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Reifendrucksensoren(TPMS-Sensoren)
Was ist ein Reifendrucksensor?
Direkte Reifensensoren, die Reifendruckinformationen in Echtzeit an den Fahrer des Fahrzeugs entweder über eine Armaturenanzeige oder ein Warnlicht übertragen. Die Sensoren sind physische Druck- und Temperaturfühler, die auf der Rückseite des Ventilschafts angebracht sind oder in anderer Form, mit dem Rad verbunden sind. Die Sensoren werden von internationalen Unternehmen wie Schrader, Continental (früher Siemens VDO), TRW, Pacific, Lear, Beru und weiteren hergestellt. Es gibt keinen gemeinsamen technischen Standard für die Sensoren und die OEMs und Lieferer haben eine Vielzahl an Sensor-Designs erschaffen.
Reifendrucksensoren übertragen Daten wie ihre einzigartige Sensor-ID, Druck, Temperatur und Akkustatus (wo vorhanden) sowie weitere diagnostische Informationen. Diese Daten werden an die Motorsteuerung (ECU) oder den speziellen Empfänger am Fahrzeug geschickt. Bei Fahrzeugen, die grafische Anzeigen der Sensor-Positionen haben, kann dann bestimmt werden, bei welchem Rad das Problem besteht.
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Zu den gängigen Varianten der Sensor-Technologien gehören:
- Niedrigfrequenz (LF)-Aktivierung mittels Dauerstrich
- Modulierte Welle (MW) 125 kHz
- Modulierte Welle (MW) 309MHz-Übertragungen
Manche Sensoren erfordern auch eine erzwungene Druckänderung für die Aktivierung. Es bestehen deutliche Unterschiede, was das Maß und die Toleranzen der Aktivierungskraft betreffen. Die meisten Sensoren verfügen über verschiedene Modi für Prüfung, Werksgebrauch, Transport/Lagerung, Fahrt, usw. Diese werden mittels verschiedenen Datagramm-Mustern aktiviert. Die Aktivierung des Sensors führt zu einer UHF-Reaktion, die folgende Varianten haben kann:
- Frequenz: 315MHz, 433MHz, 434MHz usw.
- Modulationen: ASK, FSK usw.
- Kommunikationsprotokolle: Manchester, PWM, Bi-phase usw.
Es können je nach Hersteller und Typ/Modell/Baujahr des Fahrzeugs erhebliche Unterschiede zwischen den von den Sensoren übertragenen Dateninhalten bestehen.
Direktes TPMS
Ein Reifendrucksensor kann direkt oder von indirekt gemäß der NHTSA (USA)-Gesetzgebung sowie der EU-Gesetzgebung sein. In der Praxis hat sich die Mehrheit der OEMs dafür entschieden, direkte TPMS in ihre neuen Bauarten zu installieren. Ein direktes TPMS ist ein physischer Druck- und Temperaturfühler, der gewöhnlich auf der Rückseite des Ventilschafts angebracht ist oder an das Rad gebunden ist, und sendet Reifendruckinformationen an den Fahrer des Fahrzeugs entweder über eine Armaturenanzeige oder ein Warnlicht auf dem Kombiinstrument. Die Sensoren werden von internationalen Unternehmen wie Schrader, Continental (früher Siemens VDO), TRW, Pacific, Lear, Beru und weiteren hergestellt. Sensoren für Händler und Werkstätten werden heute von den bereits erwähnten hergestellt sowie von einer Anzahl an chinesischen und taiwanesischen Unternehmen.
Es gibt keinen gemeinsamen technischen Standard für die Sensoren (physisch, elektrisch oder Software-Protokoll) und die OEMs und Lieferer haben eine Vielzahl an Sensor-Designs erschaffen. Die OEMs haben große Mühen auf sich genommen, um die Sensoren in Werken zu montieren, um zu gewährleisten, dass sie bei der Befestigung im richtigen Winkel stehen, das richtige Drehmoment haben mittels eines Drehmomentschlüssels, und die Dichtigkeit des Komplettrades zu gewährleisten. Jedoch haben diese Praktiken noch nicht Einzug gehalten in dem Bereich Händler und Werkstätten. Die OEMs haben auch viele elektrische Prüfungen der TPMS, die noch nicht im Aftermarket umgesetzt wurden, um zu gewährleisten, dass die Systeme richtig eingebaut sind, bevor das Fahrzeug den Händler oder die Reifenwerkstatt verlässt.
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Die Sensoren übertragen Daten wie ihre einzigartige Sensor-ID, Druck, Temperatur und Akkustatus (wo zutreffend) sowie weitere diagnostische Informationen über UHF. Diese Daten werden an die Motorsteuerung (ECU) oder den speziellen Empfänger am Fahrzeug geschickt. Fahrzeuge, die grafische Anzeigen der Sensor-Positionen haben, können dann ausmachen, bei welchem Rad das Problem besteht.
Diese UHF-Übertragung kann in periodischen Intervallen stattfinden, während das Fahrzeug in Bewegung ist oder unmittelbar und beständig, wenn nicht genügend Druck vorhanden ist; sie kann aber auch von einem TPMS-Gerät erzwungen werden. Das TPMS-Gerät muss die Übertragung vom Sensor erzwingen, wenn er gewartet wird und sich daher nicht bewegt.
Ein Reifendrucksensor kann aus verschiedenen Gründen ersetzt werden: Fehlerhafter oder beschädigter Sensor, Ersatzräder oder -reifen (Winterreifen, individuell angepasste Räder), usw.
Der erste Schritt sollte die Verwendung eines TPMS-Gerätes sein, um das Fahrzeug zu überprüfen und eventuelle Probleme zu diagnostizieren, wie eine defekte Sensorbatterie, ein verstopfter Druckanschluss oder einfach nur ein defekter Sensor,. Beim Entfernen des Reifens vom Rad sollte der Techniker darauf achten, wo er das Demontagewerkzeug ansetzt, damit der Sensor nicht beschädigt wird. Auch sollte sichergestellt werden, dass das richtige OEM-Ersatzteil verwendet wird, da die Sensoren von verschiedenen Herstellern ähnlich aussehen und schwer auseinander zu halten sind.
In jedem Sensor gibt es eine Lithium-Batterie mit einer Lebenserwartung von 10 Jahren. Ein TPMS ist schätzungsweise für 10% der Lebensdauer des Fahrzeugs in Gebrauch.
Um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern, gehen viele Sensoren bei einem stillstehenden Fahrzeug in einen Modus reduzierter Aktivität. Um die Lebensdauer der Batterie noch weiter zu verlängern, werden TPMS, wenn sie als Ersatzteil gelagert werden, in einen Lagermodus (in Ruhezustand) versetzt. Das TPMS sollte auch in diesen Modus gesetzt werden, wenn das Fahrzeug von Asien oder Europa in die USA transportiert wird (oder für Transport oder Vertrieb bereitgehalten wird). Jeder Hersteller hat seine eigene Weise, das TPMS aus dem Ruhezustand wieder zu aktivieren.
In manchen Fällen hat der Sensor weitere Betriebsmodi, die auch konfiguriert werden müssen.
Reifendrucküberwachungssensoren und die Erstausrüster (OEMs):
TPMS-Sensoren von Schrader Electronics werden als Ersatzteile im ausgeschalteten Zustand geliefert und einfach für den Fahrzeuggebrauch in Auftrag gegeben. Ein Aktivierungswerkzeug mit einer 125 KHz-Übertragung initialisiert dann das TPMS für den Fahrzeuggebrauch.
TPMSTPMS-Sensoren von Beru and Lear werden im Ruhezustand als Ersatzteile geliefert. Wenn sie für eine gewisse Zeit einem Druck von über 25 PSI ausgesetzt sind, werden sie betriebsfähig.
TPMS-Sensoren von Continental (früher Siemens VDO)werden je nach Lieferantenquelle in verschiedenen Modi geliefert. Sie können im TEST MODUS geliefert werden und nach der Installation in ein Fahrzeug in den richtigen Modus hochfahren. Alternativ können sie auch im TRANSPORT MODUS geliefert werden, wobei sie dann einer Aktivierung mit einem modulierten Signal mit 125 KHz bedürfen, um sie in den richtigen Modus zu versetzen.
TPMS-Sensoren von TRW werden als Ersatzteil im Lagermodus versandt. Den Sensor aus dem Lagermodus zu holen und ihn für den Fahrzeuggebrauch zu konfigurieren, erfordert ein komplex moduliertes 125 KHz-Signal. Dafür wird gewöhnlich ein unternehmensspezifisches Werkzeug benötigt, wie es vom Hersteller verwendet wird.
TPMS-Sensoren von Pacific werden im Ruhezustand ausgeliefert und nachdem sie unter Druck gesetzt werden, gefolgt von einem Drucknachlass, werden sie betriebsfähig.
TPMS-Sensoren werden für den Aftermarket als Ford-Ersatzteile im Ruhezustand geliefert. Wenn sie für eine gewisse Zeit einem Druck von über 25 PSI ausgesetzt sind, werden sie betriebsfähig. Ford hat verschiedenen Lieferanten wie Lear, Continental und Schrader.
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