymagane we wszystkich pojazdach osobowych, a już wkrótce będą obowiązkowe także w samochodach użytkowych i autobusach.

  • Od 1 lipca 2023 r. wszystkie nowo homologowane samochody ciężarowe i autobusy będą musiały być wyposażone w czujniki TMPS.
  • O czym trzeba pamiętać, kupując urządzenie diagnostyczne do serwisu, aby możliwa była diagnostyka czujników ciśnienia zamontowanych w kołach pojazdów użytkowych?
  • Tesla wykorzystuje komunikację Bluetooth Low Energy, a co zrobią inni producenci aut?
  • Nowe urządzenia do diagnostyki sensorów TPMS potrafią znacznie więcej niż tylko odczyt ciśnienia i temperatury.

Powiązane firmy

Bosch - Robert Bosch Sp. z o.o.

System TPMS (tire pressure monitoring system) jest obowiązkowy już od 10 lat. Zgodnie z dyrektywą Unii Europejskiej od listopada 2012 r. dotyczył on wszystkich nowo homologowanych samochodów o dopuszczalnej masie całkowitej nieprzekraczającej 3,5 t. Dwa lata później, w listopadzie 2014 r., obowiązek monitorowania ciśnienia powietrza w oponach rozszerzono o pojazdy wspomnianego typu nowo rejestrowane na terenie Unii Europejskiej.

Dyrektywa dotycząca obowiązkowego systemu TPMS dla samochodów ciężarowych i autobusów wejdzie w życie z dniem 1 lipca 2023 r. oraz będzie dotyczyła wszystkich pojazdów nowo homologowanych. Po 1 lipca 2024 r. powyższa uchwała obejmie także nowo rejestrowane na terenie Unii Europejskiej pojazdy ciężarowe i autobusy.

Wprowadzenie obowiązku monitorowania ciśnienia w oponach ma na celu przede wszystkim poprawę poziomu bezpieczeństwa na drogach. Zbyt niskie ciśnienie powoduje zwiększenie odkształceń ogumienia, a płaski kształt opony sprawia, że wydłuża się droga hamowania. Zmniejszone ciśnienie może również przysporzyć kierowcy kłopotów podczas pokonywania zakrętów.

Z kolei jazda z podwyższonym ciśnieniem skutkuje pojawieniem się problemów z przyczepnością kół, co może być niebezpieczne podczas jazdy na mokrej nawierzchni. Ciśnienie powinno być zgodne z zaleceniami producenta, a opony należy regularnie sprawdzać pod kątem uszkodzeń i zużycia bieżnika. 

Według założeń dyrektywy system TPMS musi zapewnić wykrycie oraz zasygnalizowanie zapaleniem się lampki spadku ciśnienia w oponie o 20% lub obniżenie tej wartości do progu 1,5 bara w czasie 10 min dla jednego koła, a 60 min – dla 4 kół. 

Obowiązująca wytyczna nie reguluje jednak wymagań co do rodzaju systemu kontroli ciśnienia. W samochodach stosowane są dwa systemy pomiaru: pośredni i bezpośredni. W metodzie pośredniej kontrola ciśnienia w kołach odbywa się za pomocą czujników ABS i ESP, które przekazują informacje o prędkości obrotowej kół.

Na podstawie otrzymanych parametrów TPMS jest w stanie określić, które koło obraca się wolniej niż pozostałe (czyli ma mniejszą średnicę), co może świadczyć o mniejszym ciśnieniu powietrza w kole. System pośredniego pomiaru ciśnienia stosowany jest głównie w pojazdach Grupy VW, PSA i Fiat.

W metodzie bezpośredniej do pomiaru ciśnienia wykorzystuje się specjalne czujniki, które zasila wewnętrzna bateria. Sensory bezprzewodowo przesyłają informacje o ciśnieniu do samochodowego modułu TMPS. Jeśli stwierdzi on zbyt dużą różnicę ciśnień, na desce rozdzielczej pojawią się stosowne informacje. Czujniki ciśnienia najczęściej są zintegrowane z zaworami powietrza i są montowane przy krawędzi felgi. Montaż czujnika wewnątrz opony zabezpiecza go przed uszkodzeniem.

Pomiar bezpośredni ciśnienia jest niezawodny i dokładniejszy niż w metodzie pośredniej, ponieważ czujniki przez cały czas dokonują rzeczywistego pomiaru ciśnienia w każdej z opon. Systemy bezpośredniego pomiaru ciśnienia są więc bardziej popularne wśród producentów aut. Szacuje się, że obecnie takie systemy stanowią wyposażenie 70–80% nowych pojazdów. 

Samochody osobowe wyposażone w czujniki ciśnienia (bezpośredni system pomiaru) nie są w tej chwili żadnym problemem dla pracowników warsztatu podczas napraw. Dostępne urządzenia diagnostyczne umożliwiają kalibrację czy zaprogramowanie czujników po wymianie. Jednak w przypadku nowych samochodów użytkowych i autobusów, które pojawią się w warsztacie w 2024 r., może być problem z przeprowadzeniem diagnostyki czujników ciśnienia w kołach. 

Łukasz Krawiec, trener  techniczny, szkoleniowiec w firmie Bosch Polska, zwraca uwagę na zagadnienie aktualizacji: – Żeby przeprowadzić diagnostykę czujników ciśnienia zamontowanych w kołach samochodów użytkowych, wystarczy zapewne wcześniejsza aktualizacja oprogramowania urządzeń diagnostycznych systemów TPMS. Obecnie nie wszystkie urządzenia mają w pamięci dane o pojazdach użytkowych. Wiele dostępnych programatorów ma możliwość zaktualizowania oprogramowania. O jej wykonanie należy zwrócić się do sprzedawców urządzeń diagnostycznych. Jeśli jednak pracownicy warsztatu zdecydują się na zakup nowego urządzenia w ciągu najbliższych miesięcy, powinni wziąć pod uwagę oferowaną przez nie pojemność dysku twardego, możliwość i koszty przeprowadzenia w przyszłości aktualizacji oprogramowania. 

Czujniki wyposażone w Bluetooth

Nie tylko dodanie kolejnych typów pojazdów sprawia, że konieczna będzie aktualizacja lub zakup nowych urządzeń diagnostycznych. Producenci czujników bardzo mocno rozważają wdrożenie innych technologii bezprzewodowej komunikacji.

Mikołaj Stoiński, menadżer produktu w firmie TIP-TOPOL, tłumaczy: – Obecnie najczęściej spotykanym sposobem komunikacji jest transmisja sygnału radiowego. Odbywa się w jednej z dwóch częstotliwości: 433 MHz dla pojazdów europejskich i 315 MHz dla pojazdów amerykańskich. Drugim standardem komunikacji, który stosuje się w bezpośrednim systemie TPMS, jest komunikacja za pośrednictwem Bluetooth. Ten standard komunikacji wykorzystuje się w samochodach elektrycznych, takich jak Tesla, Mercedes czy BMW i zauważalne jest, że producenci, którzy dostarczają zamienne czujniki TPMS na aftermarket, koncentrują się na uzupełnieniu swojej oferty o tego typu sensory.

Dotychczasowe czujniki TMPS działają w powyższych pasmach częstotliwości radiowej, jednak w przyszłości sensory mają wykorzystywać technologię i zakres nadajnika Bluetooth od 2,402 GHz do 2,480 GHz. Tesla jest pierwszym producentem pojazdów, który zdecydował się na standard Bluetooth Low Energy (BLE).

Zapewne w niedalekiej przyszłości podążą w tym kierunku kolejni producenci pojazdów. Warto mieć również na uwadze, że obecne urządzenia diagnostyczne TPMS, które nie obsługują Bluetooth, również w przyszłości mogą nie współpracować z czujnikami nowego typu. Z kolei urządzenia, które mają powyższy standard, najprawdopodobniej będą potrzebowały aktualizacji oprogramowania, aby sprostać nadchodzącym wymaganiom. Zaletą bezprzewodowej komunikacji Bluetooth jest brak konieczności uzyskania homologacji.

System radiowej komunikacji jest dobrze znany we wszystkich warsztatach samochodowych. Słychać też głosy, że komunikacja Bluetooth nie oferuje klientom większych korzyści i jest droższą technologią. Obecnie jeszcze niewiele producentów ją stosuje – tylko 2 firmy dostarczają czujniki Bluetooth Low Energy dla Tesli. Wydaje się jednak, że mimo dostępnych na rynku czujników radiowych wstępnie już zaprogramowanych, wcześniej lub później warsztaty będą musiały skorzystać z narzędzi TMPS, które będą obsługiwały komunikację BLE.

Zasilanie i uszkadzanie czujników

Do nawiązania komunikacji sensorów z urządzeniami diagnostycznymi bądź z modułem komunikacyjnym w samochodzie potrzebne jest zasilenie czujników napięciem. Łukasz Krawiec (Bosch Polska) wyjaśnia, jaka jest trwałość zastosowanych baterii i czy możliwa jest ich wymiana: – Najczęściej stosowane są baterie o napięciu 3 V, typu CR2050. Niestety ich żywotność zależy przede wszystkim od temperatury otoczenia, w jakiej użytkowany jest pojazd. Im niższa temperatura, tym krótsza będzie żywotność baterii. Łagodne zimy sprzyjają trwałości baterii. Środowisko pracy czujników bywa również wilgotne, jednak szczelna obudowa zabezpiecza czujnik przed przedostaniem się wilgoci do jego wnętrza. Początkowo trwałość baterii zasilających czujnik wynosiła ok. 4 lat. Obecnie zastosowane baterie powinny wytrzymać okres 7 lat. Niestety nie istnieje żadna procedura serwisowa dotycząca wymiany zużytej baterii. Producenci czujników także nie przekazali informacji o sposobie jej wymiany. Czujniki ze zużytymi bateriami najczęściej należy wymienić.

Żywotność to jedna sprawa, jednak zdarzają się także uszkodzenia czujników. – Do uszkodzeń czujników ciśnienia dochodzi dość często podczas demontażu lub montażu opon. Najczęściej przyczyną uszkodzenia czujnika jest nieuwaga i niewłaściwe ułożenie koła podczas odbijania stopki opony. Również niepoprawne pozycjonowanie koła na montażownicy i rozpoczęcie montażu opony powoduje uszkodzenie sensora. Koszt nowego czujnika to średnio 400–500 zł. Przy jego zakupie należy zwrócić uwagę, aby był akceptowany przez urządzenie diagnostyczne. Na rynku dostępne są uniwersalne czujniki TPMS, które mogą zastąpić dowolny, oryginalny czujnik, warto jednak pamiętać, że czujniki uniwersalne nie zawsze są kompatybilne ze wszystkimi pojazdami – dodaje Łukasz Krawiec (Bosch Polska).

Opony z chipami

System identyfikacji radiowej (radio frequen­cy idenfication – RFID) już od wielu lat jest stosowany w oponach przeznaczonych dla samochodów ciężarowych i oponach do sportów motorowych. W przypadku samochodów osobowych będzie jednak nowością. Mechanicznie zamknięty między warstwami gumy tag RFID jest pasywnym chipsetem elektronicznym (nie wymaga baterii), który może wymieniać dane z czytnikiem za pomocą sygnałów o częstotliwości radiowej.

Chipy nie wymagają zasilania. Połączenie z narzędziem TPMS odbywa się za pomocą zmiennych pól magnetycznych lub fal radiowych o wysokiej częstotliwości.
Chipy nie wymagają zasilania. Połączenie z narzędziem TPMS odbywa się za pomocą zmiennych pól magnetycznych lub fal radiowych o wysokiej częstotliwości. Źródło: Michelin

Wielu producentów opon zamierza w najbliższym czasie wyposażyć produkowane przez nich opony do samochodów osobowych w chipy RFID. Tag po zapisaniu danych przez producenta opony zostaje zablokowany, a zawarte w nim informacje pozwolą warsztatom na pełną identyfikację opony. Tego typu sensory są w stanie dostarczyć pojazdowi dodatkowe informacje, które np. pozwolą na bardziej precyzyjne działanie układu hamulcowego. Przy mokrej, śliskiej nawierzchni i w przypadku zamontowania opony letniej lub zimowej informacje, które otrzymają systemy aktywnego bezpieczeństwa ABS ESP, mogą pomóc kierowcy podczas problemów na drodze. Również pracownicy warsztatów samochodowych za pomocą ręcznego czytnika będą mogli odczytać i zapisać informację dotyczące opon (rozmiar, model, wiek itp.). Zaoszczędzi to czas i wyeliminuje pomyłki. Wiele wskazuje na to, że w niedalekiej przyszłości niewielkie i elastyczne nośniki danych umożliwią nam kontrolę zużycia opon i ciśnienia powietrza.

Chip RFID jest niewiele większy od szpilki. Przechowuje w pamięci liczne informacje o oponie, np. typ, rozmiar itp. Źródło: Michelin

Podczas zakupu nowego urządzenia diagnostycznego TPMS warto zwrócić szczególną uwagę na jego funkcjonalność. Urządzenie TPMS wyposażone w funkcję RFID i odpowiednie algorytmy uczenia pozwoli zaoszczędzić obsłudze warsztatu czas i wysiłek włożony w programowanie nowych czujników. Dodatkowo umożliwi rezygnację z osobnego modułu OBD lub testera diagnostycznego.

TPMS i pomiar głębokości bieżnika

Kontrola głębokości bieżnika ma na celu określenie zużycia opony samochodowej. Wkonywana jest przy pomocy specjalnie do tego celu przeznaczonych przyrządów. Bardzo popularnym miernikiem do pomiaru głębokości jest manualny głębokościomierz z naniesioną podziałką. Elektroniczny miernik wyposażony jest w wyświetlacz i działa podobnie jak standardowa suwmiarka – wraz z wysunięciem sondy wynik pomiaru jest wyświetlany na wyświetlaczu LCD. 

Osobną grupę urządzeń stanowią laserowe analizatory głębokości bieżnika, które mierzą także zużycie tarcz hamulcowych. Dzięki tym analizatorom możliwe jest przeprowadzenie analizy i udokumentowanie nierównomiernego zużycia, a także skanowanie numeru identyfikacyjnego. W połączeniu z dedykowanymi urządzeniami diagnostycznymi TPMS umożliwiają wydruk raportów z przeprowadzonych pomiarów. 

Dostępne są również elektroniczne głębokościomierze bieżnika, które są dodatkowym wyposażeniem przyrządów diagnostycznych. Pomiar głębokości rowka wykonywany jest w trzech miejscach (po stronach zewnętrznych i pośrodku bieżnika). Wyniki z przeprowadzonych pomiarów każdego koła zapisywane są w przyrządzie diagnostycznym TPMS. Wraz z nadanym numerem rejestracyjnym istnieje możliwość wydruku raportów na drukarce zintegrowanej z przyrządem.

Optyczne rozpoznawanie znaków

Optyczne rozpoznawanie znaków (optical character recognition  – OCR), to kolejna dodatkowa funkcja, która jest obecnie dostępna w najnowszych programatorach TPMS. Urządzenia umożliwią rejestrację oznaczenia DOT zamieszczonego na boku opony. Użytkownicy programatora mogą również rejestrować numer rejestracyjny lub numer identyfikacyjny pojazdu oraz przyporządkować je do wykonywanego zlecenia TPMS i przesyłać w formie raportu pocztą elektroniczną do klienta. 

Programator czujników TPMS VT67 firmy Ateq ma oprogramowanie do rozpoznawania znaków. W ten sposób numer DOT może zostać zeskanowany, a do opony można przypisać dalsze informacje. Źródło: Ateq

Łączenie z siecią warsztatową

Do tej pory urządzenia diagnostyczne TPMS służyły wyłącznie do obsługi czujników ciśnienia. Obecnie coraz bardziej istotne staje się także dokumentowanie wyników z przeprowadzonych pomiarów dotyczących ogumienia. Raporty z przeprowadzonych pomiarów i analizę zużycia bieżnika można przesłać pocztą elektroniczną do klienta. Większość dostępnych dziś urządzeń oferuje komunikację bezprzewodową Wi-Fi.

Nowoczesne przyrządy diagnostyczne umożliwiają także synchronizację z systemem zarządzania dokumentacją warsztatu samochodowego i elektroniczne przyporządkowanie wyników z wykonanych pomiarów bieżnika danego pojazdu. Właściciele warsztatów samochodowych, którzy poważnie myślą o cyfryzacji warsztatu i wymianie przyrządu diagnostycznego, powinni rozważyć zakup narzędzia TMPS, które umożliwia bezprzewodową komunikację.

Przydatną funkcją oferowaną przez przyrządy TMPS jest możliwość pomiaru głębokości bieżnika i zarejestrowanie w postaci zdjęcia stanu opony lub felgi. Obecne urządzenia umożliwiają wykonanie szybkiej i dokładnej kontroli głębokości bieżnika opony bez wysuwania wskaźnika z przyrządu TMPS.

Nowoczesne przyrządy diagnostyczne TPMS stają się coraz bardziej praktyczne i przydatne. Potrafią też znacznie więcej niż tylko komunikować się z czujnikami ciśnienia. Dzięki zaawansowanym technologiom umożliwiają m.in. resetowane wskaźników serwisowych, programowanie akumulatorów i wyłączenie elektrycznych hamulców ręcznych. 

Jednak podczas wyboru nowego urządzenia diagnostycznego warto mieć na uwadze obsługę czujników, bo dość często markowe urządzenia obsługują jedynie czujniki własnej marki i czujniki OE. Ich zaletą jest cena zakupu w pakiecie z czujnikami ciśnienia, jednak powyższe przyrządy mogą nie być kompatybilne z czujnikami firm trzecich. 

Nabywcy urządzeń do diagnostyki TPMS muszą mieć na uwadze, że podobnie jak inne nowoczesne urządzenia warsztatowe, również one wymagają regularnych aktualizacji. Część producentów zapewnia dożywotną, bezpłatną aktualizację, część wymaga uiszczenia corocznej opłaty. 

O Autorze

Bogdan Kruk

Redaktor miesięcznika „autoEXPERT”

Tagi artykułu

autoExpert 06 2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę