CN101554830A - 一种爆胎监测采样方法 - Google Patents

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Abstract

一种爆胎监测采样方法，该方法以车轮轮速变化速率作为爆胎监测采样对象，当某车轮轮速变化速率达到设定阈值，同时其余车轮速率未同时作相应变化，即判定爆胎发生。

Description

一种爆胎监测采样方法
技术领域
本发明为一种爆胎监测采样方法，涉及轮式车辆特别是乘用车轮胎爆胎监测采样方法。
背景技术
轮式车辆的轮胎直接关系到行车安全，轮胎技术研发一直伴随着汽车技术进步，超扁平轮胎(也称自支持轮胎)技术已经投入商业使用，轮胎气压监测技术也在美国作为汽车标准配置而强制实施。
轮式车辆离不开充气轮胎，充气轮胎爆胎这一难题仍然存在，轮胎气压监测技术采用在轮胎内安装轮胎压力监测模块监测轮胎压力和温度，并通过RF(射频)传送数据信号，由监视器屏幕显示各轮胎气压、温度，给驾驶员提供预警信息，力求降低爆胎机率；超扁平轮胎以降低轮胎高度、增强胎侧刚度为措施，试图降低爆胎风险，与超扁平轮胎技术相似的是轮胎内置支撑圈技术，该技术以爆胎后保持轮胎在较低速度下行驶有限距离为目的，在军用越野车等特殊领域已有应用。
轮胎气压监测技术需要改进的是监测模块的供能电源问题，现有技术条件下受电池容量限制而不得不降低监测采样频率、加大数据信号发射周期，对爆胎等突发危险无法进行有效监测采样。超扁平轮胎以牺牲舒适性为代价，加之轮胎安装拆卸难度增加，成本较普通轮胎偏高，应用前景并不乐观，轮胎内置支撑圈技术的民用前景更不乐观，应用范围局限于特殊领域。
发明内容
本发明为一种爆胎监测采样方法，通过对车轮轮速变化速率监测采样判断轮胎爆胎，当车速V一定时，车轮的旋转速度即角速度ω也为一定值，车速V与车轮旋转角速度ω和车轮半径R呈比例关系，数学表达式为：V＝ωR，车轮半径R＝轮辋半径R轮辋+轮胎高度H，即V＝ω(R轮辋+H)，或ω＝V/(R轮辋+H)，爆胎泄气后，轮胎高度H大幅降低，残留高度仅为30mm左右，为研究便利，取H爆胎＝30mm，则有ω爆 胎＝V/(R轮辋+H爆胎)，ω爆胎＞ω充气，即爆胎车轮旋转速度大于正常充气车轮。技术文献数据表明，爆胎至轮胎完全泄气耗时100ms左右，因此，只要以较高频率对车轮角速度ω进行监测采样，由微处理器计算ω变化速率，即可判定和检出爆胎信号，完成车轮爆胎信号的监测采样功能。
本发明具有以下特点和效果，一是车轮轮速变化速率与轮胎高度降低关系密切，车轮爆胎后在车体质量重力作用下，胎冠向轮辋大幅度接近而使轮胎高度降低，车轮滚动半径减小并不受其他因素而改变，可靠性高；二是轮速监测采样容易实现，可以直接将乘用车ABS系统的车轮轮速传感器信号作为监测采样信号，也可采用另加电磁式传感器、霍尔传感器等非接触传感器监测轮速变化速率，具有结构简洁、合理，成本低廉的特点和实用效果。
附图说明
图1为爆胎监测采样方法原理框图。
图2为非接触传感器与发信体的安装位置示意图。
实施方式
本发明实施例1采用乘用车ABS车轮轮速传感器信号为监测采样对象，该方案适用于四通道四传感器ABS系统，即每个车轮具有独立的轮速传感器，一般地，ABS轮速传感器为电磁式传感器，齿盘与车轮一体，车轮旋转时，齿盘上的齿轮切割磁力线使磁场发生变化，线圈中产生感应交变电流，其频率和大小正比于齿轮的旋转速度(角速度)，根据ω＝V/(R轮辋+H)公式，有ω充气＝V/(R轮辋+H)，ω爆胎＝V/(R轮辋+H爆胎)，现有技术乘用车轮辋规格大部分为13英寸～19英寸，即轮辋半径R为165mm～241mm，扁平比为45～90，轮胎高度H＝扁平比×轮胎宽度，以195/60R14轮胎为例，轮胎高度H＝0.60×195＝117mm，215/45R17轮胎高度H＝0.45×215＝96.75mm，剔除爆胎后残留高度H30＝30mm，轮胎实际降低高度数值在60mm～100mm。轮胎爆胎后与爆胎前旋转速度(角速度)比值(ω爆胎/ω充气)范围为1.2～1.4之间，即爆胎后车轮轮速变化数值超过20％，若以轮速变化速率15％(或依轮胎规格适当调整)为爆胎判断阈值，即可客观反映轮胎爆胎状态，采样出爆胎信号数据。本实施例采用微电脑处理器分别对四个车轮轮速传感器进行监测采样，采样频率10Hz～100Hz，若在设定时间(如100ms)内某车轮轮速增大比率达到或超过15％，即可作为判定爆胎发生的必要条件，再与其余车轮轮速变化速率作比较，也即以其余车轮速率是否同时等幅值变化作为爆胎判定的充分条件，剔除驾驶员急加速造成的速度增加可能发生的误判，从而实现监测轮速变化速率判定爆胎的目的。
本发明实施例2采用非接触传感器监测轮速变化速率，非接触传感器可采用霍尔传感器或电磁式传感器，传感器发信体如磁钢或铁磁材料安置于轮辋边缘，图2中1为传感器，2为轮辋，3为发信体，发信体数量依监测精度确定，以2～10个为宜，均布于轮辋边缘，实施例2方式适用于无ABS功能或3通道3传感器ABS系统、2通道2传感器ABS系统的乘用车。当车轮旋转时发信体触发传感器产生脉冲电平，微电脑处理器对单位时间内脉冲电平进行计数和运算处理，即可计算出轮速变化速率。

Claims (2)

1、一种爆胎监测采样方法，其特征为：该方法以车轮轮速变化速率作为爆胎监测采样对象，当某车轮轮速变化速率达到设定值，同时其余车轮速率未同时作相应变化，即判定爆胎发生。
2、根据权利要求1所述的爆胎监测采样方法，可以直接利用汽车ABS轮速传感器输出信号作为监测采样对象，也可以采用非接触式传感器对车轮角速度进行监测采样，从而得到车轮轮速变化速率。
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