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一种汽车行驶过程中轮胎载荷实时监测系统，其特征在于：所述监测系统由GPS车速测试设备、ABS轮速传感器(2)、轮胎压力监测装置(3)及数据采集与处理装置构成；所述GPS车速测试设备包括GPS车载天线(1)和GPS车载接收机；所述GPS车载天线(1)安装在汽车车顶且位于汽车纵向对称平面与车顶平面交线的A点处；所述GPS车载接收机安装在汽车车内且与GPS车载天线(1)相连；所述GPS车载天线(1)用于接收GPS卫星信号，所述GPS车载接收机用于解算所述GPS车载天线(1)接收到的GPS卫星信号，实时获得汽车A点处的水平速度v，并将所述汽车A点处的水平速度v发送至数据采集与处理装置；所述ABS轮速传感器(2)用于实时监测汽车车轮角速度ω，并将所述汽车车轮角速度ω以方波信号的形式发送至数据采集与处理装置；所述轮胎压力监测装置(3)安装在汽车轮胎气门芯上，由压力传感器、温度传感器、加速度传感器(3a)和RF发送模块组成；所述压力传感器用于实时检测汽车轮胎压强P，所述温度传感器用于实时检测汽车轮胎温度T，所述加速度传感器(3a)用于实时检测汽车在行驶过程中，由轮胎与地面的相互作用而产生的垂直于地面的加速度a；所述RF发送模块用于实时发送所述汽车轮胎压强P、所述汽车轮胎温度T及所述加速度a至数据采集与处理装置；所述数据采集与处理装置包括数据采集与处理板卡和报警器；所述数据采集与处理板卡用于实时接收所述GPS车载接收机发送的汽车A点处的水平速度v、所述ABS轮速传感器(2)发送的汽车车轮角速度ω的方波信号及所述RF发送模块发送的所述汽车轮胎压强P、所述汽车轮胎温度T和所述加速度a，并获得汽车轮胎载荷F<sub>Z</sub>，所述数据采集与处理板卡判断汽车轮胎载荷F<sub>Z</sub>是否超过阈值，若超过，则通过所述报警器发出报警信号；所述汽车轮胎载荷F<sub>Z</sub>由式(1)获得：F<sub>Z</sub>＝f(P,T,Δs) (1)式中f为通过台架试验标定的汽车轮胎载荷F<sub>Z</sub>与汽车轮胎压强P、所述汽车轮胎温度T及汽车轮胎与地面相互作用时橡胶胎体(5)的垂直变形量Δs之间的映射关系；所述垂直变形量Δs由式(2)获取：Δs＝r<sub>r</sub>‑l‑Δs′ (2)式中r<sub>r</sub>为汽车轮胎的滚动半径；l为汽车轮胎中心至车轮轮辋(4)边缘的距离；Δs′为汽车行驶过程中轮胎与地面作用时产生的垂直跳动量；所述汽车轮胎的滚动半径r<sub>r</sub>由式(3)获得：r<sub>r</sub>＝v/ω (3)式中v为汽车A点处的水平速度；ω为由数据采集与处理板卡通过汽车车轮角速度ω的方波信号解算获得的汽车车轮角速度；式(2)中的Δs′由数据采集与处理板卡根据加速度a通过FFT‑DDI滤波方法获取。 |
