为什么TPMS胎压监测系统有时会误报警?

汽车轮胎的气压长期偏低或偏高，都会对车辆产生不良影响。

胎压过高，轮胎内部受力太大会变形，长期使用轮胎寿命会降低。胎压过高，轮胎与地面的接触面积会变小，摩擦力减少，也就是抓地力会减少，这会导致行驶时动力不足，制动时刹车力也不足。

胎压过高

胎压过低，轮胎内部受力小，轮胎被车辆压扁，导致与地面的接触面积变大，摩擦力会增大，摩擦力增大对轮胎的磨损增加，也会降低轮胎的使用寿命。尤其是胎压低于正常气压的30%时，不仅轮胎寿命会大大缩减，油耗也会增加很多。

胎压过低

另外，摩擦力增大会引起动力和刹车力不均衡，比如突然加速和急刹车。根据摩擦生热的原理，摩擦力过大还会导致胎温过高，严重时会引起爆胎。

胎压的影响

由于胎压对车辆安全有重大的影响，因此车辆需要配置TPMS系统。TPMS是“Tire PressureMonitoring System”的缩写，表示胎压监测系统。TPMS的主要作用就是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对高压或轮胎漏气引起的低气压进行报警，以确保行车安全。

TPMS的类型根据有无胎压传感器分为间接式和直接式两种。

1.间接式TPMS

早期的车辆没有安装胎压传感器，因此多采用间接式TPMS。

所谓的间接就是它不能直接采集胎压信息，而是借用了ABS系统的轮速传感器，间接的获得胎压信息。

那么胎压跟轮速传感器又有什么关系呢？

当某个轮胎的气压降低时, 车辆的重量会把轮胎压扁，实际上就是使轮胎的直径变小，那么这个轮胎的滚动半径也会变小,滚动半径变小，同样的距离下，这个轮胎转的圈数就多，也就是这个车轮比其他车轮的转速快。

这样，通过计算和比较轮胎之间的转速差别,就可以达到监视胎压变化的目的。

间接式的TPMS由于不需要胎压传感器，只需要在ABS模块的基础上进行软件处理就可以完成，省去了传感器等硬件成本，所以价格便宜。

但是间接式TPMS这种根据轮速比较来计算胎压差异的算法原理也带来了一些限制，比如车辆静止时没有轮速，就不能计算；车辆转弯时，外轮胎比内轮胎的转速高，也会影响计算；还有一种情况是，几个轮胎同时出现气压低时无法区分差异，也会导致不能计算。

所以间接式TPMS的缺点是准确率不够高，有时会出现误报或漏报。

间接式TPMS胎压报警灯亮后，如果停车检查没有发现明显故障，可以先将TPMS系统复位，即长按胎压设置复位键3秒。

胎压复位设置键

TPMS系统复位后报警灯会熄灭，然后再行驶一段时间，如果报警灯没再点亮，则可能是误报。如果报警灯再次亮起，说明轮胎有问题，就需要去维修点进一步检查。

2. 直接式TPMS

现在的车辆大多都安装了胎压传感器，所以主要采用的是直接式TPMS，胎压传感器分为内置式和外置式两种。外置式安装在轮胎的气门嘴位置，优点是比较方便；内置式安装在轮胎内部，优点是比较稳定，监测的数据更为准确。

内置式传感器

传感器通过感应芯片感知轮胎的胎压和温度的变化，将胎压和温度信号先转为电信号，再转变成无线射频信号发送出去，接收器收到无线信号后，再通过LIN总线传输到TPMS的处理器内，从而使TPMS系统无论在行驶还是静止状态下都能监测到轮胎的胎压和胎温。

直接式TPMS通过传感器可以直接采集到轮胎的胎压和胎温，所以它的优点是反应快、准确率高。TPMS根据采集到的数据可以直接判断出胎压过高，胎压过低、轮胎漏气等故障，提醒驾驶员及时的进行加气、放气或补胎处理。

另外，如果轮胎气压不均匀，比如左右压力不同，同轴压力失衡，还会引起刹车跑偏，直接式TPMS也可以快速的监测并给出提醒。

除了胎压以外，胎温如果偏高，会导致轮胎材料的强度降低，弯曲度增大，最后导致轮胎的损耗增加。而且胎温过高后还会有爆胎的风险，直接式TPMS实时监测胎温，及时的给出提示，所以大大提高了行驶安全性。

胎压与胎温显示

3.直接式TPMS的工作原理

直接式TPMS系统主要包括应答器、LF启动器和基站三个部分。

TPMS系统架构图

应答器就是指安装在轮胎内部的传感器，英文名称是transponder，应答器可以收发两种频率的无线信号，低频的LF和超高频的UHF信号。

LF启动器安装在轮胎旁边的轮舱内，从名字上可以看出，LF启动器负责收发低频的LF信号。

基站就是TPMS系统的核心处理器，可以收发超高频的UHF信号。

LF与UHF的分工不同，低频的LF信号负责唤醒传感器，高频的UHF信号负责传输胎压和胎温数据信息。

应答器与LF启动器间通过低频的LF（125kHz）信号通信，应答器与基站之间通过高频的UHF(433MHz)通信。

LF与UHF通信架构图

其工作过程为：

TPMS系统安装后，每个LF启动器内部会有一个唯一的ID，基站就可以通过LF启动器内部的ID来区分各个轮胎的位置，基站会周期性的（轮询）查询传感器的信息。查询过程是基站首先将唤醒应答器的命令通过 LIN 总线发送给每个 LF 启动器。LF启动器再将唤醒命令通过LF无线信号发送到应答器。

应答器接收到 LF 启动器（125KHz）的唤醒命令后，应答器中的MCU会从睡眠模式中唤醒。应答器会按命令要求测量轮胎压力和温度。然后通过 UHF(433MHz) 将数据传输到基站，传输完成后如果没有检测到其他中断，则返回到睡眠模式。

传感器进入睡眠模式是为了降低功耗，因为压力和温度通常是缓慢变化，不需要进行高频度的检测，一般每分钟检测一次即可，否则会比较耗电。

有些后装的TPMS系统检测频率过高，每几秒检测一次，传感器中的电量消耗的很快，需要经常换电池。

传感器模块需要电池供电

TPMS控制器收到胎压和温度数据后会与预设的标准数据进行对比，如果胎压或胎温异常，会将报警信息通过CAN总线发送到仪表显示。

TPMS总线架构图

直接式TPMS与间接式还有一个不同点就是，使用胎压传感器的原理可以让备胎也能被监测，所以有时TPMS报警灯亮了，不一定是行驶中的轮胎漏气，而有可能是备胎漏气了。

4. LF与UHF有什么区别？

有的人会有疑问，TPMS系统中为什么要有两种无线信号LF和UHF，只用一种不行吗？

这就要了解下LF和UHF的特性，LF和UHF都是RFID射频标签技术，LF是Low Frequncy低频的意思，频率范围是30kHz～300kHz，UHF是 Ultra High Frequency 超高频的意思，频率范围是433～950MHz。

低频LF的特点是成本低、节省能量、传输距离短，但是穿透力强。适合做近距离的唤醒功能，这就是为什么LF启动器要安装在轮舱里，因为要靠近传感器才行。

UHF传输距离远，传送数据速度快，但是比较耗能，穿透力较弱。适合控制器与各个传感器间的远距离数据通信。

这个LF+UHF的方案与PEPS（无钥匙进入和启动系统）的方案类似。

LF与UHF对比

5.为什么TPMS有时会误报警？

间接式TPMS有时会由于道路不平，转弯较多影响轮速时计算错误导致低压误报警；

直接式TPMS直接通过传感器采样，不会出现计算错误问题，但是直接式TPMS系统中的传感器模块需要安装在轮胎内，而模块中的金属部分会在围绕轮轴高速旋转过程中，产生较大的磁场，车速越高产生的磁场越大，当车速达到100km/h后，强磁场会对传感器信号发送产生严重的电磁干扰，导致LF启动器无法收到信号，所以胎压会显示0，这就是在跑高速时为什么容易出现胎压异常报警的原因。

当然，传感器的抗电磁干扰能力也在不断提高，随着新型传感器的使用，这一问题也会得到解决。