汽車直接胎壓監(jiān)測系統(tǒng)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(shù)之一，胎壓監(jiān)測系統(tǒng)DSG可提示"胎壓正常"、"胎壓不足"、"爆胎"、"壓力監(jiān)測"和 "系統(tǒng)故障"信息，但不提示輪胎超壓狀態(tài)。有效監(jiān)測輪胎氣壓降低行車爆胎的風險減少事故的發(fā)生。了解直接胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理，掌握直接胎壓監(jiān)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(guān)鍵詞：胎壓監(jiān)測；工作原理；診斷；維修

一、結(jié)構(gòu)及工作原理

1、車輪發(fā)射器模塊（MER）

車輪發(fā)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(fā)送給電控單元。胎壓監(jiān)測電腦處理車輪發(fā)射器發(fā)送的信息后，如有必要，向駕駛員發(fā)出虧氣類型和輪胎位置等報警信息。

車輪發(fā)射器模塊安裝在每個輪輞的內(nèi)側(cè)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(jiān)測電控單元安裝在左后翼子板內(nèi)側(cè)通過無線電信號發(fā)送輪胎壓力測量值，溫度測量值，加速度測量值，發(fā)射器識別碼，車輪發(fā)射器模塊的蓄電池電壓測量值等信息。

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

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

2、車輪發(fā)射器模塊（MER）運行模式

1）車輪發(fā)射器模塊（MER）——駐車模式

車輪發(fā)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(fā)射器模塊每隔13小時或壓力差大于60mb時發(fā)射一個胎壓信息。

2）車輪發(fā)射器模塊（MER）——行駛模式

車輪發(fā)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(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力探測車輛是處于停止狀態(tài)還是移動狀態(tài)。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(fā)射器模塊每分鐘發(fā)送一個信息。如果檢測到泄漏，則每5秒鐘發(fā)射一個信息。

3）車輪發(fā)射器模塊（MER）——停止模式

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

3、胎壓監(jiān)測電腦

胎壓監(jiān)測電腦的主要作用是接收車輪發(fā)射器模塊發(fā)出的無線電信號，確定車輪發(fā)射器模塊的位置，監(jiān)控行駛和靜止模式時輪胎的壓力，發(fā)出警告類型（胎壓不足或爆胎），在某個部件出現(xiàn)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(jiān)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(wǎng)絡快速獲取和發(fā)送相關(guān)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(fā)射器模塊發(fā)送的射頻信號的功率；

車輪運動狀態(tài)（ESP ECU）；

第一步：通過輪胎發(fā)射器模塊信號的功率定位的原理來識別車輪發(fā)射器模塊的前后位置。當前后輪胎上的發(fā)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(fā)射器模塊發(fā)出信號的功率有強弱之差。胎壓監(jiān)測電腦通過信號功率的差異可以確定車輪發(fā)射器模塊的前后位置。

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

4、車輪發(fā)射器模塊定位輔助

ABS或ESP系統(tǒng)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(nèi)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(zhuǎn)向方向，轉(zhuǎn)向速度，轉(zhuǎn)向角度，通過方向盤角度傳感器信息確定車輛轉(zhuǎn)向行駛狀態(tài)。

二、運行模式

1、“車輛靜止”工作模式

當車輛靜止時，系統(tǒng)繼續(xù)監(jiān)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(jiān)控有較長的取樣時間間隔，這樣可以減少系統(tǒng)靜止時的能耗；車輛靜止時，輪胎虧氣監(jiān)測 ECU 周期性掃描車輪發(fā)射器模塊發(fā)送的信息（3 ms掃描，然后 97 ms關(guān)閉）；

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

2、駕駛模式

胎壓監(jiān)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(jiān)測ECU 周期性掃描車輪發(fā)射器模塊發(fā)送的信息，同樣是3 ms掃描，然后 97 ms關(guān)閉。監(jiān)測電腦設(shè)置的額定氣壓不可更改（氣壓值與VIN號關(guān)聯(lián)），可以通過診斷工具關(guān)閉該功能（在安裝了不帶車輪發(fā)射器模塊（MER）的車輪時），胎壓監(jiān)測 ECU可以記憶9個車輪發(fā)射器模塊（MER）。 如果車輛在一個高頻干擾信號非常強的環(huán)境中行駛時（例如：在機場附近），該系統(tǒng)將不工作；溫度低而鋰電池電量又弱時，車輪發(fā)射模塊可能不工作；

三、故障診斷與維修

一般在更換新發(fā)射器模塊和輪胎換位以及胎壓監(jiān)測電腦的情況下需要進行車輪發(fā)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(fā)射器初始化觸發(fā)器”靠近氣門嘴附近，以便讓系統(tǒng)獲悉車輪里的新壓力值；

在更換新發(fā)射器模塊時，可根據(jù)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(fā)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(fā)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(fā)射器模塊要與氣門嘴一起更換，車輪發(fā)射器模塊在備件狀態(tài)下處于停止模式，一旦激活將不能返回到停止模式，車輪發(fā)射器模塊的定位與信號的強度和車輪運行狀態(tài)有關(guān)。 更換新的發(fā)射器模塊和胎壓監(jiān)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(jiān)測系統(tǒng)的故障診斷與排除，2013

[2]王健明.途觀1.8T胎壓監(jiān)測系統(tǒng)故障燈亮，2016