轮胎扎钉判别装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种轮胎扎钉判别装置及方法，本发明专利技术包括：麦克风组，麦克风的数量与轮胎的数量相同，分别安装在底盘上靠近各轮胎的位置处；控制模块，用于从汽车总线上获取车辆的车速，以及用于接收麦克风所采集的音频信号，并在根据所述音频信号以及车速判断出轮胎被扎钉时发送报警指令，该控制模块分别与麦克风和汽车总线连接；电源模块，为以上各模块供电。通过本发明专利技术能够及时准确地发现被扎钉的轮胎。

Device and method for discriminating tyre studs

The invention discloses a tire pinning discriminant device and a method, which comprises: a microphone group with the same number of microphones and tires, which are respectively installed on the chassis near each tire position; a control module for obtaining the speed of the vehicle from the automobile bus and for receiving the sound collected by the microphone. The control module is connected with the microphone and the bus respectively, and the power supply module supplies power for the above modules. The tire can be found in time and accurately by the invention.

【技术实现步骤摘要】
轮胎扎钉判别装置及方法
本专利技术属于汽车轮胎，具体涉及一种轮胎扎钉判别装置及方法。
技术介绍
针对轮胎胎压，有专门的胎压实时检测工具，可以将四个轮胎的胎压实时显示到仪表盘上，当轮胎泄气比较明显时，会报警提醒司机查看。但如果钉子扎入轮胎后没有明显的泄压情况，甚至有些轮胎扎钉后并不漏气，胎压不会发生变化，该工具就无法发出轮胎已扎钉的报警，但是被扎钉了的轮胎的爆胎几率很高，有极高的安全隐患。此种情况下，即便未发生爆胎，由于轮胎扎钉后对车辆的平稳性等没有任何影响，故司机不会及时察觉到。待下次再用车时，才发现轮胎的气已经漏完，这时候只能自己换备胎，然后再去修车厂补胎，故使用者带来极大的不便。因此，有必要开发一种新的轮胎扎钉判别装置及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轮胎扎钉判别装置及方法，能及时准确发现被扎钉的轮胎。本专利技术所述的轮胎扎钉判别装置，包括：麦克风组，麦克风的数量与轮胎的数量相同，分别安装在底盘上靠近各轮胎的位置处；控制模块，用于从汽车总线上获取车辆的车速，以及用于接收麦克风所采集的音频信号，并在根据所述音频信号以及车速判断出轮胎被扎钉时发送报警指令，该控制模块分别与麦克风和汽车总线连接；电源模块，为以上各模块供电。进一步，还包括：报警模块，基于控制模块所发出的报警指令执行报警操作，该报警模块分别与控制模块和电源模块电连接。进一步，所述报警模块包括：声音报警子模块，基于控制模块所发出的报警指令发出声音报警，该声音报警子模块与控制模块电连接；和/或仪表盘，基于控制模块所发出的报警指令在仪表盘上进行报警提示，该仪表盘与控制模块电连接。本专利技术所述的轮胎扎钉判别方法，采用本专利技术所述的轮胎扎钉判别装置，其方法包括以下步骤：步骤1、建立轮胎扎钉判别模型：轮胎扎钉判别模型为：其中：χ为示性函数简写符号，即其中，A＝[(1-ε)Q,(1+ε)Q]，Q表示一个与车轮半径r有关的常数，ε为第一偏差值，r表示轮胎的半径；n表示将判断时长T等分的分数；θ为第二偏差值；δfi表示麦克风在时间点ti所采集的轮胎附近的音频信息的频率值；δVi表示车辆在时间点ti的车速；Wj表示不同麦克风所采集到的音频信息的分贝值；[·]为取整函数；[·,·]表示区间值；max为最大函数符，即表示W1、W2、W3…中最大值的数值；步骤2、利用各麦克风采集轮胎附近的音频信息并发送给控制模块，控制模块对音频信号进行处理并得出δfi，控制模块从汽车总线上获取δVi，并将δfi和δVi代入轮胎扎钉判别模型中，若Γ＝0，则判定轮胎未扎钉，若Γ＝1，则判定轮胎扎钉；步骤3、令当γj＝1，其编号j所对应的轮胎即是被扎钉的轮胎。进一步，还包括：在识别出轮胎扎钉时，发出报警提示。进一步，所述报警提示包括：以声音的形式进行报警提示；和/或通过仪表盘进行报警提示。本专利技术具有以下优点：解决了胎压检测无法克服的扎钉而轮胎不立马泄气，或破而不漏，胎压不变，无法察觉的问题，大大降低了扎钉轮胎带来的道路行驶风险。也避免了因缓慢泄气轮胎泄完气，而导致的再次启动时需要司机自行更换备胎的尴尬。附图说明图1为本专利技术的安装示意图；图2为本专利技术的电路原理图；图中：1、轮胎，2、钉子，3、路面，4、仪表盘，5、车载音响系统，6、底盘，7、保护罩壳，8、麦克风，9、供电及音频传输线路，10、ecu主控。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1和图2所示的轮胎扎钉判别装置，包括麦克风组、控制模块、电源模块和报警模块。如图1和图2所示，麦克风8的数量与轮胎1的数量相同，分别安装在底盘6上靠近各轮胎1的位置处，外部由保护罩壳7保护。本实施例中，车辆共有四个轮胎1，故麦克风8的数量为四个，各麦克风8将采集到的轮胎1附近的声音(包含风声、异响等)，通过供电及音频传输线路9传输至控制模块。如图2所示，控制模块用于从汽车总线上获取车辆的车速，以及用于接收麦克风8所采集的音频信号，并在根据所述音频信号以及车速判断出轮胎1被扎钉时发送报警指令，该控制模块分别与麦克风8和汽车总线连接。本实施例中，控制模块为ecu主控10。如图2所示，报警模块基于控制模块所发出的报警指令执行报警操作，该报警模块与控制模块电连接。电源模块(图中未示出)为以上各模块供电。本实施例中，所述报警模块包括：声音报警子模块(比如：车载音响系统5)，基于控制模块所发出的报警指令发出声音报警，该声音报警子模块与控制模块电连接。和/或仪表盘4，基于控制模块所发出的报警指令在仪表盘4上进行报警提示(比如：将被扎钉的轮胎1信息投射到仪表盘4上进行显示)，该仪表盘4与控制模块电连接。本专利技术所述的轮胎扎钉判别方法，采用本专利技术所述的轮胎扎钉判别装置，其方法包括以下步骤：步骤1、建立轮胎扎钉判别模型：假设车轮半径为r(单位m)，车速为V(单位km/h)；则车轮每秒行程：(单位m)；车轮周长：D＝πr2,(单位m)；在不考虑车轮空转，急刹制动等特殊情况下，车轮固定点每秒接触地面的次数：即由钉子2碰撞地面发出的“哒哒哒”(如图1所示，轮胎1行驶在路面3上，钉子2扎钉轮胎1并附着在其表面。此时车轮每转动一圈，轮胎1挤压路面3并迅速离开，钉子2会快速碰撞路面3，因此会产生“哒”的声响)声的频率(每秒钟的异响次数)：单位Hz。由此可知在车轮半径r固定的情况下，钉子2碰撞地面发出的“哒哒哒”声的频率f，与车速V呈线性关系，是有一个与车轮半径r有关的常数，其中，Q代表车轮固定点触地频率与车速的比值。ecu主控10包含音频处理器，在其接收到的由麦克风8传输来的音频信号中，有一组频率相对固定的异响存在，记其频率为δf。同时ecu主控10能从汽车总线上实时获取车辆的车速信息，其记录到的汽车的瞬时速度为δV。记录以上两个值的比值设定一个第一偏差值ε(一个较小的百分数，例如3％、5％等)，得到区间A＝[(1-ε)Q,(1+ε)Q]；其中：Q代表车轮固定点触地频率与车速的比值。将判定时长T(例如可以是10秒、20秒)等分成n份，标记每一个时间点t1、t2、t3、t4、t5…tn。在每个时间点ti，记录P的数值若Pi∈A，则记ai＝1；若则记ai＝0。记录数值设定一个第二偏差值θ(一个较小的百分数，例如：5％、10％等)，得到区间B＝[(1-θ),1]。判定逻辑为：如果φ∈B，则判定轮胎1扎钉。如果则判定轮胎1未扎钉。由于每个轮胎1附近均有麦克风8，在轮胎1发生扎钉，并造成异响时，每个麦克风8接收到此异响的强度不同，其分贝值依次为W1、W2、W3…Wj(单位dB)，其中的最大值j对应的轮胎1，就是扎钉的轮胎1。综上所述，轮胎扎钉判别模型为：其中：χ为示性函数简写符号，即其中，A＝[(1-ε)Q,(1+ε)Q]，Q表示一个与车轮半径r有关的常数，ε为第一偏差值，r表示轮胎的半径；n表示将判断时长T等分的分数，T可以设定为10秒、20秒等；θ为第二偏差值；δfi表示麦克风在时间点ti所采集的轮胎附近的音频信息的频率值；δVi表示车辆在时间点ti的车速；Wj表示不同麦克风所采集到的音频信息的分贝值；[·]为取整函数；[·,·]表示区间值；max为最大函数符，即表示W1、W2、W3…中最大值的数值；本实施例中，轮胎1半径r与车速V为外部值(由车主及车辆情况确定)；判定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮胎扎钉判别装置，其特征在于：包括麦克风组，麦克风的数量与轮胎的数量相同，分别安装在底盘上靠近各轮胎的位置处；控制模块，用于从汽车总线上获取车辆的车速，以及用于接收麦克风所采集的音频信号，并在根据所述音频信号以及车速判断出轮胎被扎钉时发送报警指令，该控制模块分别与麦克风和汽车总线连接；电源模块，为以上各模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种轮胎扎钉判别装置，其特征在于：包括麦克风组，麦克风的数量与轮胎的数量相同，分别安装在底盘上靠近各轮胎的位置处；控制模块，用于从汽车总线上获取车辆的车速，以及用于接收麦克风所采集的音频信号，并在根据所述音频信号以及车速判断出轮胎被扎钉时发送报警指令，该控制模块分别与麦克风和汽车总线连接；电源模块，为以上各模块供电。2.根据权利要求1所述的轮胎扎钉判别装置，其特征在于：还包括：报警模块，基于控制模块所发出的报警指令执行报警操作，该报警模块分别与控制模块和电源模块电连接。3.根据权利要求2所述的轮胎扎钉判别装置，其特征在于：所述报警模块包括：声音报警子模块，基于控制模块所发出的报警指令发出声音报警，该声音报警子模块与控制模块电连接；和/或仪表盘，基于控制模块所发出的报警指令在仪表盘上进行报警提示，该仪表盘与控制模块电连接。4.一种轮胎扎钉判别方法，其特征在于：采用如权利要求1至3任一所述的轮胎扎钉判别装置，其方法包括以下步骤：步骤1、建立轮胎扎钉判别模型：轮胎扎钉判别模型为：其中：χ为示性函数简写符号...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛伯文，周勇憬，吴东琴，汪成顺，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50