详解胎压监测系统构造原理与检修

来源：本站整理作者：佚名 2017-04-03 08:46:02

    摘要：目前，轮胎压力监测系统（TPMS）主要有两种解决方案，直接系统和间接系统。
    直接式轮胎压力监测系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器直接测量轮胎的气压，并对各轮胎气压进行显示及监控，当轮胎气压太低或有渗漏时，系统会自动报警。
    间接式轮胎压力监测系统是通过汽车ABS的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监控胎压的目的，该类型系统的主要缺点是：①不能显示出各条轮胎准确的瞬时气压值；②同一车轴或者同一侧车轮或者所有轮胎气压同时下降时一不能报警；③不能同时兼顾车速、检测精度等因素。

    一、凯迪拉克CTS直接式胎压监测系统的构造和原理
    凯迪拉克CTS轮胎压力监测系统主要由安装在汽车轮胎内的压力和温度传感器、信号处理单元（MCU），RF发射器组成的下TPMS发射模块、天线以及安装在汽车驾驶台上的包括数字信号处理单元（MCU）、RF接收器、液晶显示器（LCD）等组成，如图1所示。

    当4个轮胎中的任何一个轮胎的气压严重下降时，轮胎压力监测系统（TPMS会对驾驶人发出警报，并使驾驶人能够在驾驶时通过液晶显示器（LCD）观察各个轮胎气压。系统通过驾驶人侧后窗玻璃中的调幅／调频天线格栅、天线模块、仪表板集成模块（DIM）、仪表板组合仪表（IPC）、4个轮胎车轮总成中的射频发射压力传感器和串行数据电路来执行系统功能。当车速低于32km/h时传感器进人“静止”模式，在此模式下传感器通过调幅／调频天线格栅每60min向天线模块发射一次信号，以尽可能降低传感器电池电量的消耗。当车速增加到32km/h时，离心力使传感器的内部滚动开关闭合，从而使传感器进人“行驶”模式。在此模式下传感器每60s向天线模块发射一次信号。
    如果轮胎压力监测系统检测到轮胎气压明显下降或如果轮胎充气过足，则驾驶人信息中心相应的显示灯会闪烁；同时，仪表板组合仪表上的轮胎气压过低，警告灯会亮。将轮胎气压调整到标准值可以使组合仪表上的警告灯熄灭。天线模块能够检测到轮胎压力监测系统内的任何故障。
    若检测到故障就会导致驾驶人信息中心显示“SERVICE TIRE MONITOR"（维修轮胎监测系统）警告信息。
    1. TPMS传感器
    TPMS传感器是一个集半导体压力传感器、半导体温度传感器、数字信号处理单元和电源管理器于一体的片式系统模块。为了强化胎压检测功能，有不少TPMS传感器模块内还增加了加速度传感器、电压检测芯片、内部时钟、看门狗。这些功能芯片使得TPMS传感器不仅能实时检测汽车开动中的轮胎压力和胎内温度的变化，而且还能实现汽车移动中即时开机、自动唤醒、节省电能等功能。电源管理器确保系统实现低功耗，使1块铿电池可以使用3-5年。
    凯迪拉克CTS轮胎压力监测系统TPMS传感器采用硅压阻式压力传感器。为了便于TPMS接收器的识别，压力传感器都具有6-8位独特的ID码。其结构如图2所示。

    在“静止”模式下，每个传感器每20s进行一次气压测量采样。如果轮胎气压与上次测量值相比增加或减小超过11kPa，将立即进行重新测量，以确认气压变化值。如果气压确实发生了变化，传感器会发送一个“重新测量”信号给天线模块。当天线模块在传感器读入模式下收到重新测量信号时，它会将传感器识别码指定给车上的该位置。
    2．压力／温度信号处理与发射
    压力／温度信号经TPMS传感器模块内的电路处理，通过其SPI口传输给安装在发射模块内的信号处理单元（MCU ），经其综合成数据流进入同一封装内的RF发射IC，按设定的超高频率（UHF）调制发射给安装在驾驶室内的接收器。
    3. TPMS接收器和显示器
    TPMS接收器由UHFASK/FSKRF接收IC和信号处理MCU、键盘、LCD显示器组成。RF接收IC和信号处理MCU安装在一个盒子里。LCD显示器能实时显示每个轮胎的压力、温度和每一个轮胎的ID识别码，并能声光报警。
    4．TPMS发射模块
由于凯迪拉克CTS轮胎没有内胎，因此给TPMS发射模块安装带来了极大的方便。凯迪拉克CTS轿车的发射模块安装在轮胎气门嘴上，如图3所示。