CN107089102B - 一种轮胎缓慢漏气的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎缓慢漏气的检测方法，其包括设置参考胎压的步骤、计算补偿胎压的步骤以及根据缓慢漏气标准判定是否缓慢漏气的步骤。该检测方法能在排除环境和工况等对胎压的影响的条件下，判断轮胎是否存在缓慢漏气，同时避免提高检测成本。

Description

一种轮胎缓慢漏气的检测方法

技术领域

本发明涉及汽车电子领域的胎压检测与报警系统，具体涉及一种轮胎缓慢漏气的检测方法。

背景技术

在汽车安全领域，胎压检测与监测承担着重要角色。据统计，每年在国内发生的交通事故中约有30％是因胎压过低导致摩擦过热爆炸，对人民的生命财产造成了重大损失。目前，国家已正式敲定了关于胎压检测与监测的强制性标准，旨在能及时发现胎压异常并让用户及时处理，以提高汽车驾驶期间的安全性。

现有的车辆中配置的胎压检测与监测系统，主要是针对汽车轮胎的快速漏气和爆胎过程中胎压急速降低的情况，其均无轮胎缓慢漏气检测的配置。缓慢漏气是指在出现低压危险工况之前长时间低速漏气的轮胎异常状况。在车辆遭遇轮毂变形或者轮胎被扎后，容易造成轮胎的缓慢漏气，造成轮胎磨损加剧和车辆能耗增加，并对驾驶的安全性造成威胁。这种轮胎气压异常不容易被目前的胎压检测与监测系统所检测到，所以用户也不能及时排查处理安全隐患。

胎压检测系统的胎压数据由轮胎内部的压力传感器采集，并经滤波后发送给控制器，压力传感器由电池供电，在缓慢漏气状态下数据传输速度为1分钟一次。目前的压力传感器的灵敏度一般为1.373KPa，设计使用寿命为6年，并只在车辆运行时工作。因此，需针对目前的压力传感器的实际情况，提出针对轮胎缓慢漏气的检测方法，以及时捕捉轮胎的异常状态并报警提示用户。

CN102485513A公开了一种检测轮胎漏气的方法，当连续8次采集的压力值都在降低，且压力降低值大于24KPa，同时T₈-(T₀×P₈/P₀)大于等于5，则判断轮胎漏气。该方法可应用于轮胎的快速漏气检测，快速漏气由于胎压降低迅速，因此可忽略环境、工况等因素对于胎压的影响，而缓慢漏气由于胎压降低缓慢，容易受环境和工况的影响，若采用此方法则要求压力传感器具有较高的灵敏度，因而该方法并不适合应用于缓慢漏气的检测。

CN103373185A公开了一种用于检测车辆轮胎的泄漏的方法，其利用参考压力的温度校准值与参考温度的差值变化的斜率，来表征轮胎处于无泄漏、快速泄漏或缓慢泄漏状态。该方法若应用于缓慢漏气检测，数据每15s采集一次，通过斜率来表征轮胎的泄漏情况，这就需要压力传感器持续发送数据，会大大降低压力传感器的使用寿命；并且目前的压力传感器的灵敏度为1.373KPa，很难采集到胎压的缓慢下降，因此需要更高灵敏度的压力传感器，其对压力传感器电池的容量和灵敏度都有较高要求，会提高胎压检测的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮胎缓慢漏气的检测方法，以在排除环境和工况等对胎压的影响的条件下，判断轮胎是否存在缓慢漏气，同时避免提高检测成本。

本发明所述的轮胎缓慢漏气的检测方法，包括：

第一步、控制器判断是否有蓄电池上电操作，如果有，则执行第二步，否则执行第三步。

第二步、控制器将蓄电池上电后接收到的第一个胎压值(由压力传感器采集并经滤波后发送过来的)设置为参考胎压P_r，并记录此时参考环境的大气压P_ra和温度T_r，同时开启计时器计时，然后执行第三步。

第三步、控制器设置剩余检测次数m等于设定的检测次数M，设置漏气次数N等于0，然后执行第四步。

第四步、控制器判断是否接收到胎压值，如果是则执行第五步，否则继续执行第四步。

第五步、控制器将该胎压值(由压力传感器采集并经滤波后发送过来的)作为当前胎压P_t，并记录当前环境的大气压P_ta、温度T_t和计时时间t，然后执行第六步。

第六步、控制器利用公式计算补偿胎压P_c，然后执行第七步；由于当前胎压P_t与轮胎的工作环境密切相关，因此其不可直接与参考胎压P_r进行比较，需要利用该公式进行补偿，得到与参考胎压P_r在同一工作环境下的补偿胎压P_c；该公式中，若车辆若无明显的环境变化，则P_ta与P_ra可认为相等，ΔP_v表示系统误差，用于补偿在计算时认为体积不变所造成的系统误差，具体数值通过实测得到。

第七步、控制器判断补偿胎压P_c与参考胎压P_r的差(即P_c-P_r)是否大于或者等于设定的充气胎压阈值P₁(即判断轮胎是否已被充气)，如果是(即轮胎已被充气)，则执行第八步，否则执行第九步。

第八步、控制器将当前胎压P_t作为参考胎压P_r(即更新参考胎压P_r)，并将当前环境的大气压P_ta作为参考环境的大气压P_ra，将当前环境的温度T_t作为参考环境的温度T_r(即更新参考环境的大气压P_ra、温度T_r)，同时重新开启计时器计时，然后返回执行第三步。

第九步、控制器判断计时时间t是否大于或者等于设定的时间阈值Δt，如果是，则执行第十步，否则执行第十一步。

第十步、控制器判断参考胎压P_r与补偿胎压P_c的差与计时时间t的比值(即(P_r-P_c)/t)是否大于或者等于漏气速率ΔV，如果是，则执行第十二步，否则执行第十三步；其中，ΔV＝ΔP/Δt，ΔP表示设定的胎压减小阈值，车辆胎压会受车辆载荷的影响，载荷主要来自于两个方面：负载和冲击，通过实测空载和满载情形得到负载误差ΔP_a，综合路面实测得到冲击力误差ΔP_e，因此设定的胎压减小阈值ΔP需要大于负载误差ΔP_a与冲击力误差ΔP_e的和；由于胎压正常流失速度为V₁，为了规避胎压正常流失引起的胎压减小，漏气速率ΔV需要大于胎压正常流失速度V₁。

第十一步、控制器判断参考胎压P_r与补偿胎压P_c的差(即P_r-P_c)是否大于或者等于设定的胎压减小阈值ΔP，如果是，则执行第十二步，否则执行第十三步。

第十二步、控制器将漏气次数N增加1次，然后执行第十三步。

第十三步、控制器将剩余检测次数m减少1次，然后执行第十四步。

第十四步、控制器判断漏气次数N是否等于设定的检测次数M，如果是(即连续进行M次检测，M次都检测到漏气)，则激活漏气报警(即判定轮胎存在缓慢漏气)，然后结束检测，否则执行第十五步。

第十五步、控制器判断剩余检测次数m是否大于0，如果是，则返回执行第四步，否则结束检测。

所述设定的时间阈值Δt、设定的胎压减小阈值ΔP的取值可根据不同车型进行确定，本发明中优选的取值为：Δt＝20h，ΔP＝10Kpa，则漏气速率ΔV＝ΔP/Δt＝0.5Kpa/h。

所述设定的充气胎压阈值P₁可根据实际情况或具体企业标准确定，本发明中优选的取值为：P₁＝5Kpa。

由于胎压数据每一分钟发送一次，驾驶者日常驾驶时间约在三分钟以上，为了在驾驶期间实现缓慢漏气报警提示，同时保证可信度，所述设定的检测次数M的取值为3、4或者5。

本发明具有如下效果：

(1)通过补偿，排除了温度、大气压力、体积以及车辆工况等对胎压的影响，使当前胎压与参考胎压在同一环境下进行比较，检测结果更加准确。

(2)压力传感器只需要在车辆运行时发送胎压值数据给控制器，因此在满足目前的压力传感器使用寿命的同时，不需要提高传感器的电池容量。

(3)目前的压力传感器的灵敏度完全可以满足该方法的检测要求，因此不会对传感器有更高要求，不会额外提高检测成本。

附图说明

图1为本发明中轮胎缓慢漏气的检测流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

如图1所示的轮胎缓慢漏气的检测方法，包括：

第一步、控制器判断是否有蓄电池上电操作，如果有，则执行第二步，否则执行第三步。

第二步、控制器将蓄电池上电后接收到的第一个胎压值(由压力传感器采集并经滤波后发送过来的)设置为参考胎压P_r，并记录此时参考环境的大气压P_ra和温度T_r，同时开启计时器计时，然后执行第三步。

第三步、控制器设置剩余检测次数m等于4(即设定的检测次数M的取值为4)，设置漏气次数N等于0，然后执行第四步。

第四步、控制器判断是否接收到胎压值，如果是则执行第五步，否则继续执行第四步。

第五步、控制器将该胎压值(由压力传感器采集并经滤波处理后发送过来的)作为当前胎压P_t，并记录当前环境的大气压P_ta、温度T_t和计时时间t，然后执行第六步。

第六步、控制器利用公式计算补偿胎压P_c，然后执行第七步；由于当前胎压P_t与轮胎的工作环境密切相关，因此其不可直接与参考胎压P_r进行比较，需要利用该公式进行补偿，得到与参考胎压P_r在同一工作环境下的补偿胎压P_c；该公式中，若车辆若无明显的环境变化，则P_ta与P_ra可认为相等，ΔP_v表示系统误差，用于补偿在计算时认为体积不变所造成的系统误差，具体数值通过实测得到，大小为±1Kpa，即在补偿时，体积因素造成的补偿胎压P_c的误差在1KPa之内。

第七步、控制器判断P_c-P_r是否大于或者等于设定的充气胎压阈值P₁(此处P₁的取值为5Kpa)，如果是(即P_c-P₁≥5时)，则执行第八步，否则(即P_c-P_r＜5时)执行第九步。

第八步、控制器将当前胎压P_t作为参考胎压P_r(即更新参考胎压P_r)，并将当前环境的大气压P_ta作为参考环境的大气压P_ra，将当前环境的温度T_t作为参考环境的温度T_r(即更新参考环境的大气压P_ra、温度T_r)，同时重新开启计时器计时，然后返回执行第三步。

第九步、控制器判断计时时间t是否大于或者等于设定的时间阈值Δt(此处Δt的取值为20h)，如果是(即t≥20时)，则执行第十步，否则(即t＜20时)执行第十一步。

第十步、控制器判断(P_r-P_c)/t是否大于或者等于漏气速率ΔV，如果是(即(P_r-P_c)/t≥0.5时)，则执行第十二步，否则(即(P_r-P_c)/t＜0.5时)执行第十三步；其中，ΔP表示设定的胎压减小阈值，车辆胎压会受车辆载荷的影响，载荷主要来自于两个方面：负载和冲击，通过实测空载和满载情形得到负载误差ΔP_a在1KPa之内，综合路面实测得到冲击力误差ΔP_e在3KPa之内，因此，ΔP需大于4Kpa，此处ΔP的取值为10Kpa，则ΔV＝ΔP/Δt＝10/20＝0.5Kpa/h，其大于胎压正常流失速度V₁(此处V₁的取值为0.01Kpa/h)。

第十一步、控制器判断P_r-P_c是否大于或者等于设定的胎压减小阈值ΔP，如果是(即P_r-P_c≥10时)，则执行第十二步，否则(即P_r-P_c＜10时)执行第十三步。

第十二步、控制器将漏气次数N增加1次，然后执行第十三步。

第十三步、控制器将剩余检测次数m减少1次，然后执行第十四步。

第十四步、控制器判断漏气次数N是否等于4，如果是(即连续进行4次检测，4次都检测到漏气)，则激活漏气报警(即判定轮胎存在缓慢漏气)，然后结束检测，否则执行第十五步。

第十五步、控制器判断剩余检测次数m是否大于0，如果是，则返回执行第四步，否则结束检测。

本发明中设定的时间阈值Δt、设定的胎压减小阈值ΔP的取值还可以是其它满足条件的值，其具体取值根据不同车型进行确定。本发明中设定的充气胎压阈值P₁还可以是其它值，其具体取值根据实际情况或具体企业标准确定。本发明中设定的检测次数M的取值还可以是3或者5。

Claims (4)

1.一种轮胎缓慢漏气的检测方法，其特征 在于，包括：

第一步、控制器判断是否有蓄电池上电操作，如果有，则执行第二步，否则执行第三步；

第二步、控制器将蓄电池上电后接收到的第一个胎压值设置为参考胎压P_r，并记录此时参考环境的大气压P_ra和温度T_r，同时开启计时器计时，然后执行第三步；

第三步、控制器设置剩余检测次数m等于设定的检测次数M，设置漏气次数N等于0，然后执行第四步；

第四步、控制器判断是否接收到胎压值，如果是则执行第五步，否则继续执行第四步；

第五步、控制器将该胎压值作为当前胎压P_t，并记录当前环境的大气压P_ta、温度T_t和计时时间t，然后执行第六步；

第六步、控制器利用公式计算补偿胎压P_c，然后执行第七步；其中，ΔP_v表示系统误差；

第七步、控制器判断补偿胎压P_c与参考胎压P_r的差是否大于或者等于设定的充气胎压阈值P₁，如果是，则执行第八步，否则执行第九步；

第八步、控制器将当前胎压P_t作为参考胎压P_r，并将当前环境的大气压P_ta作为参考环境的大气压P_ra，将当前环境的温度T_t作为参考环境的温度T_r，同时重新开启计时器计时，然后返回执行第三步；

第九步、控制器判断计时时间t是否大于或者等于设定的时间阈值Δt，如果是，则执行第十步，否则执行第十一步；

第十步、控制器判断参考胎压P_r与补偿胎压P_c的差与计时时间t的比值是否大于或者等于漏气速率ΔV，如果是，则执行第十二步，否则执行第十三步；其中，ΔV＝ΔP/Δt，ΔP表示设定的胎压减小阈值，ΔP大于负载误差ΔP_a与冲击力误差ΔP_e的和，ΔV大于胎压正常流失速度V₁；

第十一步、控制器判断参考胎压P_r与补偿胎压P_c的差是否大于或者等于设定的胎压减小阈值ΔP，如果是，则执行第十二步，否则执行第十三步；

第十二步、控制器将漏气次数N增加1次，然后执行第十三步；

第十三步、控制器将剩余检测次数m减少1次，然后执行第十四步；

第十四步、控制器判断漏气次数N是否等于设定的检测次数M，如果是，则激活漏气报警，然后结束检测，否则执行第十五步；

第十五步、控制器判断剩余检测次数m是否大于0，如果是，则返回执行第四步，否则结束检测。

2.根据权利要求1所述的轮胎缓慢漏气的检测方法，其特征 在于：

所述设定的时间阈值Δt＝20h，所述设定的胎压减小阈值ΔP＝10Kpa，所述漏气速率ΔV＝ΔP/Δt＝0.5Kpa/h。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎缓慢漏气的检测方法，其特征 在于：所述设定的充气胎压阈值P₁＝5Kpa。

4.根据权利要求3所述的轮胎缓慢漏气的检测方法，其特征 在于：所述设定的检测次数M的取值为3、4或者5。