CN111532090B - 一种基于电动车电机轮速的四轮间接胎压检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电动车电机轮速的四轮间接胎压检测方法，判断电动车是否在直行状态，消除电动车四个轮子的电机轮速信号误差，对电机轮速信号均值滤波，设定基准数，根据计算出的所述半径分析值设定相应的临界值，对所述基准数序列进行设定，再根据基准序列设定基准数，将所述数据存储单元中的所述基准数进行统计，计算概率分布，根据所述基准数概率分布分布判定车辆轮胎的低压状况，将汽车加速度传感器采集的信号，与电机轮速信号的加速度进行对比，设定相应阈值，验证四个车轮的胎压状况。本发明给出了一种基于周长法的间接式胎压检测方法，经过处理后的轮速信号可以直接用于判断轮胎的低压信息，并给出低压报警。

Description

一种基于电动车电机轮速的四轮间接胎压检测方法

技术领域

本发明涉及一种胎压检测方法，特别是一种基于电动车电机轮速的四轮间接胎压检测方法，属于汽车控制领域。

背景技术

从安全驾驶方面考虑，胎压过低会导致油耗增加，制动性能减弱，还会造成胎面两侧不正常磨损、容易损伤胎侧等问题，严重的话会造成轮胎升温过快，继而爆胎。而胎压过高，遇地面突起物会让车身跳动频率过大，损害车的悬挂***，造成驾乘不舒适等问题。所以，车主要养成自行检查轮胎气压的好习惯，要时常留意一下胎压监测的数值，最好参考原车厂给出的标准胎压值，这样不仅能延长轮胎寿命，而且还能防止爆胎。现有技术的胎压检测主要依靠在轮胎气门上安装胎压计进行测量，这样需要额外安装多余的设备，对出厂不带胎压检测功能的汽车就需要进行改装，操作升级比较麻烦。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于电动车电机轮速的四轮间接胎压检测方法，无须设置额外的测量仪器就能够对胎压进行间接检测。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于电动车电机轮速的四轮间接胎压检测方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：判断电动车是否在直行状态；

步骤二：消除电动车四个轮子的电机轮速信号误差；

步骤三：对电机轮速信号均值滤波；

步骤四：设定基准数，根据计算出的所述半径分析值设定相应的临界值，由所述临界值对所述基准数序列进行设定，再根据基准序列设定基准数；

步骤五：概率分布判断低压，将所述数据存储单元中的所述基准数进行统计，计算概率分布，根据所述基准数概率分布分布判定车辆轮胎的低压状况；

步骤六：汽车加速度验证，将汽车加速度传感器采集的信号，与电机轮速信号的加速度进行对比，设定相应阈值，验证四个车轮的胎压状况。

进一步地，所述步骤一具体为判断电动车的状态，在车速达到25km/h且方向盘转角小于10゜时判断电动车处于直行状态并开始进行胎压检测。

进一步地，所述步骤一中，在电动车停车时进行重置，重置过程为在在驾驶侧车门打开后清空数据，并将输出清零。

进一步地，所述步骤二具体为对四个轮子的电机轮速信号进行处理，消除四个电机轮速信号的差异，将胎压正常条件下的四轮转速与车辆相对速度进行统计，筛选出速度较为平滑区段的数据，进行一系列滤波处理后计算四轮转速与四轮平均转速间的比值，将该比值作为误差修正的系数。

进一步地，所述步骤三具体为

设定一个数值作为滤波时的数据段长度，将该长度的数据进行求和取均值，得到轮速信号V1、V2、V3、V4，以及平均轮速信号 Vk；

V1、V2、V3、V4分别是车辆的左前、右前、左后、右后车轮轮速，平均轮速信号Vk=（V1+V2+V3+V4）/4。

进一步地，所述步骤四具体为

在半径分析值计算完成后，根据其结果设定临界值，将临界值与半径分析值进行对比，根据对比结果进行基准序列的设定，最后由基准序列判断出轮胎胎压状况；

临界值随半径分析值的变化动态产生，在计算出的半径分析值后，对其结果进行算术求和，将求和结果进行绝对值运算并取均值后设定为临界值；

对计算出的半径分析值和设定的临界值进行比较，将基准序列变更为理论值，将理论值设定为用于判断的基准数；

当所计算出的半径分析值大于所设定的临界值时，将基准序列变更为正数理论值，当所计算出的半径分析值小于所设定的临界值的负数值时，将基准序列变更为负数理论值，当所计算出的半径分析值的绝对值小于所设定的临界值时，将基准序列变更为理论值0。

进一步地，前后轮的半径分析值为D1=[(V1+V2)/2-(V3+V4)/2]/Vk；左右轮的半径分析值为D2=[(V1+V3)/2-(V2+V4)/2]/Vk；斜对角车轮半径分析值为D3=[(V1+V4)/2-(V2+V3)/2]/Vk；其中V1、V2、V3、V4分别是车辆左前、右前、左后、右后车轮轮速，Vk为平均轮速信号；

设定临界值，将计算得到的三个半径分析值求和取均值，进行绝对值运算后将结果设定为临界值A；

设定基准数，基准序列B1、B2、B3与半径分析值D1、D2、D3相对应；若半径分析值Di位于临界判断域[A,-A]内，设定基准序列Bi为1；若半径分析值Di大于临界值A，设定基准序列Bi为2；若半径分析值Di小于临界值-A，设定基准序列Bi为0；将设定好的基准序列按B1B2B3排列后进行查表转换，变成基准数B。

进一步地，所述步骤五具体为

概率分布计算并进行车轮胎压判断，在将基准数转换完成后，对数据存储单元中的基准数进行统计，计算不同基准数的概率分布，若某一基准数的概率分布远大于其他基准数的概率分布，则输出该基准数对应的胎压信息；

基准数i的概率分布表示为Pi=Ci/Z；Pi表示基准数为i的概率，Ci表示基准数i在数据存储单元中的频次，Z表示基准数的总频次。

进一步地，所述步骤六具体为

参照汽车加速度进行低压判断，将车轮加速度计算出来后，与加速度传感器采集到的信号进行对比，如果|ak- am|>ß,表示车辆四个轮胎缺气，计数器加1，当计数器数值达到Z 时，表明电动车四个轮胎低压，输出相应警报信号；其中ak为车轮平均轮速的加速度，am为加速度传感器采集到的加速度，ß为设定的阈值。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明提出了一种基于周长法的间接式胎压检测方法，经过处理后的轮速信号可以直接用于判断轮胎的低压信息，并给出低压报警；本发明采用的方法计算方式简单、运算速度快，并且能够很好实时反映出汽车轮胎胎压状况；并且不需要增加额外的检测仪器，也不需要对汽车的中控部分进行改造，改造升级简单。

附图说明

图1是本发明的一种基于电动车电机轮速的四轮间接胎压检测方法的流程图。

图2是本发明的基准序列设定流程图。

图3是本发明的低压判定的流程图。

图4是本发明的由基准序列转换为基准数的查表，以及由基准数对应的胎压状况的示意图。

具体实施方式

为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明公开了一种基于电动车电机轮速的四轮间接胎压检测方法，包含以下步骤：

步骤一：判断电动车是否在直行状态；

判断电动车的状态，在车速达到25km/h且方向盘转角小于10゜时判断电动车处于直行状态并开始进行胎压检测。在电动车停车时进行重置，重置过程为在在驾驶侧车门打开后清空数据，并将输出清零。通过对车辆运行状态的判定，目的在于采集车辆运行稳定时的数据，减小额外干扰；驾驶侧车门状态信号代表了驾驶员的操作目的之一，可作为车辆信息更新的一个标志。

电动车内设置数据存储单元，数据存储单元存储与误差消除及均值滤波相关的数据，并存储半径分析值计算及设定临界值并输出轮胎低压信息的结果。

步骤二：消除电动车四个轮子的电机轮速信号误差；

对四个轮子的电机轮速信号进行处理，消除四个电机轮速信号的差异，将胎压正常条件下的四轮转速与车辆相对速度进行统计，筛选出速度较为平滑区段的数据，进行一系列滤波处理后计算四轮转速与四轮平均转速间的比值，将该比值作为误差修正的系数。

电机轮速信号误差消除对采集到的信号按照一定比例系数进行进行处理，使信号更贴近于一定相对速度时，电机轮速的理论数值，比例系数由轮胎处于正常胎压时，由车辆相对速度与电机轮速信号计算得出。

步骤三：对电机轮速信号均值滤波；将消除误差后的信号按照一定区间进行积分，取均值，剔除信号干扰，使数据曲线更加平滑。

设定一个数值作为滤波时的数据段长度，将该长度的数据进行求和取均值，得到轮速信号V1、V2、V3、V4，以及平均轮速信号 Vk；

V1、V2、V3、V4分别是车辆的左前、右前、左后、右后车轮轮速，平均轮速信号Vk=（V1+V2+V3+V4）/4。

步骤四：设定基准数，根据计算出的所述半径分析值设定相应的临界值，由所述临界值对所述基准数序列进行设定，再根据基准序列设定基准数；

在半径分析值计算完成后，根据其结果设定临界值，将临界值与半径分析值进行对比，根据对比结果进行基准序列的设定，最后由基准序列判断出轮胎胎压状况；

临界值随半径分析值的变化动态产生，在计算出的半径分析值后，对其结果进行算术求和，将求和结果进行绝对值运算并取均值后设定为临界值；

对计算出的半径分析值和设定的临界值进行比较，将基准序列变更为理论值，将理论值设定为用于判断的基准数；

当所计算出的半径分析值大于所设定的临界值时，将基准序列变更为正数理论值，当所计算出的半径分析值小于所设定的临界值的负数值时，将基准序列变更为负数理论值，当所计算出的半径分析值的绝对值小于所设定的临界值时，将基准序列变更为理论值0。

前后轮的半径分析值为D1=[(V1+V2)/2-(V3+V4)/2]/Vk；左右轮的半径分析值为D2=[(V1+V3)/2-(V2+V4)/2]/Vk；斜对角车轮半径分析值为D3=[(V1+V4)/2-(V2+V3)/2]/Vk；其中V1、V2、V3、V4分别是车辆左前、右前、左后、右后车轮轮速，Vk为平均轮速信号；

设定临界值，将计算得到的三个半径分析值求和取均值，进行绝对值运算后将结果设定为临界值A；

设定基准数，基准序列B1、B2、B3与半径分析值D1、D2、D3相对应；若半径分析值Di位于临界判断域[A,-A]内，设定基准序列Bi为1；若半径分析值Di大于临界值A，设定基准序列Bi为2；若半径分析值Di小于临界值-A，设定基准序列Bi为0；将设定好的基准序列按B1B2B3排列后进行查表转换，变成基准数B。

步骤五：概率分布判断低压，将所述数据存储单元中的所述基准数进行统计，计算概率分布，根据所述基准数概率分布分布判定车辆轮胎的低压状况；

概率分布计算并进行车轮胎压判断，在将基准数转换完成后，对数据存储单元中的基准数进行统计，计算不同基准数的概率分布，若某一基准数的概率分布远大于其他基准数的概率分布，则输出该基准数对应的胎压信息；

基准数i的概率分布表示为Pi=Ci/Z；Pi表示基准数为i的概率，Ci表示基准数i在数据存储单元中的频次，Z表示基准数的总频次。

步骤六：汽车加速度验证，将汽车加速度传感器采集的信号，与电机轮速信号的加速度进行对比，设定相应阈值，验证四个车轮的胎压状况。

参照汽车加速度进行低压判断，将车轮加速度计算出来后，与加速度传感器采集到的信号进行对比，如果|ak- am|>ß,表示车辆四个轮胎缺气，计数器加1，当计数器数值达到Z 时，表明电动车四个轮胎低压，输出相应警报信号；其中ak为车轮平均轮速的加速度，am为加速度传感器采集到的加速度，ß为设定的阈值。

本发明提出了一种基于周长法的间接式胎压检测方法，经过处理后的轮速信号可以直接用于判断轮胎的低压信息，并给出低压报警；本发明采用的方法计算方式简单、运算速度快，并且能够很好实时反映出汽车轮胎胎压状况；并且不需要增加额外的检测仪器，也不需要对汽车的中控部分进行改造，改造升级简单。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而己，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明己以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于电动车电机轮速的四轮间接胎压检测方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：判断电动车是否在直行状态；

步骤二：消除电动车四个轮子的电机轮速信号误差；

所述步骤二具体为对四个轮子的电机轮速信号进行处理，消除四个电机轮速信号的差异，将胎压正常条件下的四轮转速与车辆相对速度进行统计，筛选出速度较为平滑区段的数据，进行一系列滤波处理后计算四轮转速与四轮平均转速间的比值，将该比值作为误差修正的系数；

步骤三：对电机轮速信号均值滤波；

步骤四：设定基准数和基准数序列，计算半径分析值，根据计算出的所述半径分析值设定相应的临界值，由所述临界值对所述基准数序列进行设定，再根据基准序列设定基准数；

步骤五：概率分布判断低压，将数据存储单元中的所述基准数进行统计，计算概率分布，根据所述基准数概率分布判定车辆轮胎的低压状况；

概率分布计算并进行车轮胎压判断，在将基准数转换完成后，对数据存储单元中的基准数进行统计，计算不同基准数的概率分布，若某一基准数的概率分布远大于其他基准数的概率分布，则输出该基准数对应的胎压信息；

基准数i的概率分布表示为Pi=Ci/Z；Pi表示基准数为i的概率，Ci表示基准数i在数据存储单元中的频次，Z表示基准数的总频次；

步骤六：汽车加速度验证，将汽车加速度传感器采集的信号，与电机轮速信号的加速度进行对比，设定相应阈值，验证四个车轮的胎压状况；

参照汽车加速度进行低压判断，将车轮加速度计算出来后，与加速度传感器采集到的信号进行对比，如果|ak- am|>ß,表示车辆四个轮胎缺气，计数器加1，当计数器数值达到Z时，表明电动车四个轮胎低压，输出相应警报信号；其中ak为车轮平均轮速的加速度，am为加速度传感器采集到的加速度，ß为设定的阈值。

2.按照权利要求1所述的一种基于电动车电机轮速的四轮间接胎压检测方法，其特征在于：所述步骤一具体为判断电动车的状态，在车速达到25km/h且方向盘转角小于10゜时判断电动车处于直行状态并开始进行胎压检测。

3.按照权利要求1所述的一种基于电动车电机轮速的四轮间接胎压检测方法，其特征在于：所述步骤一中，在电动车停车时进行重置，重置过程为在驾驶侧车门打开后清空数据，并将输出清零。

4.按照权利要求1所述的一种基于电动车电机轮速的四轮间接胎压检测方法，其特征在于：所述步骤三具体为

设定一个数值作为滤波时的数据段长度，将该长度的数据进行求和取均值，得到轮速信号V1、V2、V3、V4，以及平均轮速信号Vk；

V1、V2、V3、V4分别是车辆的左前、右前、左后、右后车轮轮速，平均轮速信号Vk=（V1+V2+V3+V4）/4。

5.按照权利要求1所述的一种基于电动车电机轮速的四轮间接胎压检测方法，其特征在于：所述步骤四具体为

计算半径分析值，在半径分析值计算完成后，根据其结果设定临界值，将临界值与半径分析值进行对比，根据对比结果进行基准序列的设定，最后由基准序列判断出轮胎胎压状况；

临界值随半径分析值的变化动态产生，在计算出的半径分析值后，对其结果进行算术求和，将求和结果进行绝对值运算并取均值后设定为临界值；

对计算出的半径分析值和设定的临界值进行比较，将基准序列变更为理论值，将理论值设定为用于判断的基准数；

当所计算出的半径分析值大于所设定的临界值时，将基准序列变更为正数理论值，当所计算出的半径分析值小于所设定的临界值的负数值时，将基准序列变更为负数理论值，当所计算出的半径分析值的绝对值小于所设定的临界值时，将基准序列变更为理论值0。

6.按照权利要求5所述的一种基于电动车电机轮速的四轮间接胎压检测方法，其特征在于：前后轮的半径分析值为D1=[(V1+V2)/2-(V3+V4)/2]/Vk；左右轮的半径分析值为D2=[(V1+V3)/2-(V2+V4)/2]/Vk；斜对角车轮半径分析值为D3=[(V1+V4)/2-(V2+V3)/2]/Vk；其中V1、V2、V3、V4分别是车辆左前、右前、左后、右后车轮轮速，Vk为平均轮速信号；

设定临界值，将计算得到的三个半径分析值求和取均值，进行绝对值运算后将结果设定为临界值A；

设定基准数，基准序列B1、B2、B3与半径分析值D1、D2、D3相对应；若半径分析值Di位于临界判断域[A,-A]内，设定基准序列Bi为1；若半径分析值Di大于临界值A，设定基准序列Bi为2；若半径分析值Di小于临界值-A，设定基准序列Bi为0；将设定好的基准序列按B1B2B3排列后进行查表转换，变成基准数B。

Images