汽車輪胎的氣壓長期偏低或偏高，都會對車輛產(chǎn)生不良影響。

胎壓過高，輪胎內(nèi)部受力太大會變形，長期使用輪胎壽命會降低。胎壓過高，輪胎與地面的接觸面積會變小，摩擦力減少，也就是抓地力會減少，這會導(dǎo)致行駛時(shí)動(dòng)力不足，制動(dòng)時(shí)剎車力也不足。

胎壓過高

胎壓過低，輪胎內(nèi)部受力小，輪胎被車輛壓扁，導(dǎo)致與地面的接觸面積變大，摩擦力會增大，摩擦力增大對輪胎的磨損增加，也會降低輪胎的使用壽命。尤其是胎壓低于正常氣壓的30%時(shí)，不僅輪胎壽命會大大縮減，油耗也會增加很多。

胎壓過低

另外，摩擦力增大會引起動(dòng)力和剎車力不均衡，比如突然加速和急剎車。根據(jù)摩擦生熱的原理，摩擦力過大還會導(dǎo)致胎溫過高，嚴(yán)重時(shí)會引起爆胎。

胎壓的影響

由于胎壓對車輛安全有重大的影響，因此車輛需要配置TPMS系統(tǒng)。TPMS是“Tire PressureMonitoring System”的縮寫，表示胎壓監(jiān)測系統(tǒng)。TPMS的主要作用就是在汽車行駛過程中對輪胎氣壓進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測，并對高壓或輪胎漏氣引起的低氣壓進(jìn)行報(bào)警，以確保行車安全。

TPMS的類型根據(jù)有無胎壓傳感器分為間接式和直接式兩種。

1.間接式TPMS

早期的車輛沒有安裝胎壓傳感器，因此多采用間接式TPMS。

所謂的間接就是它不能直接采集胎壓信息，而是借用了ABS系統(tǒng)的輪速傳感器，間接的獲得胎壓信息。

那么胎壓跟輪速傳感器又有什么關(guān)系呢？

當(dāng)某個(gè)輪胎的氣壓降低時(shí), 車輛的重量會把輪胎壓扁，實(shí)際上就是使輪胎的直徑變小，那么這個(gè)輪胎的滾動(dòng)半徑也會變小,滾動(dòng)半徑變小，同樣的距離下，這個(gè)輪胎轉(zhuǎn)的圈數(shù)就多，也就是這個(gè)車輪比其他車輪的轉(zhuǎn)速快。

這樣，通過計(jì)算和比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別,就可以達(dá)到監(jiān)視胎壓變化的目的。

間接式的TPMS由于不需要胎壓傳感器，只需要在ABS模塊的基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件處理就可以完成，省去了傳感器等硬件成本，所以價(jià)格便宜。

但是間接式TPMS這種根據(jù)輪速比較來計(jì)算胎壓差異的算法原理也帶來了一些限制，比如車輛靜止時(shí)沒有輪速，就不能計(jì)算；車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，外輪胎比內(nèi)輪胎的轉(zhuǎn)速高，也會影響計(jì)算；還有一種情況是，幾個(gè)輪胎同時(shí)出現(xiàn)氣壓低時(shí)無法區(qū)分差異，也會導(dǎo)致不能計(jì)算。

所以間接式TPMS的缺點(diǎn)是準(zhǔn)確率不夠高，有時(shí)會出現(xiàn)誤報(bào)或漏報(bào)。

間接式TPMS胎壓報(bào)警燈亮后，如果停車檢查沒有發(fā)現(xiàn)明顯故障，可以先將TPMS系統(tǒng)復(fù)位，即長按胎壓設(shè)置復(fù)位鍵3秒。

胎壓復(fù)位設(shè)置鍵

TPMS系統(tǒng)復(fù)位后報(bào)警燈會熄滅，然后再行駛一段時(shí)間，如果報(bào)警燈沒再點(diǎn)亮，則可能是誤報(bào)。如果報(bào)警燈再次亮起，說明輪胎有問題，就需要去維修點(diǎn)進(jìn)一步檢查。

2. 直接式TPMS

現(xiàn)在的車輛大多都安裝了胎壓傳感器，所以主要采用的是直接式TPMS，胎壓傳感器分為內(nèi)置式和外置式兩種。外置式安裝在輪胎的氣門嘴位置，優(yōu)點(diǎn)是比較方便；內(nèi)置式安裝在輪胎內(nèi)部，優(yōu)點(diǎn)是比較穩(wěn)定，監(jiān)測的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。

內(nèi)置式傳感器

傳感器通過感應(yīng)芯片感知輪胎的胎壓和溫度的變化，將胎壓和溫度信號先轉(zhuǎn)為電信號，再轉(zhuǎn)變成無線射頻信號發(fā)送出去，接收器收到無線信號后，再通過LIN總線傳輸?shù)絋PMS的處理器內(nèi)，從而使TPMS系統(tǒng)無論在行駛還是靜止?fàn)顟B(tài)下都能監(jiān)測到輪胎的胎壓和胎溫。

直接式TPMS通過傳感器可以直接采集到輪胎的胎壓和胎溫，所以它的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)快、準(zhǔn)確率高。TPMS根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)可以直接判斷出胎壓過高，胎壓過低、輪胎漏氣等故障，提醒駕駛員及時(shí)的進(jìn)行加氣、放氣或補(bǔ)胎處理。

另外，如果輪胎氣壓不均勻，比如左右壓力不同，同軸壓力失衡，還會引起剎車跑偏，直接式TPMS也可以快速的監(jiān)測并給出提醒。

除了胎壓以外，胎溫如果偏高，會導(dǎo)致輪胎材料的強(qiáng)度降低，彎曲度增大，最后導(dǎo)致輪胎的損耗增加。而且胎溫過高后還會有爆胎的風(fēng)險(xiǎn)，直接式TPMS實(shí)時(shí)監(jiān)測胎溫，及時(shí)的給出提示，所以大大提高了行駛安全性。

胎壓與胎溫顯示

3.直接式TPMS的工作原理

直接式TPMS系統(tǒng)主要包括應(yīng)答器、LF啟動(dòng)器和基站三個(gè)部分。

TPMS系統(tǒng)架構(gòu)圖

應(yīng)答器就是指安裝在輪胎內(nèi)部的傳感器，英文名稱是transponder，應(yīng)答器可以收發(fā)兩種頻率的無線信號，低頻的LF和超高頻的UHF信號。

LF啟動(dòng)器安裝在輪胎旁邊的輪艙內(nèi)，從名字上可以看出，LF啟動(dòng)器負(fù)責(zé)收發(fā)低頻的LF信號。

基站就是TPMS系統(tǒng)的核心處理器，可以收發(fā)超高頻的UHF信號。

LF與UHF的分工不同，低頻的LF信號負(fù)責(zé)喚醒傳感器，高頻的UHF信號負(fù)責(zé)傳輸胎壓和胎溫?cái)?shù)據(jù)信息。

應(yīng)答器與LF啟動(dòng)器間通過低頻的LF（125kHz）信號通信，應(yīng)答器與基站之間通過高頻的UHF(433MHz)通信。

LF與UHF通信架構(gòu)圖

其工作過程為：

TPMS系統(tǒng)安裝后，每個(gè)LF啟動(dòng)器內(nèi)部會有一個(gè)唯一的ID，基站就可以通過LF啟動(dòng)器內(nèi)部的ID來區(qū)分各個(gè)輪胎的位置，基站會周期性的（輪詢）查詢傳感器的信息。查詢過程是基站首先將喚醒應(yīng)答器的命令通過 LIN 總線發(fā)送給每個(gè) LF 啟動(dòng)器。LF啟動(dòng)器再將喚醒命令通過LF無線信號發(fā)送到應(yīng)答器。

應(yīng)答器接收到 LF 啟動(dòng)器（125KHz）的喚醒命令后，應(yīng)答器中的MCU會從睡眠模式中喚醒。應(yīng)答器會按命令要求測量輪胎壓力和溫度。然后通過 UHF(433MHz) 將數(shù)據(jù)傳輸?shù)交?，傳輸完成后如果沒有檢測到其他中斷，則返回到睡眠模式。

傳感器進(jìn)入睡眠模式是為了降低功耗，因?yàn)閴毫蜏囟韧ǔＪ蔷徛兓恍枰M(jìn)行高頻度的檢測，一般每分鐘檢測一次即可，否則會比較耗電。

有些后裝的TPMS系統(tǒng)檢測頻率過高，每幾秒檢測一次，傳感器中的電量消耗的很快，需要經(jīng)常換電池。

傳感器模塊需要電池供電

TPMS控制器收到胎壓和溫度數(shù)據(jù)后會與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，如果胎壓或胎溫異常，會將報(bào)警信息通過CAN總線發(fā)送到儀表顯示。

TPMS總線架構(gòu)圖

直接式TPMS與間接式還有一個(gè)不同點(diǎn)就是，使用胎壓傳感器的原理可以讓備胎也能被監(jiān)測，所以有時(shí)TPMS報(bào)警燈亮了，不一定是行駛中的輪胎漏氣，而有可能是備胎漏氣了。

4. LF與UHF有什么區(qū)別？

有的人會有疑問，TPMS系統(tǒng)中為什么要有兩種無線信號LF和UHF，只用一種不行嗎？

這就要了解下LF和UHF的特性，LF和UHF都是RFID射頻標(biāo)簽技術(shù)，LF是Low Frequncy低頻的意思，頻率范圍是30kHz～300kHz，UHF是 Ultra High Frequency 超高頻的意思，頻率范圍是433～950MHz。

低頻LF的特點(diǎn)是成本低、節(jié)省能量、傳輸距離短，但是穿透力強(qiáng)。適合做近距離的喚醒功能，這就是為什么LF啟動(dòng)器要安裝在輪艙里，因?yàn)橐拷鼈鞲衅鞑判小?

UHF傳輸距離遠(yuǎn)，傳送數(shù)據(jù)速度快，但是比較耗能，穿透力較弱。適合控制器與各個(gè)傳感器間的遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信。

這個(gè)LF+UHF的方案與PEPS（無鑰匙進(jìn)入和啟動(dòng)系統(tǒng)）的方案類似。

LF與UHF對比

5.為什么TPMS有時(shí)會誤報(bào)警？

間接式TPMS有時(shí)會由于道路不平，轉(zhuǎn)彎較多影響輪速時(shí)計(jì)算錯(cuò)誤導(dǎo)致低壓誤報(bào)警；

直接式TPMS直接通過傳感器采樣，不會出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤問題，但是直接式TPMS系統(tǒng)中的傳感器模塊需要安裝在輪胎內(nèi)，而模塊中的金屬部分會在圍繞輪軸高速旋轉(zhuǎn)過程中，產(chǎn)生較大的磁場，車速越高產(chǎn)生的磁場越大，當(dāng)車速達(dá)到100km/h后，強(qiáng)磁場會對傳感器信號發(fā)送產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，導(dǎo)致LF啟動(dòng)器無法收到信號，所以胎壓會顯示0，這就是在跑高速時(shí)為什么容易出現(xiàn)胎壓異常報(bào)警的原因。

當(dāng)然，傳感器的抗電磁干擾能力也在不斷提高，隨著新型傳感器的使用，這一問題也會得到解決。