载货汽车轮胎压力异常状态辨识方法技术

载货汽车轮胎压力异常状态辨识方法属汽车安全状态检测技术领域，本发明专利技术包括：建立包含轮胎型号、负荷与初始充气压力关系、轮胎实时压力、负荷、车速、外界环境温度的轮胎状态数据库；按设定的数据采集频率测量轮胎状态参数，并输入工控机内的轮胎状态数据库；基于滚动轮胎压力与其影响因素关系试验，确定轮胎压力异常状态辨识的预警阈值；编写轮胎压力异常状态辨识数据处理程序，分别对汽车启动且驻车和行驶状态下轮胎的压力状态进行监测预警。本发明专利技术有效解决了滚动轮胎压力预警阈值随使用工况变化而改变的难题，可大大降低误报和漏报的概率，提高轮胎压力异常状态预警准确性，同时可为轮胎压力监测预警系统预警规则的设定提供理论依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属汽车安全状态检测
，具体涉及载货汽车轮胎压力异常状态的辨 识方法。
技术介绍
轮胎是汽车行驶系的重要部件之一，其性能的优劣将直接影响汽车的运行效率和 行车安全。轮胎充气压力超过或低于标准压力值，轻则增加汽车燃油消耗，缩短轮胎使用寿 命，重则威胁行车安全。据公安部交通管理部门，在高速公路上有46 %的交通事故是由于轮 胎故障引起的，其中70%的故障是轮胎爆胎，这对人们的生命和财产安全造成了巨大的潜 在威胁。轮胎爆胎、疲劳驾驶和超速行驶已成为造成高速公路交通事故的三个最主要的原 因。汽车高速行驶时的轮胎爆胎是最难预防的，也是突发性交通事故发生最主要的原因之 一。轮胎气压试验证明80%的轮胎爆胎是有预兆的，至少在爆胎发生前一个小时，轮胎压 力会出现异常，这为轮胎压力监测预警的实现提供了可能。由此可见，轮胎压力监测预警系 统设计的关键在于如何辨识轮胎压力的异常状态。现有的轮胎压力监测预警系统的预警规 则具有一定的盲目性和不科学性，经常存在误报或漏报现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于轮胎实时压力、负荷、车速、初始充气压力和外界 环境温度的轮胎压力异常状态辨识方法。本专利技术包括下列步骤1.建立具有轮胎静态参数和轮胎动态参数的轮胎状态数据库；轮胎静态参数包 括轮胎型号、轮胎负荷与初始充气压力对应关系；轮胎动态参数包括轮胎实时压力、负 荷、车速和外界环境温度；2.分别利用轮胎压力传感器、拉线式位移传感器、GPS和车载温度计，按照设定的 数据采集频率，测量轮胎压力、负荷、车速和外界环境温度，通过ADAM-4017数据采集模块 和RS232串口，将采集到的轮胎状态参数输入工控机的轮胎状态数据库；3.在研华UN02170工控机内的Windows CE操作系统下，以Embedded Visual C++ 为开发工具，编写轮胎压力异常状态辨识数据处理程序；4.采用均勻试验法进行滚动轮胎压力与其影响因素关系试验，利用最小二乘法得 出每组试验中轮胎压力随时间的变化关系，再通过多元线性回归分析得出滚动轮胎压力与 初始充气压力、负荷、车速和外界环境温度的数值分析关系模型；基于对轮胎动态特性的分 析，确定轮胎压力异常状态辨识的阈值；5.按照步骤(3)获得的轮胎压力异常状态辨识数据处理程序和步骤(4)中确定轮 胎压力异常状态辨识的阈值，对“汽车启动且驻车”和“汽车行驶”两种工作状态下轮胎的 压力状态进行辨识。步骤(5)中所述的“汽车启动且驻车”工作状态下轮胎的压力状态辨识包括下列步骤(1)汽车启动后设备初始化；(2)轮胎压力传感器、拉线式位移传感器、GPS和车载温度计按照设定的数据采集 频率分别测量轮胎压力、轮胎负荷、车速和外界环境温度；(3)辨识程序通过轮胎型号自动从轮胎状态数据库获取轮胎负荷与初始充气压力 对应关系表；(4)以轮胎负荷为自变量、轮胎充气压力为因变量，线性插值计算轮胎在18°C、当前负荷状态下轮胎应具有的初始充气压力值，其表达式为权利要求1.一种，其特征在于包括下列步骤(1)建立具有轮胎静态参数和轮胎动态参数的轮胎状态数据库；轮胎静态参数包括 轮胎型号、轮胎负荷与初始充气压力对应关系；轮胎动态参数包括轮胎实时压力、负荷、 车速和外界环境温度；(2)分别利用轮胎压力传感器、拉线式位移传感器、GPS和车载温度计，按照设定的数 据采集频率，测量轮胎压力、负荷、车速和外界环境温度，通过ADAM-4017数据采集模块和 RS232串口，将采集到的轮胎状态参数输入工控机的轮胎状态数据库；(3)在研华UN02170工控机内的WindowsCE操作系统下，以Embedded Visual C++为 开发工具，编写轮胎压力异常状态辨识数据处理程序；(4)采用均勻试验法进行滚动轮胎压力与其影响因素关系试验，利用最小二乘法得出 每组试验中轮胎压力随时间的变化关系，再通过多元线性回归分析得出滚动轮胎压力与初 始充气压力、负荷、车速和外界环境温度的数值分析关系模型；基于对轮胎动态特性的分 析，确定轮胎压力异常状态辨识的阈值；(5)按照步骤(3)获得的轮胎压力异常状态辨识数据处理程序和步骤(4)中确定轮胎 压力异常状态辨识的阈值，对“汽车启动且驻车”和“汽车行驶”两种工作状态下轮胎的压 力状态进行辨识。2.按权利要求1所述的，其特征在于步骤(5)中 所述的“汽车启动且驻车”工作状态下轮胎的压力状态辨识包括下列步骤(1)汽车启动后设备初始化；(2)轮胎压力传感器、拉线式位移传感器、GPS和车载温度计按照设定的数据采集频率 分别测量轮胎压力、轮胎负荷、车速和外界环境温度；(3)辨识程序通过轮胎型号自动从轮胎状态数据库获取轮胎负荷与初始充气压力对应 关系表；(4)以轮胎负荷为自变量、轮胎充气压力为因变量，线性插值计算轮胎在18°C、当前负 荷状态下轮胎应具有的初始充气压力值，其表达式为P1-PP (m) = P0 +-—(m-m0)Jnl -m0式中P(m)为轮胎当前载荷状态下应具有的初始充气压力；m为轮胎负荷的测量值； IVm1和Pc^P1分别为轮胎负荷与初始充气压力对应关系表中距m点最近的轮胎负荷值和对 应的轮胎初始充气压力值；(5)根据环境温度对轮胎压力的影响关系，将实测的轮胎初始充气压力换算为18°C状 态下的压力当量Pi示①当外界环境温度为_1°C -40°C时，轮胎初始充气压力换算为Pe=P+0. 025T ；②环境温度高于24°C时，轮胎初始充气压力值换算为Pfe；1 + X /o(6)按照预设的轮胎压力异常状态辨识程序和轮胎压力异常状态辨识的阈值判断轮胎 的工作状态，当轮胎状态出现异常时进行预警。3.按权利要求1所述的，其特征在于步骤(5)中 所述的“汽车启动且驻车”工作状态下轮胎的压力状态辨识规则如下①若P。^Pe^ P1，轮胎压力监测预警系统不预警；②若 <&，则轮胎欠压，根据计算结果确定轮胎故障为“欠压”，并指出故障轮胎的方位；③若 > ”则轮胎过压，根据计算结果确定轮胎故障为“过压”，并指出故障轮胎的方位；④若pe>Pmax，根据计算结果确定轮胎故障为“超载”，并指出故障轮胎的方位； 其中为被监测轮胎最大载荷状态下轮胎应具有的初始充气压力。4.按权利要求1所述的，其特征在于步骤(5)中 所述的“汽车行驶”工作状态下轮胎的压力状态辨识规则如下①压力不足当汽车在行驶过程中滚动轮胎压力Pd在10秒钟内持续小于实测的轮胎 初始充气压力P时，根据计算结果确定轮胎故障为“欠压”，并指出故障轮胎的方位，Ρβ< P 的主要原因为汽车轮胎漏气；②压力过高当汽车在行驶过程中滚动轮胎压力Pd在10秒钟内持续大于最高允许车 速行驶时滚动轮胎压力稳态值Pniiax时，根据计算结果确定轮胎故障为“过压”，并指出故障 轮胎的方位，P > Prmax的主要原因为汽车超速行驶；③压力持续下降当汽车在行驶过程中滚动轮胎压力Pd在1分钟内以大于0.5kPa/S 的速率持续下降，即便轮胎压力未达到①中规定的轮胎压力下限值时，根据计算结果确定 轮胎故障为“漏气”，并指出故障轮胎的方位，轮胎压力持续快速下降的原因为轮胎漏气。全文摘要属汽车安全状态检测
，本专利技术包括建立包含轮胎型号、负荷与初始本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种载货汽车轮胎压力异常状态辨识方法，其特征在于包括下列步骤：（１）建立具有轮胎静态参数和轮胎动态参数的轮胎状态数据库；轮胎静态参数包括：轮胎型号、轮胎负荷与初始充气压力对应关系；轮胎动态参数包括：轮胎实时压力、负荷、车速和外界环境温度；（２）分别利用轮胎压力传感器、拉线式位移传感器、ＧＰＳ和车载温度计，按照设定的数据采集频率，测量轮胎压力、负荷、车速和外界环境温度，通过ＡＤＡＭ－４０１７数据采集模块和ＲＳ２３２串口，将采集到的轮胎状态参数输入工控机的轮胎状态数据库；（３）在研华ＵＮ０２１７０工控机内的Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ操作系统下，以Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｖｉｓｕａｌ　Ｃ＋＋为开发工具，编写轮胎压力异常状态辨识数据处理程序；（４）采用均匀试验法进行滚动轮胎压力与其影响因素关系试验，利用最小二乘法得出每组试验中轮胎压力随时间的变化关系，再通过多元线性回归分析得出滚动轮胎压力与初始充气压力、负荷、车速和外界环境温度的数值分析关系模型；基于对轮胎动态特性的分析，确定轮胎压力异常状态辨识的阈值；（５）按照步骤（３）获得的轮胎压力异常状态辨识数据处理程序和步骤（４）中确定轮胎压力异常状态辨识的阈值，对“汽车启动且驻车”和“汽车行驶”两种工作状态下轮胎的压力状态进行辨识。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李世武，田晶晶，隗海林，杨志发，孙文财，孙维圆，汪海正，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：82