汽车直接胎压监测系统的工作原理及故障诊断与维修解析

刘绍波

摘 要：轮胎气压是保证行车安全重要因数之一，胎压监测系统DSG可提示"胎压正常"、"胎压不足"、"爆胎"、"压力监测"和 "系统故障"信息，但不提示轮胎超压状态。有效监测轮胎气压降低行车爆胎的风险减少事故的发生。了解直接胎压监测系统的工作原理，掌握直接胎压监测的诊断与维修方法对于汽车检测与维修来说非常重要。

关键词：胎压监测；工作原理；诊断；维修

一、结构及工作原理

1、车轮发射器模块（MER）

车轮发射器模块（MER）将探测到的轮胎气压的信息通过无线电信号方式发送给电控单元。胎壓监测电脑处理车轮发射器发送的信息后，如有必要，向驾驶员发出亏气类型和轮胎位置等报警信息。

车轮发射器模块安装在每个轮辋的内侧与气门嘴集成一体。高频天线安装在备胎轮坑的外部。胎压监测电控单元安装在左后翼子板内侧通过无线电信号发送轮胎压力测量值，温度测量值，加速度测量值，发射器识别码，车轮发射器模块的蓄电池电压测量值等信息。

车轮发射器模块装有一个与无线电发射器相连的压力和温度传感器，车轮发射器模块装有运动探测传感器，发射天线连接在气门嘴上。四个轮胎都必须装有车轮发射器模块，车轮发射器模块内置一个可用10年锂电池电源，为了抵抗振动，电子设备被封装在树脂内。根据车辆配置，备胎可能没有安装车轮发射器模块。

胎压不足监测阀值：标定胎压-400mb ，爆胎监测阀值： 标定胎压-600mb 。

2、车轮发射器模块（MER）运行模式

1）车轮发射器模块（MER）——驻车模式

车轮发射器模块（MER）在检测不到运动时进入的工作模式 （车辆停止）。在该模式下，车轮发射器模块每隔13小时或压力差大于60mb时发射一个胎压信息。

2）车轮发射器模块（MER）——行驶模式

车轮发射器模块在车辆移动时进入的工作模式。运动探测传感器通过轮胎旋转产生的离心力探测车辆是处于停止状态还是移动状态。传感器可探测到车辆运动的最低车速为20km/h。在行驶模式下，车轮发射器模块每分钟发送一个信息。如果检测到泄漏，则每5秒钟发射一个信息。

3）车轮发射器模块（MER）——停止模式

车轮发射器模块在新备件状态下处于停止模式。 一旦车轮发射器模块被启用，就不能再返回至该模式。利用车轮发射器模块初始化触发器，可以激活车轮发射器模块退出停止模式。

3、胎压监测电脑

胎压监测电脑的主要作用是接收车轮发射器模块发出的无线电信号，确定车轮发射器模块的位置，监控行驶和静止模式时轮胎的压力，发出警告类型（胎压不足或爆胎），在某个部件出现故障时使用备用模式工作，电控单元采用蓄电池直接供电以便在驻车模式下也能监测胎压状况。

远程唤醒功能可使电控单元提前唤醒，在客户使用车辆前能够了解胎压状况。 电控单元可通过CAN IS网络快速获取和发送相关信息。

作用：

给驾驶员提供确定的轮胎位置信息。

通过两步进行定位计算：

通过车轮发射器模块发送的射频信号的功率；

车轮运动状态（ESP ECU）；

第一步：通过轮胎发射器模块信号的功率定位的原理来识别车轮发射器模块的前后位置。当前后轮胎上的发射器模块与电控单元之间的距离差异，导致电控单元收到发射器模块发出信号的功率有强弱之差。胎压监测电脑通过信号功率的差异可以确定车轮发射器模块的前后位置。

第二步：车轮发射模块通过ABS或ESP电控单元计算处理的一定时间内车轮所行驶的距离和胎压监测电脑解读每个车桥（前桥和后桥）的每个车轮的速度，并结合方向盘角度传感器提供的转向角度信息来确定左、右位置。

4、车轮发射器模块定位辅助

ABS或ESP系统提供以下信息：4个车轮的轮速； 车速； 车轮行驶单位距离（在确定的时间内每一个车轮行驶的距离）

方向盘角度传感器提供以下信息： 转向方向，转向速度，转向角度，通过方向盘角度传感器信息确定车辆转向行驶状态。

二、运行模式

1、“车辆静止”工作模式

当车辆静止时，系统继续监视轮胎气压，以便在下次起动车辆时将异常胎压警告驾驶员； 车辆静止时的监控有较长的取样时间间隔，这样可以减少系统静止时的能耗；车辆静止时，轮胎亏气监测 ECU 周期性扫描车轮发射器模块发送的信息（3 ms扫描，然后 97 ms关闭）；

在扫描阶段（3 ms）期间，胎压监测 ECU 只能识别车轮发射器模块发射的9600 Hz 的方波信号；车辆保持静止状态 20 天后，ECU 就停止监控轮胎。

2、驾驶模式

胎压监测 ECU 通过 RCD 控制线路进行远程摇控唤醒；车辆行驶时，胎压监测ECU 周期性扫描车轮发射器模块发送的信息，同样是3 ms扫描，然后 97 ms关闭。监测电脑设置的额定气压不可更改（气压值与VIN号关联），可以通过诊断工具关闭该功能（在安装了不带车轮发射器模块（MER）的车轮时），胎压监测 ECU可以记忆9个车轮发射器模块（MER）。 如果车辆在一个高频干扰信号非常强的环境中行驶时（例如：在机场附近），该系统将不工作；温度低而锂电池电量又弱时，车轮发射模块可能不工作；

三、故障诊断与维修

一般在更换新发射器模块和轮胎换位以及胎压监测电脑的情况下需要进行车轮发射器模块初始化操作：

初始化步骤：

将需要初始化的车轮过度充气至 3.7 巴，等待一分钟放气，以达到制造商推荐的标准充气压力；

将专用“车轮发射器初始化触发器”靠近气门嘴附近，以便让系统获悉车轮里的新压力值；

在更换新发射器模块时，可根据诊断仪提示，用工具激活模块，让电脑记录模块的ID号及位置。也可将新发射器模块装车后，直接将ID码写入到电控单元中就能正常使用了。可不用工具进行激活操作。

轮胎换位操作时，可用诊断仪查看发射器模块的ID码及位置。换位后直接将ID码改写在新的位置。也可按诊断仪提示用工具来进行初始化操作。

车轮发射器模块要与气门嘴一起更换，车轮发射器模块在备件状态下处于停止模式，一旦激活将不能返回到停止模式，车轮发射器模块的定位与信号的强度和车轮运行状态有关。 更换新的发射器模块和胎压监测电脑必须进行初始化操作。

参考文献：

[1]傅鹤川；高吕和.丰田红杉胎压监测系统的故障诊断与排除，2013

[2]王健明.途观1.8T胎压监测系统故障灯亮，2016