[發(fā)明專利]汽車輪胎氣壓的復(fù)合式監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310169827.0
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103223830A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王立強;韓宗奇;鮑千千
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號: B60C23/02
• 分類號: B60C23/02
• 代理公司: 秦皇島市維信專利事務(wù)所 13102
• 代理人: 鄂長林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種汽車行駛時輪胎氣壓的復(fù)合式監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法。

背景技術(shù)

?輪胎氣壓是影響汽車安全行駛的重要因素之一。氣壓過低，輪胎變形增大，行駛阻力增大，易造成輪胎溫度急劇升高，輪胎強度下降，可能導(dǎo)致輪胎簾子布斷裂而造成爆胎；氣壓過高，使輪胎接地面積減小，附著系數(shù)和附著力減小，使輪胎安全性降低。因此，保持輪胎氣壓在正常的范圍，不僅能夠保障行駛安全，還能節(jié)省燃油和延長輪胎壽命。

輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）具有在汽車行駛中檢測輪胎氣壓，并在氣壓異常時給與報警，能夠確保汽車行駛安全。在現(xiàn)有技術(shù)中，TPMS主要有直接式和間接式兩大類。直接式TPMS是利用安裝在每一個輪胎里的以鋰離子電池為電源的壓力傳感器來測量輪胎的氣壓和溫度。這些傳感器用射頻信號將壓力和溫度信息傳送到中央接收主機里，中央主機對信息進(jìn)行處理后在儀表板上顯示出來，從而實現(xiàn)對各輪胎氣壓進(jìn)行監(jiān)測。直接式TPMS測量輪胎氣壓精度較高，但是成本較高，無線傳輸受天氣和環(huán)境影響大，使用壽命受電池壽命限制。間接式TPMS則是通過采集和處理ABS輪速傳感器信號，分析計算出受輪胎氣壓影響的其它物理量及其變化來間接判斷輪胎氣壓。如燕山大學(xué)韓宗奇教授公開了一種行駛中汽車輪胎氣壓的檢測方法（專利號：ZL2008?1?0054917.4）。該方法通過對行駛中汽車各個輪速傳感器輸出的脈沖信號進(jìn)行采集、整理、分析、比較、判斷等處理步驟來預(yù)報行駛中汽車輪胎氣壓的異常狀況。間接式TPMS成本低，安裝容易，壽命長。但檢測精度和實時性不如直接式TPMS。

發(fā)明內(nèi)容

為了綜合上述兩種TPMS的優(yōu)點，克服技術(shù)上的不足，本發(fā)明提供一種汽車輪胎氣壓的復(fù)合式監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法，該發(fā)明能實時的、動態(tài)的、較準(zhǔn)確的監(jiān)測行駛中的輪胎氣壓。在汽車行駛過程中，即直接檢測1號車輪的輪胎氣壓，又同時采集4個車輪輪速傳感器的脈沖數(shù)，利用上述兩種關(guān)系，得到另外3個車輪較準(zhǔn)確的輪胎氣壓。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種汽車輪胎的復(fù)合式氣壓監(jiān)測裝置，包括壓力傳感器1、輪速傳感器（2、3、4、5）和TPMS主機（8）。所述裝置在其中一個車輪的輪胎內(nèi)安裝壓力傳感器1、無線發(fā)射天線（6），主機接收天線（7）安裝在輪罩的內(nèi)側(cè)，所述壓力傳感器1直接檢測該輪胎的氣壓和溫度，并且通過無線發(fā)射天線、主機接收天線將射頻（RF）信號，經(jīng)過無線接收處理電路傳輸?shù)絋PMS主機（8），TPMS主機（8）將信號處理成輪胎充氣壓力；同時，使用輪速傳感器（2、3、4、5），采用間接式方法檢測另外幾個車輪的輪胎氣壓。

一種使用汽車輪胎的復(fù)合式氣壓監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：

用實車試驗得到1號車輪輪胎氣壓與該車輪脈沖數(shù)與汽車行駛速度之間的關(guān)系，畫出MAP圖，并將MAP圖擬合成多項式：

式中：

P₁—1號車輪輪胎氣壓；

—1號車輪脈沖數(shù)；

—汽車行駛車速；

、、、、、—擬合系數(shù)；

步驟2：

將4個車輪的ABS輪速傳感器（2、3、4、5）的信號進(jìn)行采集，或者從汽車的CAN總線上讀取ABS輪速傳感器數(shù)據(jù)；通過標(biāo)定找出1號車輪脈沖數(shù)與2、3、4號車輪脈沖數(shù)之間在不同車速、不同輪胎氣壓時的數(shù)學(xué)關(guān)系；

步驟2.1：

保持4個車輪的輪胎氣壓為正常值，使汽車勻速直線行駛，采集4個車輪輪速傳感器的脈沖，當(dāng)1號車輪脈沖數(shù)達(dá)到一定值時停止采集，4個車輪的脈沖數(shù)分別為:、、、，計算各車輪脈沖數(shù)與1號車輪脈沖數(shù)之間的比例系數(shù)：

其中：

、、、——其中右上角“1”表示第一次試驗，右下角“1~4”分別為左前輪、右前輪、右后輪和左后輪4個車輪，下同；

——為該特定車速時第j號車輪脈沖數(shù)與1號車輪脈沖數(shù)的比例系數(shù)，j?=?1~4；

步驟2.2：

改變汽車行駛車速，重復(fù)步驟2.1所述試驗，分別得到相應(yīng)車速下4個車輪脈沖數(shù)與1號車輪脈沖數(shù)的比例系數(shù)，由組成比例系數(shù)矩陣[K]:

其中：

j?=?1~4，表示4個車輪；i?=?1~m，表示m種不同的車速的第i種車速；

步驟2.3：

將系數(shù)矩陣[K]的每一行擬合成車速的函數(shù)，得到、、、與車速的關(guān)系：

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