一种使用汽车轮胎气压复合式监测装置的监测方法

摘要

本发明公开一种汽车轮胎气压的复合式监测装置及其监测方法。所述装置在汽车的1个车轮轮胎内安装压力传感器（1），直接测得该车轮轮胎气压的准确值；若汽车上安装有ABS等电控装置，本发明可与该装置共用轮速传感器（2、3、4、5）；若汽车的CAN总线上具有轮速传感器的信号数据，也可以从CAN总线上读取轮速数据。所述方法根据1号车轮的压力传感器测得的轮胎压力P₁和1号车轮的轮速传感器采集的车轮脉冲数N₁，计算出相应的车速V_a，根据计算出的车速V_a和各车轮脉冲数对应的1号车轮脉冲数，由1号车轮MAP图所拟合多项式计算各个车轮的轮胎气压。该发明结合了直接式和间接式胎压监测系统的优点，成本低，可靠性高。

主权项

一种使用汽车轮胎气压复合式监测装置的监测方法，所述汽车轮胎气压复合式监测装置包括压力传感器(1)、轮速传感器(2、3、4、5)和TPMS主机(8)，其中一个车轮的轮胎内安装压力传感器(1)、无线发射天线(6)，主机接收天线(7)安装在轮罩的内侧，所述压力传感器(1)直接检测该轮胎的气压和温度，并且通过无线发射天线、主机接收天线将射频信号，经过无线接收处理电路传输到TPMS主机(8)，TPMS主机(8)将信号处理成轮胎充气压力；同时，采用间接式方法，使用轮速传感器(2、3、4、5)来间接计算另外3个车轮的轮胎气压，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：用实车试验得到1号车轮轮胎气压与该车轮脉冲数与汽车行驶速度之间的关系，画出MAP图，并将MAP图拟合成多项式：P₁＝P₀+K'_P·N₁+K″_P·N₁²+K'_V·V_a+K″_V·V_a²+K_PV·N₁·V_a+…式中：P₁—1号车轮轮胎气压；N₁—1号车轮脉冲数；V_a—汽车行驶车速；P₀、K'_P、K″_P、K'_V、K″_V、K_PV—拟合系数；步骤2：将4个车轮的轮速传感器(2、3、4、5)的信号进行采集，或者从汽车的CAN总线上读取ABS轮速传感器数据；通过标定找出1号车轮脉冲数与2、3、4号车轮脉冲数之间在不同车速、不同轮胎气压时的数学关系；步骤2.1：保持4个车轮的轮胎气压为正常值，使汽车匀速直线行驶达到预先设定车速即特定车速后，采集4个车轮轮速传感器的脉冲，当1号车轮脉冲数达到一定值时停止采集，4个车轮的脉冲数分别为:计算各车轮脉冲数与1号车轮脉冲数之间的比例系数：$k_1^{\left(1\right)}=\frac{N_1^{\left(1\right)}}{N_1^{\left(1\right)}}=1$$k_2^{\left(1\right)}=\frac{N_2^{\left(1\right)}}{N_1^{\left(1\right)}}$$k_3^{\left(1\right)}=\frac{N_3^{\left(1\right)}}{N_1^{\left(1\right)}}$$k_4^{\left(1\right)}=\frac{M_4^{\left(1\right)}}{M_1^{\left(1\right)}}$其中：——其中右上角“1”表示第一次试验，右下角“1～4”分别为左前轮、右前轮、右后轮和左后轮4个车轮，下同；——为该特定车速时第j号车轮脉冲数与1号车轮脉冲数的比例系数，j＝1～4；步骤2.2：改变汽车行驶车速，重复步骤2.1所述试验，分别得到相应车速下4个车轮脉冲数与1号车轮脉冲数的比例系数由组成比例系数矩阵[K]:$\left[K\right]=\left[\begin{array}{cccc}{k}_1^{\left(1\right)}& k_1^{\left(2\right)}& ...& k_1^{\left(m\right)}\\ k_2^{\left(1\right)}& k_2^{\left(2\right)}& ...& k_2^{\left(m\right)}\\ k_3^{\left(1\right)}& k_3^{\left(2\right)}& ...& k_3^{\left(m\right)}\\ k_4^{\left(1\right)}& k_4^{\left(2\right)}& ...& k_4^{\left(m\right)}\end{array}\right]$其中：j＝1～4，表示4个车轮；i＝1～m，表示m种不同的车速的第i种车速；步骤2.3：将系数矩阵[K]的每一行拟合成车速的函数，得到k₁、k₂、k₃、k₄与车速的关系：$\left\{K\right\}=\left\{\begin{array}{c}{k}_1\\ k_2\\ k_3\\ k_4\end{array}\right\}=\left\{\begin{array}{c}1\\ a_{02}+a_{12}·V_a\\ a_{03}+a_{13}·V_a\\ a_{04}+a_{14}·V_a\end{array}\right\}$其中：k_j—第j号车轮脉冲数与1号车轮脉冲数的比例关系，j＝2～4；a_0j、a_1j—拟合系数,j＝2～4；各车轮脉冲数与1号车轮脉冲数之间的数学关系式：N_j＝k_j·N₁ j＝1～4式中：N_j—第j号车轮脉冲数；N₁—1号车轮脉冲数；步骤2.4：将步骤1中拟合的多项式系数及步骤2.2和步骤2.3计算得到的[K]、{K}数据储存于TPMS的存储器中；步骤3：在汽车行驶过程中，监测4个车轮的轮胎气压：步骤3.1：由压力传感器(1)直接测得1号车轮轮胎气压，记作P₁；由1号车轮的轮速传感器(2)采集1号车轮脉冲数N₁；根据步骤1拟合出的多项式，求出相应的V_a；步骤3.2：采集4个车轮的轮速传感器(2、3、4、5)的信号，或者从汽车的CAN总线上读取轮速传感器(2、3、4、5)数据；根据步骤2.4存储的{K}值，计算各车轮对应的1号车轮的脉冲数：$\begin{array}{cc}{N}_{1j}=\frac{N_j}{k_j}& j=2~4\end{array}$其中：N_1j—第j号车轮脉冲数对应的1号车轮脉冲数；步骤3.3根据车速V_a和N_1j，由步骤1所拟合多项式计算各个车轮的轮胎气压：P_j＝P₀+K'_P·N_1j+K″_P·N_1j²+K'_V·V_a+K″_V·V_a²+K_PV·N_1j·V_a+…其中：P_j—1‑4号车轮轮胎气压。