基于车轮脉冲数绝对比较法的胎压监测预警系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于车轮脉冲数绝对比较法的胎压监测预警系统，包括：车轮转动脉冲数监测单元，用于产生、接收各车轮转动脉冲数信息；车轮脉冲数运算判别单元，用于根据获得的各车轮脉冲数信息建立车轮标准脉冲数作为比较基准并将各轮实测脉冲数修正后与各自标准脉冲数进行比较，判别胎压是否异常，并向胎压信息显示单元发送判别结果信息。成本低廉，既能判别两轮胎压同时过低和三轮胎压同时过低情况，又能准确识别四轮同时不同程度缺气情况；既能判别前后车轮标准胎压相同的车辆，又能准确识别前后车轮标准胎压不同的车辆。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车轮胎气压监测报警系统
，具体地涉及一种基于车轮脉冲数绝对比较法的胎压监测预警系统和方法。
技术介绍
大量数据表明：汽车在使用过程中，轮胎每月漏气率达到1％～4％，会导致轮胎长期以低于正常胎压的状况运行，使轮胎变形增大，强度降低，最终会发生爆胎事故，造成严重的人身财产损失；同时，胎压降低，还会加大轮胎滚动阻力，增加车辆燃油消耗。因此，对汽车轮胎气压实时监测，发现胎压异常及时报警，有助于驾驶员维持轮胎气压处于标准状态，在有效提高车辆行车安全的同时，实现节能降耗的目的。现有技术中，胎压监测系统主要有直接式和间接式两大类：直接式是在轮胎内或气门嘴上加装压力传感器直接测量轮胎气压，所测胎压数据通过无线方式发送到接收器，再显示在监视器上，或通过声、光等形式显示出来，具有响应快、灵敏度高、可实时显示胎压等特点，但安装工艺复杂，成本高，且传感器受震动、高温、高压和离心力作用以及无线传输数据等影响，工作可靠性降低，另外仍没有一个较好的处理报废电池的方案，为此间接式TPMS研究受到了高度重视。间接式TPMS通过获取轮速信息，由ECU经过特定算法运算来判别胎压是否正常，因其不增加零件、构成简捷、耗能少、成本低廉、便于推广等特点，吸引了各世界知名汽车公司致力其研究。间接式TPMS技术现已发展为轮速判别法、频谱判别法、脉冲数判别法三种方法，其中轮速判别法仅能识别单轮胎压缺气情况且不能指出缺气轮胎位置，频谱判别法受路况及车辆自身技术状况等因素影响较大，且仅能在车速高于30km/h和低于100km/h之间工作，超出此范围误报率较高，因此该技术仍未能达到推广应用；脉冲判别法是将各车轮脉冲数与该车车轮脉冲数的平均值相比较，通过判别其差值是否大于相应的门限值来判别胎压是否异常，该方法虽然能识别出胎压异常轮胎的位置，在车速达到10Km/h时就能正常工作，即使车速达到120km/h也能保持工作正常，但在阶梯胎压情况下不能识别胎压是否异常，也不能识别4轮同时不同程度缺气情况，本专利技术针对这些问题，采用各车轮脉冲数绝对比较法完善了脉冲数判别法间接式TPMS技术。
技术实现思路
针对TPMS车轮脉冲数相对比较法存在的技术缺陷，本专利技术的目的是提出了一种基于车轮脉冲数绝对比较法的胎压监测预警系统和方法，在保持车轮脉冲判别法能够准确识别出异常胎压车轮的位置这一特点的同时，既能判别两轮胎压同时过低和三轮胎压同时过低情况，又能准确识别四轮同时不同程度缺气情况；既能判别前后车轮标准胎压相同的车辆，又能准确识别前后车轮标准胎压不同的车辆。本专利技术的技术方案是：一种基于车轮脉冲数绝对比较法的胎压监测预警系统，其特征在于，包括：一车轮转动脉冲数监测单元，用于产生、接收各车轮转动脉冲数信息；一车轮脉冲数运算判别单元，用于根据获得的各车轮脉冲数信息建立车轮标准脉冲数作为比较基准并将各轮实测脉冲数修正后与各自标准脉冲数进行比较，判别胎压是否异常，并向胎压信息显示单元发送判别结果信息。优选的，所述车轮脉冲数运算判别单元包括：标准脉冲数基准建立单元，建立各车轮的标准脉冲数基准，用于各车轮的实测脉冲数与各自的标准脉冲数进行比较；车轮脉冲数修正单元，对各车轮实测脉冲数进行修正，使修正后的脉冲数所对应的车轮滚动距离与标准脉冲数所对应的车轮滚动距离相等或近似相等；胎压状态判别报警单元，通过比较各车轮修正脉冲数与标准脉冲数的差值，判别胎压状态级别和胎压异常车轮的位置，向胎压信息显示单元发送车轮脉冲数判别结果信息。优选的，所述车轮脉冲数运算判别单元还包括自学习单元，用于当车轮滚动半径突变时，进行自学习，更新各车轮标准脉冲数基准。车轮滚动半径突变包括轮胎换位，轮胎更新，轮胎保养补气和四轮定位等，该学习过程中车辆在良好路况平直道路上以中速平稳行驶中进行，对车速大小要求不敏感。优选的，当车辆转向时，所述车轮脉冲数修正单元对转向时前、后轴车轮脉冲数相互修正，修正后脉冲数为实测脉冲数与修正系数的乘积。优选的，当接收到车辆制动信号或者车轮滑移率信号后，剔除制动过程中或者车辆滑移过程中统计的各车轮脉冲数。优选的，所述胎压信息显示单元为与车载CAN系统联接的仪表盘或者独立显示屏，显示胎压异常车轮的位置以及胎压高低程度。本专利技术还公开了一种基于车轮脉冲数绝对比较法的胎压监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：S01：在标准胎压以一定车速行驶一定距离并记录车轮转动的脉冲数为该车轮的标准脉冲数S02：分别求四个车轮标准脉冲数的平均值N0与各个车轮标准脉冲数之比车轮脉冲数的每个监测周期以各车轮实测脉冲数Ni与之乘积中的最小值达到标准脉冲数的平均值N0为止；S03：求各车轮实测脉冲数与对应的标准脉冲数之差ΔNi并对该差值ΔNi按大小排序，对各车轮实测脉冲数进行修正，对车轮脉冲数修正值拟合为关于ΔNi的函数f(ΔNi)，修正后的脉冲数所对应的车轮滚动距离与标准脉冲数所对应的车轮滚动距离相等或近似相等；S04：将修正后的各车轮脉冲数与各自标准脉冲数绝对比较的差值与对应的高胎压门限值ΔH和低胎压门限值ΔL相比较，若且则判定为该轮胎压过高；若且则判定该车轮胎压过低。优选的，所述步骤S01中，当车轮滚动半径突变时，进行自学习，更新各车轮标准脉冲数基准。优选的，所述步骤S02中，函数f(ΔNi)通过近似迭代法求解或者采用拟合法和迭代法共同求解。优选的，还包括胎压显示步骤：使用绿色LED灯柱表示胎压在115％～85％标准胎压范围，当胎压为标准胎压时绿色光柱最高，绿色光柱缩短表示胎压有变化，但还在正常使用范围；当胎压为标准胎压的85％时绿色光柱缩短为零变为红色光柱，红色光柱越高表示漏气越严重，当胎压下降到标准胎压的60％时，在红色光柱闪烁的同时蜂鸣器也报警鸣响；使用橙黄色灯柱表示胎压过高的程度，当胎压升高到标准胎压的115％时，变为橙黄色光柱，当胎压升高到标准胎压的140％时，在橙黄色光柱闪烁的同时蜂鸣器也报警鸣响。车轮脉冲数修正值既可以修正因车速变化导致车轮滚动半径变化对车轮滚动距离的影响，也可以修正因胎压变化导致车辆滚动半径变化对车轮滚动距离的影响，还可以是因其他因素导致的车轮滚动距离变化的影响。与现有技术相比，本专利技术的优点是：1、本专利技术的车轮脉冲数绝对比较法监测胎压技术，不仅能够对单个车轮胎压失常进行监测预警，也能够对2轮、3轮以及4轮胎压同时异常进行监测预警，还能够对具有阶梯胎压的四个车轮进行监测预警。2、本专利技术不仅能对前后车轮标准胎压相同的车辆进行监测预警，还能对前后车轮标准胎压不同的车辆进行监测预警。3、不仅能对车轮胎压各种异常情况进行监测预警，识别出异常车轮位置，而且本技术专利技术使针对各种轮胎技术状况进行自学习的过程变的更为简捷可行。4、能够对轮胎快速漏气自动形成正反馈，缩短胎压判别时间，有效降低误判率和漏判率，同时该技术还具有成本低、可靠性高、安装维护简捷方便等特点。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：图1是本专利技术胎压监测预警系统的结构框图；图2是本专利技术胎压监测预警方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于车轮脉冲数绝对比较法的胎压监测预警系统，其特征在于，包括：一车轮转动脉冲数监测单元，用于产生、接收各车轮转动脉冲数信息；一车轮脉冲数运算判别单元，用于根据获得的各车轮脉冲数信息建立车轮标准脉冲数作为比较基准并将各轮实测脉冲数修正后与各自标准脉冲数进行比较，判别胎压是否异常，并向胎压信息显示单元发送判别结果信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于车轮脉冲数绝对比较法的胎压监测预警系统，其特征在于，包括：一车轮转动脉冲数监测单元，用于产生、接收各车轮转动脉冲数信息；一车轮脉冲数运算判别单元，用于根据获得的各车轮脉冲数信息建立车轮标准脉冲数作为比较基准并将各轮实测脉冲数修正后与各自标准脉冲数进行比较，判别胎压是否异常，并向胎压信息显示单元发送判别结果信息。2.根据权利要求1所述的基于车轮脉冲数绝对比较法的胎压监测预警系统，其特征在于，所述车轮脉冲数运算判别单元包括：标准脉冲数基准建立单元，建立各车轮的标准脉冲数基准，用于各车轮的实测脉冲数与各自的标准脉冲数进行比较；车轮脉冲数修正单元，对各车轮实测脉冲数进行修正，使修正后的脉冲数所对应的车轮滚动距离与标准脉冲数所对应的车轮滚动距离相等或近似相等；胎压状态判别报警单元，通过比较各车轮修正脉冲数与标准脉冲数的差值，判别胎压状态级别和胎压异常车轮的位置，向胎压信息显示单元发送车轮脉冲数判别结果信息。3.根据权利要求2所述的基于车轮脉冲数绝对比较法的胎压监测预警系统，其特征在于，所述车轮脉冲数运算判别单元还包括自学习单元，用于当车轮滚动半径突变时，进行自学习，更新各车轮标准脉冲数基准。4.根据权利要求2所述的基于车轮脉冲数绝对比较法的胎压监测预警系统，其特征在于，当车辆转向时，所述车轮脉冲数修正单元对转向时前、后轴车轮脉冲数相互修正，修正后脉冲数为实测脉冲数与修正系数的乘积。5.根据权利要求2所述的基于车轮脉冲数绝对比较法的胎压监测预警系统，其特征在于，当接收到车辆制动信号或者车轮滑移率信号后，剔除制动过程中或者车辆滑移过程中统计的各车轮脉冲数。6.根据权利要求1-5任一项所述的基于车轮脉冲数绝对比较法的胎压监测预警系统，其特征在于，所述胎压信息显示单元为与车载CAN系统联接的仪表盘或者独立显示屏，显示胎压异常车轮的位置以及胎压高低程度。7.一种基于车轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊昌，韩宗奇，韩霄，王斌，戴一凡，王立强，卢贤票，
申请(专利权)人：清华大学苏州汽车研究院吴江，安阳工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32