壹、TPMS系統技術
TPMS主要有3種實現方式：間接TPMS系統、直接TPMS系統和正在推出的混合TPMS系統。間接TPMS與車輛的防抱死剎車系統(ABS)壹起使用，ABS利用車輪轉速傳感器測量每個車輪的轉速。當壹個輪胎的氣壓減小時，滾動半徑相應減小，而車輪的旋轉速度就相應地加快。通過輪速傳感器可以得到輪胎的轉速。當轉速與設定的正常胎壓下的轉速有差值且差值超過設定的公差範圍，則說明存在輪胎充氣不足現象。隨後，儀表胎壓指示燈啟亮，告知駕駛者胎壓出現了問題。但是。間接TPMS有壹定的局限性：(1)指示燈無法指出是哪個輪胎處於低壓狀態；(2)當同壹車軸或同壹側的2個輪胎都處於低壓狀態時，它無法檢測出究竟是哪個輪胎充氣不足；(3)如果4個輪胎都處於低壓狀態。該系統不會發現這壹故障。另外，由於氣壓不足時輪胎直徑的減少和氣壓的降低非常微小。所以有時會出現氣壓已經下降，但TPMS還沒有檢測出來的情況。對於扁平胎來說，69kPa的壓降只會使直徑減小1mm。這種壓降不符合美國的最終判定規則所規定的25％原則。采用間接方法進行檢測在很大程度上依賴於輪胎和負載因子，目前采用這種系統的車型有上海通用的別克世紀和君威。
直接TPMS采用固定在每個車輪中的壓力傳感器直接測量每個輪胎的氣壓，如圖1、2所示。這些傳感器會通過發送器將胎壓數據發送到中央接收器進行分析。分析結果將被傳送至安裝在車內的儀表上。它可以顯示每個輪胎的實際氣壓。甚至還包括備用輪胎的氣壓。因此，直接TPMS可以連接至儀表。告訴司機哪個輪胎充氣不足。由於直接TPMS可直接測量每個輪胎的氣壓，因此當任何壹個或幾個輪胎處於低壓狀態時，都會檢測出這種狀態，4個輪胎都處於低壓狀態時也可以檢測到。直接TPMS也可檢測到較小的壓降。有些系統甚至可以檢測到7kPa的壓降。
隨著技術的發展，直接TPMS系統已逐漸演變為3個主要系統類型，即主流型(低／中端)、帶有自動定位功能的高端TPMS和結合ESP/ABS的TPMS系統。下面對各種系統類型進行簡單介紹。
1.TPMS配ABS/ESP――間接系統。許多生產廠商從間接系統轉向了直接系統，因為直接系統的總體成本降低了。間接系統有其技術局限性，並且要求非常嚴格的場地測試。由於間接系統在美國市場遭受了太多的索賠，所以通常僅限於歐洲使用。
2.主流(低／中端)TPMS――直接系統。受美國立法的推動，覆蓋低／中端細分市場的主流TPMS的市場份額到2011年將超過50％。但是TPMS預計在歐洲、亞太地區和日本市場規模會很小，這是由於額外的系統成本和公眾對TPMS認知不足造成的。另外，TPMS系統通常是作為高端車型的選裝件，增裝的需求仍然很低，因為壹般的車主對TPMS還不熟悉。
3.高端TPMS(自動定位)――直接系統。高端TPMS是指將輪胎的自動定位功能集成於直接TPMS系統。輪胎的自動定位功能是指識別和區別4個輪胎發送的信息。在這種情況下，比如右前輪的氣壓，可以無需任何人為操作，即可被正確識別並顯示。如今的系統主要是在翼板中安裝低頻發射器天線來進行定位，有4個低頻發射器模塊用電線連接中央接收器模塊至翼板。中央接收器模塊將信號發送至這些低頻模塊以觸發特定的車輪模塊，比如右前輪。在這種情況下。只有右前輪的車輪模塊(而不是其余的車輪模塊)會反饋信息。將來，2軸G傳感器將被用於實現輪胎的自動定位功能。
4.ESP/ABS和TPMS的結合――直接系統。
該系統是未來的發展方向。在該系統中，TPMS系統將輪胎的附加信息提供給ESP系統，如重力、輪胎氣壓和溫度、路況和輪胎類型等。這是未來高級ESP系統的發展趨勢。這種系統需要具備多軸重力測量和自動定位功能。此外還需要采用低頻或“能量獲得”技術的無電池式系統。
二、典型的TPMS系統的控制過程
圖3是典型的直接測量胎壓的TPMS系統(通用新君威)。
每個車輪／輪胎總成中都有1個輪胎氣壓監測傳感器，通過無線電頻率通信發送傳感器識別號、輪胎溫度、輪胎氣壓、輪胎旋轉方向和蓄電池低電平。車輛靜止時。傳感器內部加速計未啟動，從而使傳感器進入靜止狀態。此狀態下，傳感器每30s采樣輪胎氣壓1次，如果輪胎氣壓不變，則不進行發射。隨著車速增加至20km/h(15miles/h)以上，離心力啟動傳感器內部加速計，從而導致傳感器進入滾動模式。此模式下。傳感器每10s采樣輪胎氣壓和溫度各1次，並在滾動模式下每60s發射1次。如果在輪胎氣壓中檢測到8.3kPa的變化，傳感器將立即發送信號。
如果車身控制模塊的電源被切斷或車輛蓄電池被斷開。每個輪胎氣壓傳感器識別碼都將被保留但所有的輪胎氣壓信息都將丟失。在這些情況下，車身控制模塊不能假設該輪胎氣壓將被保存1個未知時間段。駕駛員信息中心將顯示所有的破折號，且故障診斷儀將為每個輪胎指示1個默認的輪胎氣壓值1020kPa。以20km/h(15miles/h)以上的速度行駛車輛至少2min。將啟動傳感器，從而使駕駛員信息中心顯示當前輪胎氣壓。
車身控制模塊可檢測到輪胎氣壓監測系統內的故障。設置故障診斷碼時，組合儀表上的輪胎氣壓監測指示燈圖標將閃爍1min，隨後，在點火開關切換至ON 位置且完成組合儀表燈泡檢查後。圖標保持點亮。如檢測到任何故障，駕駛員信息中心將會顯示1個維修輪胎監測系統型號的信息。
該系統的主要特點為：
傳感器安裝在輪胎內部，發送帶有識別信息、壓力和溫度的RF信號。
遙控功能執行器模塊(RFA)能接收傳感器的信號，但它沒有進壹步處理信號的能力，只是簡單的把傳感器的數據發送給位於BCM中的TPMS應用軟件，由BCM中的應用軟件按照相應的運算法則來進行處理。
發送過來的輪胎的相對位置由ALM(K65輪胎氣壓指示器模塊，下同)決定，最後由BCM將相應的信息發送給儀表盤和駕駛員信息中心。ALM也決定安裝在前軸或後軸上的哪個傳感器正在發送信息，它是通過信號的強度來決定的。
除了傳感器RF信號之外。ALM也接收傳感器發送出來的左／右位置信息，這壹信息由輪胎旋轉的方向來決定。
為了增強前軸和後軸之間傳感器信號強度的差異，ALM安裝在車輛的後部，在後杠內側發送給ALM的前後左右傳感器的信息混合在壹起。經ALM分配相應的位置識別信息後，也會經由LIN發送給BCM。
如果點火鑰匙打開將近20min，車輛沒有行駛。ALM也能自動地重新學習各傳感器的位置，而這壹過程當車輛行駛時只要大約3～5min，最壞的場合需要9min也能自動學習完成。
三、TPMS在使用維護中的常見問題
其實TPMS的故障率是非常低的。使用中常見的維護是輪胎換位、補充胎壓、學習程序讀入，常見故障是傳感器失效等。直接傳感器測試的系統在做輪胎換位時需要執行輪胎學習讀入程序。
執行輪胎氣壓監測讀入模式的操作列舉如下：
(1)使用J-46079(GM胎壓檢測儀器)進行讀入，如圖4所示。首先啟動車輛的輪胎氣壓監測讀入模式。若聽到喇叭發出2聲“唧唧”聲並啟動轉向信號燈，表示-讀入模式已經啟動，左前轉向信號也將點亮。
(2)從左前輪胎開始，將J-46079的天線朝上頂住氣門芯位置，緊貼車輪輪輞的輪胎側壁，以啟動傳感器。按下然後松開啟動按鈕並等待喇叭發出“唧唧”聲。壹旦所有轉向信號燈啟動持續3s並且喇叭發出“唧唧”聲。已讀入傳感器信息並且下壹讀入位置的轉向信號將點亮，如圖5所示。
(3)喇叭發出“唧唧”聲並且下壹讀八的轉向信號點亮後，按以下順序重復步驟(2)，以啟動其余3個傳感器：右前、右後、左後。
(4)當已讀入左後傳感器時，所有轉向信號燈被啟動持續3s並且喇叭響起2次“唧唧”聲，讀入過程完成並且車身控制模塊退出讀入模式。
(5)將點火開關置於OFF位置，調整所有輪胎至推薦的壓力。
圖6是使用OTC公司的3833-1診斷工具所實測的4個輪胎傳感器的ID數值和胎壓值，可以看出該系統的每個車輪的ID碼均不相同，且目前狀態為已經學習的讀出模式。
圖7為儀表顯示的4個車輪的胎壓數值，可以看到右後輪是胎壓低。通過儀表顯示的手段可以很直觀地看到車輪具體的胎壓情況，實用性非常強。對於壹般的駕駛人可以很清楚地看到這壹信息。當然如果系統被斷過電，則胎壓的信息會丟失。
壹般的車輛通常把胎壓監測系統接收器與遙控器接收模塊做成壹體。但現在越來越多的直接測量式TPMS則單獨設置壹個模塊來接收信息。為了簡化系統和減少線束，與TPMS模塊的數據采用LIN線連接，當使用診斷儀來診斷系統時，是不能夠進入到該模塊內的，只能進入到它的上壹級MASTER。對售後診斷而言，我們只能通過MASTER獲得對下級LIN模塊的診斷信息(DTC碼)。而不能對LIN模塊單獨診斷，所以在維修中需要壹種儀器來對TPMS系統來進行診斷。OTC公司的3833-1胎壓系統檢測儀就是這樣的檢測設備，它具備自動掃描、診斷、重設定程序、無線頻率偵測、上次數據保存、上傳數據工具、打印等功能，可以對不同車型的TPMS系統來進行診斷。由於傳感器安裝在輪胎內部，發射的是無線信號，使用壹般的儀器是不能完成的。配合相應的車型操作手冊，使用該儀器可以方便地查看學習後的傳感器ID號碼和胎壓值以及是否被學習讀入，傳感器的頻率是多少等診斷信息。熟練使用儀器來進行診斷系統。及時發現並排除故障，可以保持TPMS系統正常工作。3833-1檢測儀可以檢測不同車系的胎壓監測系統，如福特、通用、寶馬、本田、雷克薩斯、英菲尼迪、克萊斯勒等品牌。