汽車直接胎壓監測系統的工作原理及故障診斷與維修解析

劉紹波

摘 要：輪胎氣壓是保證行車安全重要因數之一，胎壓監測系統DSG可提示"胎壓正常"、"胎壓不足"、"爆胎"、"壓力監測"和 "系統故障"信息，但不提示輪胎超壓狀態。有效監測輪胎氣壓降低行車爆胎的風險減少事故的發生。了解直接胎壓監測系統的工作原理，掌握直接胎壓監測的診斷與維修方法對于汽車檢測與維修來說非常重要。

關鍵詞：胎壓監測；工作原理；診斷；維修

一、結構及工作原理

1、車輪發射器模塊（MER）

車輪發射器模塊（MER）將探測到的輪胎氣壓的信息通過無線電信號方式發送給電控單元。胎壓監測電腦處理車輪發射器發送的信息后，如有必要，向駕駛員發出虧氣類型和輪胎位置等報警信息。

車輪發射器模塊安裝在每個輪輞的內側與氣門嘴集成一體。高頻天線安裝在備胎輪坑的外部。胎壓監測電控單元安裝在左后翼子板內側通過無線電信號發送輪胎壓力測量值，溫度測量值，加速度測量值，發射器識別碼，車輪發射器模塊的蓄電池電壓測量值等信息。

車輪發射器模塊裝有一個與無線電發射器相連的壓力和溫度傳感器，車輪發射器模塊裝有運動探測傳感器，發射天線連接在氣門嘴上。四個輪胎都必須裝有車輪發射器模塊，車輪發射器模塊內置一個可用10年鋰電池電源，為了抵抗振動，電子設備被封裝在樹脂內。根據車輛配置，備胎可能沒有安裝車輪發射器模塊。

胎壓不足監測閥值：標定胎壓-400mb ，爆胎監測閥值： 標定胎壓-600mb 。

2、車輪發射器模塊（MER）運行模式

1）車輪發射器模塊（MER）——駐車模式

車輪發射器模塊（MER）在檢測不到運動時進入的工作模式 （車輛停止）。在該模式下，車輪發射器模塊每隔13小時或壓力差大于60mb時發射一個胎壓信息。

2）車輪發射器模塊（MER）——行駛模式

車輪發射器模塊在車輛移動時進入的工作模式。運動探測傳感器通過輪胎旋轉產生的離心力探測車輛是處于停止狀態還是移動狀態。傳感器可探測到車輛運動的最低車速為20km/h。在行駛模式下，車輪發射器模塊每分鐘發送一個信息。如果檢測到泄漏，則每5秒鐘發射一個信息。

3）車輪發射器模塊（MER）——停止模式

車輪發射器模塊在新備件狀態下處于停止模式。 一旦車輪發射器模塊被啟用，就不能再返回至該模式。利用車輪發射器模塊初始化觸發器，可以激活車輪發射器模塊退出停止模式。

3、胎壓監測電腦

胎壓監測電腦的主要作用是接收車輪發射器模塊發出的無線電信號，確定車輪發射器模塊的位置，監控行駛和靜止模式時輪胎的壓力，發出警告類型（胎壓不足或爆胎），在某個部件出現故障時使用備用模式工作，電控單元采用蓄電池直接供電以便在駐車模式下也能監測胎壓狀況。

遠程喚醒功能可使電控單元提前喚醒，在客戶使用車輛前能夠了解胎壓狀況。 電控單元可通過CAN IS網絡快速獲取和發送相關信息。

作用：

給駕駛員提供確定的輪胎位置信息。

通過兩步進行定位計算：

通過車輪發射器模塊發送的射頻信號的功率；

車輪運動狀態（ESP ECU）；

第一步：通過輪胎發射器模塊信號的功率定位的原理來識別車輪發射器模塊的前后位置。當前后輪胎上的發射器模塊與電控單元之間的距離差異，導致電控單元收到發射器模塊發出信號的功率有強弱之差。胎壓監測電腦通過信號功率的差異可以確定車輪發射器模塊的前后位置。

第二步：車輪發射模塊通過ABS或ESP電控單元計算處理的一定時間內車輪所行駛的距離和胎壓監測電腦解讀每個車橋（前橋和后橋）的每個車輪的速度，并結合方向盤角度傳感器提供的轉向角度信息來確定左、右位置。

4、車輪發射器模塊定位輔助

ABS或ESP系統提供以下信息：4個車輪的輪速； 車速； 車輪行駛單位距離（在確定的時間內每一個車輪行駛的距離）

方向盤角度傳感器提供以下信息： 轉向方向，轉向速度，轉向角度，通過方向盤角度傳感器信息確定車輛轉向行駛狀態。

二、運行模式

1、“車輛靜止”工作模式

當車輛靜止時，系統繼續監視輪胎氣壓，以便在下次起動車輛時將異常胎壓警告駕駛員； 車輛靜止時的監控有較長的取樣時間間隔，這樣可以減少系統靜止時的能耗；車輛靜止時，輪胎虧氣監測 ECU 周期性掃描車輪發射器模塊發送的信息（3 ms掃描，然后 97 ms關閉）；

在掃描階段（3 ms）期間，胎壓監測 ECU 只能識別車輪發射器模塊發射的9600 Hz 的方波信號；車輛保持靜止狀態 20 天后，ECU 就停止監控輪胎。

2、駕駛模式

胎壓監測 ECU 通過 RCD 控制線路進行遠程搖控喚醒；車輛行駛時，胎壓監測ECU 周期性掃描車輪發射器模塊發送的信息，同樣是3 ms掃描，然后 97 ms關閉。監測電腦設置的額定氣壓不可更改（氣壓值與VIN號關聯），可以通過診斷工具關閉該功能（在安裝了不帶車輪發射器模塊（MER）的車輪時），胎壓監測 ECU可以記憶9個車輪發射器模塊（MER）。 如果車輛在一個高頻干擾信號非常強的環境中行駛時（例如：在機場附近），該系統將不工作；溫度低而鋰電池電量又弱時，車輪發射模塊可能不工作；

三、故障診斷與維修

一般在更換新發射器模塊和輪胎換位以及胎壓監測電腦的情況下需要進行車輪發射器模塊初始化操作：

初始化步驟：

將需要初始化的車輪過度充氣至 3.7 巴，等待一分鐘放氣，以達到制造商推薦的標準充氣壓力；

將專用“車輪發射器初始化觸發器”靠近氣門嘴附近，以便讓系統獲悉車輪里的新壓力值；

在更換新發射器模塊時，可根據診斷儀提示，用工具激活模塊，讓電腦記錄模塊的ID號及位置。也可將新發射器模塊裝車后，直接將ID碼寫入到電控單元中就能正常使用了。可不用工具進行激活操作。

輪胎換位操作時，可用診斷儀查看發射器模塊的ID碼及位置。換位后直接將ID碼改寫在新的位置。也可按診斷儀提示用工具來進行初始化操作。

車輪發射器模塊要與氣門嘴一起更換，車輪發射器模塊在備件狀態下處于停止模式，一旦激活將不能返回到停止模式，車輪發射器模塊的定位與信號的強度和車輪運行狀態有關。 更換新的發射器模塊和胎壓監測電腦必須進行初始化操作。

參考文獻：

[1]傅鶴川；高呂和.豐田紅杉胎壓監測系統的故障診斷與排除，2013

[2]王健明.途觀1.8T胎壓監測系統故障燈亮，2016