車輛研測資訊 094期 2013-06 7

專 題 報 導

二、TPMS胎壓偵測輔助系統介紹

TPMS屬於主動式安全系統，能夠在輪胎出現危險徵

兆時即時警報，有助於駕駛採取措施應對。同時由於其隨

時監控輪胎狀況，因此還具備延長輪胎使用壽命、減少行

駛間不必要的油耗，以及可避免車輛在胎壓不正常的狀態

下行駛，長期下來可減少對底盤及懸吊系統造成傷害等優

點；加之現今民眾對行車安全觀念的提升，以及美國、歐

胎壓偵測輔助系統(TPMS)車輛研究測試中心 賴柏佑

輪胎健康的守護者-

一、前 言

每當逢年過節，民眾返家或出遊長途開

車的機會大增，這時交通主管機關除了會宣

導各項高速公路交通疏導與分散車流措施之

外，通常還不忘再提醒駕駛人，出門前一定

要檢查輪胎胎壓、胎紋深度是否正常等，原

因就在於路上常見的爆胎意外，多半是由於

胎壓異常及輪胎老舊所造成。根據交通部公

路總局統計，國內發生在高速公路上交通事

故的原因有超過7成是由爆胎所引起的，但卻

只有不到1成的駕駛者平時有主動檢查輪胎狀

況的習慣。

從上述可看出，輪胎的異常問題一直

是所有駕駛者最為擔心和最難預防的問題

之一，而胎壓偵測輔助系統（Tire Pressure

Monitoring System, TPMS）的功用即在於協

助用車人監測胎壓情況，因為保持標準的胎

壓行駛和及時發現車胎漏氣正是防止爆胎的

兩大重要關鍵因素；而TPMS可在輪胎胎壓

發生異常初期，例如胎壓過低、過高、快速

漏氣、胎溫過高等故障情形時發出異常警

報，提醒駕駛注意，進一步達到預防爆胎的

效果，避免事故傷亡發生。

2000年，由於Firestone輪胎的品質有瑕疵，出現

輪胎胎體剝離，被捲入車內的傳動軸，導致後輪卡

死、輪胎爆裂，進而翻覆演變成重大的車禍事件，如

此一連串嚴重的爆胎翻車事故，造成了超過上百人的

傷亡，引起了業界和美國政府的高度關注，Firestone

也被迫一次收回650萬個同型輪胎。此外，根據美國汽

車工程師學會的調查顯示，美國每年有26萬件交通事

故是由於輪胎故障所造成的；而且，其中75%的輪胎

故障是來自於輪胎滲漏或充氣不足。於是美國政府要

求汽車製造商加速發展TPMS系統，以求減少輪胎異

常事故發生的比率。這也促成了美國運輸部高速公路

交通安全局（NHTSA）在2005年制定『聯邦機動車輛

安全標準；胎壓監測系統』草案（TPMS FMVSS No.

138），不僅規定了TPMS的檢測方法，並明定2007年

之後，所有在美國銷售的汽車都必須安裝TPMS。

血的教訓 TPMS由來

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盟立法強制規範的大力推動下，讓TPMS已普遍為

用車人所接受，也成為汽車用品市場上備受關注的

一項產品。

1. TPMS型式

T P M S主要分為兩種型式，一種是間接

式TPMS（Wheel-Speed Based TPMS, WSB

TPMS），係透過汽車ABS系統的輪速感測器來

比較車輪之間的轉速差別，以達到監視胎壓的

目的；換言之，如果其中一個輪胎的胎壓過低

時，每公里轉動次數便與其他3個輪胎不同，系

統就會產生自動警示。但其缺點為無法對兩個

以上同時缺氣的輪胎狀況進行判斷。另一種為

直接式TPMS （Pressure-Sensor Based TPMS, PSB

TPMS），係利用安裝在每一個輪胎裡的壓力感

測器來直接測量輪胎的氣壓，再透過傳輸器，

將資料傳輸到駕駛座前的接收器上，駕駛者可

以直接從顯示器了解各個輪胎的胎壓狀況，當

輪胎氣壓太低或有滲漏時，系統會自動警報，

如圖1。由於直接式TPMS在功能和性能上均優

於間接式TPMS，因此成為現在普遍使用的主流

型類。

2. TPMS組成

T P M S系統主要有二個部分組成：分別

為安裝在汽車輪胎裡的遠程輪胎壓力監測模

組（Remote Tire Pressure Monitoring, RTPM）

和安裝在汽車駕駛台上的中央顯示器。一個

TPMS系統有4個或5個（包括備胎）壓力監測

模組，將測量得到的信號通過射頻無線電波

（Radio Frequency, RF）發射出去；當中央顯

示器接收到信號，便將各個輪胎的壓力數據顯

示在螢幕上，供駕駛者參考，如果出現異常，

則發出不同的警報信號，提醒駕駛者採取必要

的措施。如圖2所示。

　　

(1) TPMS感測器

由於汽車在高速跑動時輪胎內的環境十

分惡劣，胎內壓力、溫度或濕度變化都非常

▲ 圖1、直接式TPMS感測器 照片來源：橙的電子

▲ 圖2、TPMS壓力監測模組與顯示器 照片來源：橙的電子

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大，所以安裝在車胎裡的感測模組也必需使

用較高規格的元件，主要包括了半導體壓力

/溫度感測器、數位訊號處理單元和電源管

理器的晶片系統模組等共同整合而成，並且

全部以機電系統（Micro Electro-Mechanical

Systems, MEMS）技術來設計、生產；主要

有矽整合電容器式壓力感測器，以及矽壓阻

式壓力感測器2種。當壓力訊號經TPMS感測

器模組內的電路處理，透過其傳輸埠送給安

裝在模組內的訊號處理單元，綜合成數據串

流，再進入同一封裝內的無線電波發射IC，

依照設定的超高頻率調變(目前較通用的無線

電波的發射頻率為315 MHz與434 MHz)，然

後發射給安裝在駕駛台內的接收器，如圖3

所示。　　

(2) TPMS接收器

由無線電波接收IC和訊號處理微控制

器、顯示器所組成的TPMS接收器，可安裝

在汽車儀表板內，附帶控制鍵盤的顯示器可

安裝在駕駛台上，顯示每個輪胎的壓力、

溫度與識別碼以及聲光警報。現在甚至有

TPMS業者與智慧型手機結合推出相關應用

程式（如圖4），讓駕駛者更方便掌握車輛

輪胎的狀況。

三、台灣TPMS法規驗證規範

如同美國在2000年時所發生的爆胎意外，造成

嚴重傷亡，國內也曾因車輛在雪山隧道內爆胎，引

發追撞及火燒車事件，再加上高速公路上因爆胎所

引起的事故層出不窮，因此日前交通部參考歐洲法

規ECE R64，新增「車輛安全檢測基準」第六十八

項規定，自民國103年11月1日起，新型式九人座以

下小客車、及3.5噸以下貨車將強制安裝TPMS，正

式跟進美、歐等先進國家法案趨勢，以期降低爆胎

事故的悲劇發生。

依據「胎壓偵測輔助系統」基準所規定的測試

內容主要包括四項，簡單說明如下：

▲ 圖3、TPMS感測模組

▲ 圖4、TPMS 智慧型手機APP 照片來源：橙的電子

TPMS感測模組

ADC(數位類比轉換器)

S/H(取樣/保存暫存器)

數據校準與ID(識別碼)加速度訊號

顯示器(接收器)

ATA5283

ATAR862

喚醒暫存器

訊號處理MCU

計時器

溫度訊號

壓力訊號 Tx(資料傳送)

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1. 因意外事故造成氣壓損失之胎壓試驗：試驗

前，先以80±10 km/h之平均速度駕駛車輛至少

20分鐘(使輪胎進入正常工作溫度，稱為學習階

段)，量測胎壓後再將任一個輪胎洩壓，當車輛

任一輪胎其工作壓力降低20%或達到最小氣壓

150千帕(以兩者較高為準)時，TPMS應於10分

鐘內點亮警示。

2. 胎壓明顯低於最佳性能建議之壓力試驗：試驗

前比照上述，先進行學習階段，量測胎壓後再

將所有四個輪胎洩壓，當任一輪胎(至多四個

輪胎)之工作壓力已降低20%時，則TPMS應在

連續行駛不超過60分鐘之時間內，點亮警告訊

號。

3. 失效試驗：依據失效模擬方法，使車輛胎壓

偵測系統內控制或響應訊號的產生或傳送發

生故障，例如切斷任何TPMS零件之電源、拆

下TPMS零件間之任何電路接線等，使電子傳

輸發生錯誤，TPMS應在10分鐘內點亮警告訊

號。

4. 警告指示：當車輛啟動(點火)開關時，警告訊

號應產生。警告識別標誌可使用閃爍模式，以

提供有關胎壓偵側輔助系統重新設定狀態之資

訊，且應於車輛使用手冊之相關記述一致。

四、結 論

試想，車輛行駛在高速公路或準備開上高速公

路之前輪胎扎到一根釘子，此時若沒有胎壓監測器

提供警示，車主是否或何時才會發現？也許有經驗

或細心一點的駕駛可能會因為方向盤傳來不穩定的

抖動，然後趕緊停車察看；但若是警覺心較低或是

不熟悉車況的新手駕駛，極可能會真的遭遇到爆胎

的後果，且無論如何，兩者都是相當危險的情況。

如此一想，相信讀者們就可以完全體會TPMS的確

是用車人的好幫手；同時也不難瞭解為何TPMS是

繼安全帶以及空氣囊之後，第三個被世界先進國家

一致列為標準配備的汽車安全配備產品，其對於提

升人們行車安全的重要性自然就不言可喻了。所

以，親愛的駕駛朋友，您的輪胎TPMS了嗎？

▲ 圖5、啟動開關時顯示之TPMS警告訊號

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五、參考資料

[1] 「胎壓偵測輔助系統」,車輛安全檢測基準第

68項 , 2012

[2] “TEMPORARY-USE SPARE WHEELS/

TYRES AND RUN FLAT TYRES”, ECE R64 ,

2012.

[3] 橙的電子股份有限公司 http://www.orange-

electronic.com/index.html

[4] EET電子工程專欄 http://www.eettaiwan.com/

由於現在的汽車大多都已取消了內

胎，因此TPMS模組的安裝可說是非常便

利，目前常見的安裝方式有兩種：一是

利用輪胎氣門嘴安裝，或是使用緊箍扣

安裝在輪毂上。但無論採用哪種方式，

安裝完TPMS模組，都必須對輪胎重新進

行動平衡檢驗，所以建議車主們務必要

找專業合格的汽車保養廠或服務據點來

進行安裝喔！！

TPMS安裝小提示