保时捷轮胎气压监控系统失效故障排除

    随着现代汽车电子控制单元（ECU）控制功能的不断增多，ECU需要采集和控制的信息以及ECU与其它控制单元间交互的信息量也越来越大。使用CAN总线技术后，实现了大量信息的共享，这样可以实现更为复杂可靠的分布式功能控制算法和逻辑。本文针对一辆保时捷Panamera轿车的轮胎气压监控系统（TPM）故障案例，通过基于CAN总线技术的分析和阐述，揭示高档汽车新技术故障维修方面给我们带来的一些启示。

    一、保时捷Panamera汽车轮胎气压监控系统（TPM）的组成
    轮胎气压监控系统（TPM）由控制单元、触发器、中央天线以及车轮电子设备单元等元件组成，这些元件在车上的安装位置如图1所示。

    1．控制单元
    该车TPM控制单元位于车辆行李厢右侧，控制单元对来自天线的输入数据进行分析，然后将相关信息转发到组合仪表。由于数据从中央天线通过LIN线进行传输，因此控制单元设计为接收两种频率，分别为433MHz和315MHz。如果安装新的控制单元，则必须对其进行相应编码。
      2．触发器
    在四个车轮罩中，每个车轮罩的衬套下各有一个触发器。这些触发器直接向车轮电子设备单元发送125kHz的信号。
      3．中央天线
      中央天线（用于数据传输）安装在车辆地板的右侧。天线接收来自车轮电子设备单元的信号并进行数字化处理，然后通过LIN线将其转发到控制单元。
    4．车轮电子设备单元
      车轮电子设备单元主要由压力传感器、温度传感器、滚轮开关、测量和控制电子设备、接收器和发射器以及蓄电池等部件组成。

    二、保时捷Panamera汽车轮胎气压监控系统（TPM）的控制原理
    该系统的主要功能是在车辆行驶时监控轮胎气压，并带有轮胎位置自动识别功能。
当驾驶员侧车门打开或15号接线柱接通时，系统开始初始化，然后控制单元给4个轮胎压力监控触发器和中央天线各分配一个LIN地址（分配时在时间上错开），初始化完成后，这4个触发器分别从控制单元接收一条信息，随后这些已经分配有地址的触发器发出无线电信号（频率为125kHz，只发射一次）。由于这种无线电信号的作用半径很小，所以它们只会分别被相应的车轮电子设备单元所接收，电子设备单元随即被这个无线电信号激活，然后就会发送出测量到的当前的压力和温度值，这些测量值由中央天线接收后再经LIN线传送到控制单元（TPM控制原理如图2所示）。

     车轮电子设备单元上装有离心力传感器，该传感器可以识别出车轮是否在转动。当车辆处于驻车状态，车轮停转，这些电子元器件之间就不再进行任何通讯了。
    一旦车辆起步时，车轮电子设备单元在约2min后开始与车轮位置进行匹配。当车速超过约20km/h后，每个车轮电子设备单元会自动发射当前的测量值，而不需等待来自各自触发器的激活信号。发射出的无线电信号中包含有车轮电子设备单元的ID，这样控制单元就可识别出是哪个车轮电子设备单元发出的信息。正常情况下，车轮电子设备单元每隔约30s就发射一次信号。如果车轮电子设备单元发现压力变化较快（＞0.2bar/min ），那么车轮电子设备单元会自动切换到快速发送模式，这时每隔1s就发送一次当前测量值。组合仪表将为驾驶员显示轮胎气压信息。
      当轮胎气压损失较小，即不低于规定值0.3bar时，出现的是“弱警报”，此时组合仪表显示为黄色状态；如果控制单元识别出2次连续压力测量值都与规定值相差至少0.5bar的话，就会发出“强警报”。除了显示屏上有光学显示以外，还有一个“锣声”的声音报警。
      当车速小于160km/h，轮胎气压偏低超过0.5bar，以及车速超过160km/h，轮胎气压偏低超过0.4bar时，仪表就会出现红色文本显示“严重”警告。
    轮胎气压是按照车桥、轮胎、车辆负荷和车速进行监控的。轮胎压力监控单元通过CAN总线分别从底盘系统CAN接收来自PSM控制单元的车速信息，从MMI系统CAN接收来自空调控制单元的外部温度信息，从传动系统CAN接收来自发动机控制单元的发动机转速信息。轮胎压力监控单元计算处理完胎压信息后通过CAN总线发送到组合仪表，组合仪表再显示出来。

    三、保时捷Panamera的CAN网络系统
      保时捷Panamera的CAN总线是一种具有高保密性、高抗干扰能力、有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络系统。网关控制单元可促进各种网络和总线（LIN/CAN ）之间的数据交换／转换，以及数据总线系统的睡眠和唤醒。
    如图3所示，保时捷Panamera轮胎压力监控单元把胎压数据通过舒适系统CAN发送到网关电脑，网关电脑处理数据后又发送到MMI系统CAN，组合仪表从MMI系统CAN接收轮胎监控系统数据信息后，在组合仪表的菜单里显示出来。

    四、TPM故障的分析判断及排除
      1．故障现象
      一辆保时捷Panamera轿跑车（2010款Panamera S 4.8L，行驶里程2.9万km），轮胎压力监控系统（TPM）无法正常工作。根据车主的反映，该车出厂时不带轮胎气压监控系统（TPM ），后来在改装店加装，但是系统不工作，仪表也没有胎压菜单显示。
      连接保时捷诊断电脑快速扫描，发现扫描不到轮胎气压监控系统（TPM）控制单元。
    2．故障分析
    针对诊断电脑无法扫描到轮胎气压监控系统（TPM）控制单元的故障现象，结合保时捷轮胎气压监控系统工作原理，以及该车型的特点，产生该故障的主要原因有如下几点。
      （1）轮胎气压监控系统控制单元供电故障；
      （2）轮胎气压监控系统控制单元的CAN总线故障；
      （3）控制单元需要编程；
      （4）轮胎气压监控系统控制单元自身故障。
      3．故障检查
      拆开行李厢右侧饰板，找到轮胎气压监控系统控制单元，拔下轮胎气压监控系统控制单元插头。
      （1）检查供电
      测量轮胎气压监控系统控制单元的端子（如图4所示）A5号脚，其为电源端子，如果显示蓄电池电压12V，即是正常的；A11号脚是接地端子，如果与接地点间电阻为0，说明控制单元的供电正常。通过这个步骤排除轮胎气压监控系统控制单元供电故障的可能。

      （2）检查轮胎气压监控系统控制单元的CAN总线
      测量轮胎气压监控系统控制单元的端子（如图4所示）A6号脚，其为CAN高端子，经过实际测量，其电压值为0V，正常值是2.6V左右，因此实测值不正常；A7号脚是CAN低端子，正常值是2.4V，测量值是0V，结果也是不正常。检查发现两条CAN总线就在电脑板附近裸露着，没有连接到舒适系统CAN总线。重新连接上两条CAN总线，再次测量CAN系统高低端子电压，结果正常。
      4．故障排除
      （1）诊断电脑扫描
      如图5所示，轮胎气压监控系统控制单元紧连着倒车影像控制单元，把轮胎气压监控系统控制单元 A6号CAN高线（图4所示）接在倒车影像控制单元端子（图5所示）A40号CAN高线束上，轮胎气压监控系统控制单元的A7号CAN低线接在倒车影像控制单元端子A39号CAN低线束上。

      接好CAN总线安装好电脑后，用诊断电脑扫描，这次可以连接到轮胎压力监控系统控制单元了，无故障码记忆，但组合仪表也不会有胎压菜单选项显示。
      （2）使用专用仪器进行电脑编程
      ①数据库的修改
      如图6所示，进入车辆数据库维护选项，找到“轮胎气压监控”栏，选择“483．轮胎气压监控系统（TPM），315MHz”选项，然后点击“接受”，点击“下一步”，按照诊断电脑提示完成数据库的修改。
    然后，进入轮胎气压监控单元，点击“编码”选项，进去后再点击“自动编码”选项，然后按诊断电脑提示点击“下一步”直到完成。

    然后再进入组合仪表，点击“编码”选项，进去后再点击“自动编码”选项，然后按诊断电脑提示点击“下一步”直到完成。
    做完以上3个步骤后，组合仪表上就会有轮胎气压监控系统的菜单选项了。
    ②仪表菜单轮胎数据设置
      在仪表菜单里设置轮胎胎压数据，选择轮胎尺寸型号，选择季节，选择载荷及舒适度，设置完成后轮胎气压监控系统开始初始化，然后路试大概200m，组合仪表就会有当前各轮胎压力数值显示出来（如图7所示）。此时，装复所有零件，连接专用诊断电脑进行扫描操作，车辆无故障码显示，路试车辆一切正常，故障排除。

    五、维修总结
      维修车辆电气系统，首先要了解系统工作原理，还要了解车辆网络通讯知识，结合专用诊断仪器以及维修资料进行分析，才能提高工作效率，迅速找到故障原因并及时排除故障。

来源:网络