CN104553637A - 电动汽车胎压监测装置及监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布一种电动汽车胎压监测装置及监测方法，属于电动汽车技术领域。该装置包括胎压显示装置，汽车底盘的前端和后端分别设置有双轴倾角传感器，双轴倾角传感器联接至信号处理器，信号处理器中设置包括有数据库模块及数据对比处理模块，信号处理器将对比后的数据传输至胎压显示装置，该监测方法通过信号采集、对比、比较判断监测胎压。本装置及方法简单，成本低廉，应用在电动汽车胎压监测上能够及时的发现和监测胎压异常情况，保障电动汽车行车安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车胎压监测装置及监测方法，特别涉及一种电动汽车胎压监测装置及监测方法，属于电动汽车技术领域。
背景技术
随着电动汽车的发展，电动汽车的安全性能在行驶过程中的重要性也越来越突出，轮胎压力安全是电动汽车安全的重要组成部分，胎压监测是保证轮胎安全的有效手段，目前监测轮胎气压的系统有两种，一种是间接式胎压监测（Wheel-Speed Based TPMS，简称WSB），这种系统是通过汽ABS 系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，其工作原理是当某轮胎的气压降低时，车辆的重量会使该轮的滚动半径将变小，导致其转速比其他车轮快，通过比较轮胎之间的转速差别，以达到监视胎压的目的，这种方式造价相对较低，在已经装备了4轮ABS即每个轮胎装备1个轮速传感器的汽车只需对软件进行升级，但是，间接式胎压监测装置没有直接监测系统准确率高，它根本不能确定故障轮胎，而且系统校准极其复杂，在某些情况下该系统会无法正常工作，例如同一车轴的2个轮胎气压都低时将无法判断， 另一种是直接式胎压监测（Pressure-Sensor Based TPMS，简称PSB），这种系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统，然后对各轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时，系统会自动报警，这种方式虽然准确，但系统复杂，成本较高，在一般的车上难以实现，电动汽车上需要一种经济廉价、灵敏度高、准确性强的胎压监测装置及方法。
发明内容
为克服以上现有技术中的缺陷，本发明的目的为提供一种电动汽车胎压监测装置及监测方法。
为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：电动汽车胎压监测装置，包括胎压显示装置，汽车底盘的前端和后端分别设置有双轴倾角传感器，双轴倾角传感器联接至信号处理器，信号处理器中设置包括有数据库模块及数据对比处理模块，信号处理器将对比后的数据传输至胎压显示装置，所述的前端的双轴倾角传感器设置在前轴的两个前轮中心的中间位置，所述的后端的双轴倾角传感器设置在后轴的两个后轮中心的中间位置。
电动汽车胎压监测方法，采用在汽车底盘的前端和后端分别设置双轴倾角传感器，双轴倾角传感器联接至信号处理器，信号处理器中设置有数据库模块及数据对比处理模块，信号处理器将对比后的数据传输至胎压显示装置，包括通过以下步骤判断电动汽车胎压：
（a）在信号处理器中预设数据库模块；
（b）通过汽车底盘前后端的两个双轴倾角传感器分别采集倾角数据并输入至信号处理器；
（c）在信号处理器中的数据对比处理模块将两个双轴倾角传感器采集的倾角数据与数据库模块中预设的数据相比较后进行判定；
（d）将比较判定结果输出至胎压显示装置。
进一步的，所述的数据对比处理模块中预设的判断方法包括以下方法：
（1）前后两个双轴倾角传感器传出的角度信号不断左右摇摆变化，则判断汽车在坑洼路面行驶；
（2）在一个采集信号周期内，前后两个双轴倾角传感器在同一方向倾斜超过0.092°，在下一个信号周期内，又恢复正常，则判定车在倾斜路面行驶；
（3）前后双轴倾角传感器器任意一个传感器的角度小于0.092°，而另一个传感器的角度大于0.092°，则判断该传感器所倾斜方向的轮胎缺气；
（4）倾角传感器检测数据显示为汽车行驶在上坡路段，此时数据对比处理模块要再比对数据库模块中汽车的速度和功率以往爬坡时记录的数值，在同等坡度、速度下，电机输出功率比记录正常数值小，则判断汽车后轮胎两个都缺气而不是真正行驶在上坡路上；
（5）倾角传感器检测数据显示为汽车行驶在下坡路，此时数据对比处理模块要再比对数据库模块中汽车的速度和功率与以下爬坡时记录的数值，同等坡度、速度下，电机功率大于记录的正常数值，则判断汽车两个前轮轮胎都缺气而不是行驶在下坡路上。
本发明所采用的电动汽车胎压监测装置及监测方法的有益技术效果为：一是结构简单，成本低廉，在硬件上只需要采用双轴倾角传感器、信号处理器、显示装置即可，信号处理器可以采用单片机或微处理器，显示装置可以采用电动车现有的显示装置，所以本装置应用在电动汽车上不会增加太大成本，二是监测灵敏度高，本装置中双轴倾角传感器采用高精度双轴倾角传感器，该传感器具有良好的温度特性和长期稳定性，其综合精度达到0.01度，其分辨率可以达到0.001度，量程为正负30度角，各种情况经试验监测及时灵敏，结果准确，三是在信号处理器的数据库模块中考虑了电动汽车行驶中的各种情况进行综合判断，判断准确率高，基本不产生误报。本装置结构简单，成本低廉，安装容易，应用在电动汽车胎压监测上能够及时的发现和监测胎压异常情况，以便及时的进行提醒，以降低电动汽车的能耗比和使用损耗，有利于电动汽车及时维护保养和寿命延长，保障电动汽车行车安全。
附图说明
图1是本发明装置的示意图。
图2是本发明信号采集处理的示意图。
具体实施方式
为了更好的理解和施行本发明的技术方案，在此提供本发明的一些实施例，这些实施实例为了更好的解释本发明所述的技术方案，不构成对本发明的任何形式限制。
如附图1、附图2所示，电动汽车胎压监测装置，包括胎压显示装置，汽车底盘的前端和后端分别设置有双轴倾角传感器，双轴倾角传感器联接至信号处理器，信号处理器中设置包括有数据库模块及数据对比处理模块，信号处理器将对比后的数据传输至胎压显示装置，所述的前端的双轴倾角传感器设置在前轴的两个前轮中心的中间位置，所述的后端的双轴倾角传感器设置在后轴的两个后轮中心的中间位置。
电动汽车胎压监测方法，采用在汽车底盘的前端和后端分别设置双轴倾角传感器，双轴倾角传感器联接至信号处理器，信号处理器中设置有数据库模块及数据对比处理模块，信号处理器将对比后的数据传输至胎压显示装置，包括通过以下步骤判断电动汽车胎压：
（a）在信号处理器中预设数据库模块；
（b）通过汽车底盘前后端的两个双轴倾角传感器分别采集倾角数据并输入至信号处理器；
（c）在信号处理器中的数据对比处理模块将两个双轴倾角传感器采集的倾角数据与数据库模块中预设的数据相比较后进行判定；
（d）将比较判定结果输出至胎压显示装置。
进一步的。所述的数据对比处理模块中预设的判断方法包括以下方法：
（1）前后两个双轴倾角传感器传出的角度信号不断左右摇摆变化，则判断汽车在坑洼路面行驶，不输出任何欠压信号至显示装置；
（2）在一个采集信号周期内，前后两个双轴倾角传感器在同一方向倾斜超过0.092°，在下一个信号周期内，又恢复正常，则判定车在倾斜路面行驶，不输出任何欠压信号至显示装置；
（3）前后双轴倾角传感器任意一个传感器的角度小于0.092°，而另一个传感器的角度大于0.092°，则判断该传感器所倾斜方向的轮胎缺气，输出对应轮胎欠压信号至显示装置；
（4）倾角传感器检测数据显示为汽车行驶在上坡路段，此时数据对比处理模块要再比对数据库模块中汽车的速度和功率与以往爬坡时记录的数值，在同等坡度、速度下，电机输出功率比记录正常数值小，则判断汽车后轮胎两个都缺气而不是真正行驶在上坡路上，输出相应轮胎的欠压信号至显示装置；
（5）倾角传感器检测数据显示为汽车行驶在下坡路，此时数据对比处理模块要再比对数据库模块中汽车的速度和功率与以下爬坡时记录的数值，同等坡度、速度下，电机功率大于记录的正常数值，则判断汽车两个前轮轮胎都缺气而不是行驶在下坡路上，输出相应的显示信号至显示装置。
图中1-1所示为前端双轴倾角传感器，1-2为后端双轴倾角传感器，3所示为信号处理器，4所示为显示装置，5-1、5-2所示分别为前轮a、前轮b，5-3、5-4所示分别为后轮a、后轮b，6所示为传感器信号接收装置，6可以作为一个模块直接设置在信号处理器3中，3-1为数据库模块，3-2为数据对比处理模块。 本发明在安装使用时，两个双轴向倾角传感器分别安装在汽车底盘前部和后部，本发明中采用高精度双轴倾角传感器，具有良好的温度特性和长期稳定性，其综合精度达到0.01度；其分辨率可以达到0.001度量程为正负30度角，该倾角传感器精度和量程完全能够达到本设计的测量参数，倾角传感器的供电由信号处理器提供，信号处理器的电源由动力电池提供，当汽车在行驶时，安装在汽车底部的轴向传感器会采集信号传输给信号处理模块，信号处理模块接受到信号后，会对信号进行对比分析。信号处理模块对输入信号进行分析判断后，会在输出模块上显示，提示客户对轮胎进行充气、保养。
更为具体的实施设定如下：
首先在数据库模块中进行倾角与所对应的缺气情况预设，在数据库模块中建立各种坡度下电动汽车的坡度、电机输出功率、速度的关系数据库，具体的倾角与缺气情况预设如表1所示：
表1：
其中对应角度是在单个轮胎欠压时相对于正常胎压的倾角角度，如果前后两个双轴倾角传感器传出的角度信号不断左右摇摆变化，则判断汽车在坑洼路面行驶，如果在一个采集信号周期内，前后两个双轴倾角传感器在同一方向倾斜超过0.092°，在下一个信号周期内，又恢复正常，则判定车在倾斜路面行驶，如果前后双轴倾角器任意一个传感器的角度小于0.092°，而另一个传感器的角度大于0.092°，则判断该传感器所倾斜方向的轮胎缺气，如果倾角传感器检测数据显示为汽车行驶在上坡路段，此时数据对比处理模块要再比对数据库模块中汽车的速度和功率与以往爬坡时记录的数值，在同等坡度、速度下，电机输出功率比记录正常数值小，则判断汽车后轮胎两个都缺气而不是真正行驶在上坡路上，如果倾角传感器检测数据显示为汽车行驶在下坡路，此时数据对比处理模块要再比对数据库模块中汽车的速度和功率与以下爬坡时记录的数值，同等坡度、速度下，电机功率大于记录的正常数值，则判断汽车两个前轮都缺气而不是行驶在下坡路上，判断结果会输出到显示装置上显示，及时提醒客户对轮胎进行充气、保养。为确保采集信号的有效性，可以预设采集信号的方式，选定有效信号比对运算周期为10s，例如：汽车当前速度为30km/h，每0.83m采集信号一次，则采集时间间隔为100ms，采集100次数据后，微处理器对采集的数据进行分析、筛选，如采集数据不能判断出轮胎是否缺气，则重新采集数据，直到采集数据可以准确判断轮胎是否缺气，是否影响行驶安全。本发明结构简单，成本低廉，在硬件上只需要采用双轴倾角传感器、信号处理器、显示装置即可，信号处理器可以采用单片机或微处理器，显示装置可以采用电动车现有的显示装置，所以本装置应用在电动汽车上不会增加太大成本，本发明监测灵敏度高，本装置中双轴倾角传感器采用高精度双轴倾角传感器，该传感器具有良好的温度特性和长期稳定性，其综合精度达到0.01度，其分辨率可以达到0.001度，量程为正负30度角，各种情况经试验监测及时灵敏，结果准确，本发明在信号处理器的数据库模块中考虑了电动汽车行驶中的各种情况进行综合判断，判断准确率高，基本不产生误报。本装置结构简单，成本低廉，安装容易，应用在电动汽车胎压监测上能够及时的发现和监测胎压情况，以便及时的进行提醒，以降低电动汽车的能耗比和使用损耗，有利于电动汽车及时维护保养和寿命延长，保障行车安全。
在以上详细介绍了本发明的各种具体实施例之后，本领域的普通技术人员应可清楚地了解，依据本领域的各种公知常识，根据本发明的的思路可进行各种等同变化、等同替换或简单的修改，这些均应属于本发明技术方案的范围。
Claims (4)
1.电动汽车胎压监测装置，包括胎压显示装置，其特征在于：汽车底盘的前端和后端分别设置有双轴倾角传感器，双轴倾角传感器联接至信号处理器，信号处理器中设置包括有数据库模块及数据对比处理模块，信号处理器将对比后的数据传输至胎压显示装置。
2.根据权利要求1所述的电动汽车胎压监测装置，其特征在于：所述的前端的双轴倾角传感器设置在前轴的两个前轮中心的中间位置，所述的后端的双轴倾角传感器设置在后轴的两个后轮中心的中间位置。
3.电动汽车胎压监测方法，采用在汽车底盘的前端和后端分别设置双轴倾角传感器，双轴倾角传感器联接至信号处理器，信号处理器中设置包括有数据库模块及数据对比处理模块，信号处理器将对比后的数据传输至胎压显示装置，其特征在于：包括通过以下步骤判断电动汽车胎压：
（a）在信号处理器中预设数据库模块；
（b）通过汽车底盘前后端的两个双轴倾角传感器分别采集倾角数据并输入至信号处理器；
（c）在信号处理器中的数据对比处理模块将两个双轴倾角传感器采集的倾角数据与数据库模块中预设的数据相比较后进行判定；
（d）将比较判定结果输出至胎压显示装置。
4.根据权利要求3所述的电动汽车胎压监测方法，其特征在于：所述的数据库模块中预设的判断方法包括以下方法：
（1）前后两个双轴倾角传感器传出的角度信号不断左右摇摆变化，则判断汽车在坑洼路面行驶；
（2）在一个采集信号周期内，前后两个双轴倾角传感器在同一方向倾斜超过0.092°，在下一个信号周期内，又恢复正常，则判定车在倾斜路面行驶；
（3）前后双轴倾角传感器器任意一个传感器的角度小于0.092°，而另一个传感器的角度大于0.092°，则判断该传感器所倾斜方向的轮胎缺气；
（4）倾角传感器检测数据显示为汽车行驶在上坡路段，此时信号处理模块要再比对数据库模块中汽车的速度和功率以往爬坡时记录的数值，在同等坡度、速度下，电机输出功率比记录正常数值小，则判断汽车后轮胎两个都缺气而不是真正行驶在上坡路上；
（5）倾角传感器检测数据显示为汽车行驶在下坡路，此时信号处理模块要再比对数据库模块中汽车的速度和功率以往下爬坡时记录的数值，同等坡度、速度下，电机功率大于记录的正常数值，则判断汽车两个前轮轮胎都缺气而不是行驶在下坡路上。
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| CN201310471597.3A CN104553637A (zh) | 2013-10-11 | 2013-10-11 | 电动汽车胎压监测装置及监测方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN108973543A (zh) * | 2018-08-16 | 2018-12-11 | 杭州容大智造科技有限公司 | 一种利用用电量检测轮胎气压的设备 |
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2013
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Application publication date: 20150429 |