CN108973543B - 一种利用用电量检测轮胎气压的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用用电量检测轮胎气压的设备,该检测设备包括:控制器和电量检测电路,电量检测电路,用于获得电动汽车在单位行程的用电量,并将该用电量发送给控制器;控制器,用于由用电量‑气压函数获得该用电量对应的轮胎气压;其中,用电量‑气压函数预先获得。可见,本申请实施例可以取代传统的直接式检测方式,实现利用用电量对电动汽车轮胎气压的智能检测,在降低成本的同时,提高了检测准确率,也便于驾驶员可以实时获知汽车轮胎的气压。

Description

一种利用用电量检测轮胎气压的设备
技术领域
本发明涉及轮胎检测技术领域,尤其涉及一种利用用电量检测轮胎气压的设备。
背景技术
随着石油资源的日趋减少,以及人们对于环境保护越来越重视,电动汽车在交通运输领域的应用越来越广泛。伴随着车联网技术的快速发展,电动汽车也朝着智能化、网联化的方向在前进,尤其是对于在小范围物流运输中采用的电动车,在运输过程中,电动车的污染较小、行驶里程较大,且各电动车分布较为密集,为了运输安全,有必要对这些电动汽车进行实时监测,以便于驾驶员能及时了解车辆各零部件的状态。
在众多零部件中,轮胎气压的高低对电动汽车的性能和动力有着至关重要的作用。当胎压过高时,会减小轮胎与地面的接触面积,而此时轮胎所承受的压力相对提高,轮胎的抓地力会受到影响。另外,当车辆经过沟坎或颠簸路面时,轮胎内没有足够空间吸收震动,除了影响行驶的稳定性和乘坐舒适性外,还会造成对悬挂系统的冲击力度加大,由此也会带来危害。同时,在高温时爆胎的隐患也会相应的增加。
目前,对于电动汽车轮胎气压的检测,大部分采用直接式胎压检测方式,但该直接式胎压检测装置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,不仅安装繁琐,而且由于在车辆行驶中车轮是转动的,所以,通过压力传感器测量会出现误差。况且,压力传感器工作时需要电池供电,其并不能直接从汽车上取电,当压力传感器没电时,更换电池的工序也很复杂。另外,压力传感器的价格也较高。
因此,如何利用更先进的技术方案取代传统的直接式胎压检测方式,实现对电动汽车轮胎气压的智能检测,已成为亟待解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的以上技术问题,本发明实施例提供一种利用用电量检测轮胎气压的设备,能够实现对电动汽车轮胎气压的智能检测,以便于驾驶员可以实时获知轮胎的气压。
第一方面,本发明提供了一种利用用电量检测轮胎气压的设备,应用于对电动汽车的轮胎进行气压检测,该设备包括:控制器和电量检测电路;
所述电量检测电路,用于获得所述电动汽车在单位行程的用电量,并将所述用电量发送给所述控制器;
所述控制器,用于由用电量-气压函数获得所述用电量对应的轮胎气压;所述用电量-气压函数预先获得。
可选地,所述控制器,预先获得所述用电量-气压函数具体为:
所述控制器,用于分别获得至少两个气压对应的单位行程的用电量,由所述至少两个气压以及分别对应的单位行程的用电量通过曲线拟合获得所述用电量-气压函数。
可选地,所述设备还包括:转速传感器和电流检测电路;
所述控制器,用于给电池管理系统发送打滑指令,以使所述电池管理系统输出驱动电流驱动轮胎从静止状态变为打滑状态;
所述转速传感器,用于检测所述电动汽车的转速,将转速发送给所述控制器;
所述控制器,用于确定转速由0变为非0时刻对应的时间点,该时间点为所述轮胎打滑时刻;
所述电流检测电路,用于检测所述电池管理系统输出的驱动电流,并将检测到的驱动电流发送给所述控制器;
所述控制器,还用于根据所述转速获得轮胎打滑时刻的驱动电流,由驱动电流-气压函数获得所述轮胎打滑时刻的驱动电流对应的轮胎气压;所述驱动电流-气压函数预先获得;将由所述驱动电流获得的轮胎气压和由所述用电量获得的轮胎气压做对比进行互相验证。
可选地,所述控制器,预先获得所述驱动电流-气压函数具体为:
所述控制器,用于分别获得至少两个气压对应的轮胎打滑时刻的驱动电流,由所述至少两个气压以及分别对应的轮胎打滑时刻的驱动电流通过曲线拟合获得所述驱动电流-气压函数。
可选地,该设备还包括:麦克风模块;
所述麦克风模块,用于获得轮胎与路面摩擦的声音信号;
所述控制器,用于对所述声音信号进行频谱分析获得所述声音信号的频率,由频率-气压第一函数获得所述声音信号的频率对应的轮胎气压;所述频率-气压第一函数预先获得;将由所述用电量获得的轮胎气压和由所述声音信号的频率获得的轮胎气压做对比进行互相验证。
可选地,所述设备还包括:麦克风模块和转速传感器;
所述麦克风模块,用于获得所述轮胎打滑时刻与路面摩擦的打滑声音信号;
所述控制器,用于给电池管理系统发送打滑指令,以使所述电池管理系统输出驱动电流驱动轮胎从静止状态变为打滑状态;
所述转速传感器,用于检测所述电动汽车的转速,将转速发送给所述控制器;
所述控制器,用于确定转速由0变为非0时刻对应的时间点,该时间点为所述轮胎打滑时刻;所述控制器,用于对所述打滑声音信号进行频谱分析获得所述打滑声音信号的频率,由频率-气压第二函数获得所述打滑声音信号的频率对应的轮胎气压;所述频率-气压第二函数预先获得;将由所述用电量获得的轮胎气压和由所述打滑声音信号的频率获得的轮胎气压做比对进行互相验证。
可选地,所述麦克风模块,用于获得轮胎打滑时刻与路面摩擦的打滑声音信号;
所述控制器,用于从所述打滑声音信号中筛选位于所述控制器给所述电池管理系统发送打滑指令时刻至给所述电池管理系统发送停止打滑指令时刻之间的声音片段信号;
所述控制器,还用于对所述声音片段信号进行频谱分析获得所述声音片段信号的频率,由频率-气压第二函数获得所述声音片断信号的频率对应的轮胎气压;所述频率-气压第二函数预先获得。
可选地,所述设备还包括:麦克风模块、转速传感器和电流检测电路;
所述控制器,用于给电池管理系统发送打滑指令,以使所述电池管理系统输出驱动电流驱动轮胎从静止状态变为打滑状态;
所述转速传感器,用于检测所述电动汽车的转速,将转速发送给所述控制器;
所述控制器,用于确定转速由0变为非0时刻对应的时间点,该时间点为所述轮胎打滑时刻;
所述电流检测电路,用于检测所述电池管理系统输出的驱动电流,并将检测到的驱动电流发送给所述控制器;
所述麦克风模块,用于获得所述轮胎打滑时刻与路面摩擦的打滑声音信号;
所述控制器,还用于根据所述转速获得轮胎打滑时刻的驱动电流,由驱动电流-气压函数获得所述轮胎打滑时刻的驱动电流对应的轮胎气压;所述驱动电流-气压函数预先获得;
所述控制器,用于对所述打滑声音信号进行频谱分析获得所述打滑声音信号的频率,由频率-气压第二函数获得所述打滑声音信号的频率对应的轮胎气压;所述频率-气压第二函数预先获得;
将由所述用电量获得的轮胎气压、由所述驱动电流获得的轮胎气压和由所述打滑声音信号的频率获得的轮胎气压中的任意两个做比对进行互相验证。
可选地,所述麦克风模块,还用于预先获得所述轮胎没有打滑时的背景声音信号;
所述控制器,还用于对所述声音信号进行频谱分析获得所述声音信号的频率之前,从所述声音信号中减去所述背景声音信号。
可选地,所述预先获得所述轮胎没有打滑时的背景声音信号,具体为:
预先多次获得所述轮胎没有打滑时的背景声音信号,将多次获得的背景声音信号取平均值作为最终背景声音信号;
所述控制器从所述声音信号中减去所述背景声音信号,具体为:
所述控制器从所述声音信号中减去所述最终背景声音信号。
可选地,所述控制器位于电动汽车或位于远程服务器。
可选地,所述设备还包括:远程服务器;
所述控制器,还用于将所述用电量发送给远程服务器;
所述远程服务器,用于通过神经网络对所述用电量进行分析获得用电量的变化曲线,并根据所述变化曲线获得所述汽车轮胎的气压。
与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:
本申请实施例提供的利用用电量检测轮胎气压的设备,应用于对电动汽车的轮胎进行气压检测,其中,检测设备包括控制器和电量检测电路,电量检测电路,用于获得电动汽车在单位行程的用电量,并将该用电量发送给控制器;控制器,用于由用电量-气压函数获得该用电量对应的轮胎气压;其中,用电量-气压函数预先获得。可见,本申请实施例可以取代传统的直接式检测方式,实现利用用电量对电动汽车轮胎气压的智能检测,在降低成本的同时,提高了检测准确率,也便于驾驶员可以实时获知汽车轮胎的气压。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例提供的电动汽车轮胎与地面接触的示例图;
图2为本申请实施例提供的一种利用用电量检测轮胎气压的设备结构图;
图3为本申请实施例提供的另一种利用用电量检测轮胎气压的设备结构图;
图4为本申请实施例提供的一种麦克风模块安装位置结构俯视图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,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楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了便于理解本发明提供的技术方案,下面先对本发明技术方案的背景技术进行简单说明。
众所周知,在电动汽车的众多零部件中,轮胎气压的高低对电动汽车的性能和动力有着至关重要的作用。随着电动汽车在交通运输领域的应用越来越广泛,如何实现轮胎气压的准确检测已成为汽车领域的研究热点。发明人在研究中发现,目前对于在小范围物流运输中采用的电动汽车轮胎气压的检测,大部分采用直接式胎压检测装置进行检测,其中,直接式胎压监测装置是利用安装在每个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎气压。
但由于压力传感器是内置在轮胎中,安装过程比较繁琐,并且在测量过程中,随着车轮的转动,压力传感器经常会出现测量误差以及其他故障等。另外,压力传感器的成本也较高,单个压力传感器的造价一般要在500元-1500元之间。所以传统的直接式胎压检测方式中不仅压力传感器安装繁琐、成本高,而且检测准确率也较低,给驾驶员的体验较差。
而本申请技术方案应用的场景就是在小范围的物流运输环境中,在这种场景中,电动车的污染较小、行驶里程较大,且在运输过程中各电动车也较为密集。如图1所示,其示出了电动汽车轮胎与地面接触的示例图,在电动汽车行驶过程中,随着轮胎气压的不同,轮胎与地面产生的摩擦力也不同,进而轮胎所需的用电量也是不同的,当轮胎气压较大时,轮胎与地面产生的摩擦力较小,进而轮胎所需的用电量较小,即,仅需要消耗较少的电量就能保证汽车在地面上的正常行驶;相对应的,当轮胎气压较小时,轮胎与地面产生的摩擦力较大,进而轮胎所需的用电量也较大,即,需要消耗较多的电量才能保证汽车在地面上的正常行驶。也就是说,轮胎气压与汽车用电量一一对应,二者成反比关系,因此,可以根据用电量获得轮胎气压。
基于此,本申请实施例提供了一种利用用电量检测轮胎气压的设备,电量检测电路获得电动汽车在单位行程的用电量,并将该用电量发送给控制器;控制器利用预先获得的用电量-气压函数计算得到用电量对应的轮胎气压。可见,本申请实施例可以实现利用用电量对汽车轮胎气压的智能检测,使得在小范围的物流运输环境中,驾驶员在驾驶电动汽车运输货物时,可以实时获知轮胎的气压,并可以根据轮胎的气压判断是否能够准时将货物送至目的地。
实施例一
下面将结合附图对本申请示例性实施例示出的利用用电量检测轮胎气压的设备进行详细介绍。
参见图2,其示出了本申请实施例提供的一种利用用电量检测轮胎气压的设备结构图。
本申请实施例提供的设备应用于对电动汽车的轮胎203进行气压检测,其中,电动汽车的轮胎203指的是在小范围物流运输中采用的污染较小的电动车的轮胎,行驶里程较大,运输过程中的车辆也比较密集。
如图2所示,本申请实施例提供的利用电流检测轮胎气压的设备包括电量检测电路201和控制器202。
其中,电量检测电路201用于获得电动汽车在单位行程的用电量,并将该用电量发送给控制器202。
控制器202用于由用电量-气压函数获得电量检测电路201发送的电动汽车在单位行程的用电量对应的轮胎气压;而用电量-气压函数是预先获得的,同时,控制器202既可以为汽车的整车控制器,也可以为独立于整车控制器而另外设置的控制器,而且,控制器102可以位于汽车,也可以为位于远程服务器。
在实际应用中,电动汽车的用电量与汽车轮胎的气压是成反比的,这是因为,当汽车轮胎的气压较低时,则轮胎与地面的摩擦力会较大,进而就需要消耗较多的电量才能保证汽车在地面上的正常行驶;反之,当汽车轮胎的气压较高时,则轮胎与地面的摩擦力会较小,进而就仅需要消耗较少的电量即可保证汽车在地面上的正常行驶。也就是说,轮胎气压与汽车用电量一一对应,二者成反比关系,因此,可以根据用电量获得轮胎气压。
并且,在具体的实现过程中,用电量-气压函数可以为预先通过多次试验获得的,并保存在控制器中。在本申请实施例中,一种可选的实现方式是,控制器预先获得的用电量-气压函数具体为:
控制器,用于分别获得至少两个气压对应的单位行程的用电量,由所述至少两个气压以及分别对应的单位行程的用电量通过曲线拟合获得所述用电量-气压函数。
在实际应用中,曲线拟合指的是选择适当的曲线类型来拟合观测数据,并用拟合的曲线方程分析两变量间的关系。也就是用连续曲线近似地刻画或比拟平面上离散点组所表示的坐标之间函数关系的一种数据处理方法。
在具体实现过程中,预先对出厂的电动汽车的轮胎气压与电动汽车的单位行程的用电量进行多次测试,获得多个离散试验数据,并利用多个离散试验数据进行曲线拟合,从而得到用电量与轮胎气压之间的函数关系。比如,预先获得用电量T与对应的轮胎气压P的离散试验数据为(T0,P0)、(T1,P1)等,则可以选择比较适当的曲线类型对获得的用电量T与对应的轮胎气压P的离散试验数据进行拟合,最后,可以根据拟合的曲线类型选择对应的函数作为用电量与轮胎气压的函数,例如三次Hermite样条曲线,即用电量-气压函数。
在本申请实施例提供的利用用电量检测轮胎气压的设备中,电量检测电路获得电动汽车在单位行程的用电量,并将该用电量发送给控制器;控制器再由用电量-气压函数获得该用电量对应的轮胎气压;其中,用电量-气压函数预先获得。可见,本申请实施例可以取代传统的直接式检测方式,实现利用用电量对电动汽车轮胎气压的智能检测,在降低成本的同时,提高了检测准确率,便于驾驶员可以实时获知汽车轮胎的气压。
实施例二
利用上述实施例介绍了利用用电量检测轮胎气压的设备组成和功能,下面将结合附图对上述设备具体功能实现进行详细介绍。
参见图3,其示出了本申请实施例提供的另一种利用用电量检测轮胎气压的设备结构图。
本申请实施例提供的设备应用于对电动汽车的轮胎203进行气压检测,如图3所示,本申请实施例提供的利用用电量检测轮胎气压的设备包括控制器202、电量检测电路201、电流检测电路204、转速传感器205、电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)206和麦克风模块207。
其中,电量检测电路201的功能与上述实施例一种的描述一致,此处不再赘述。
转速传感器205用于检测电动汽车的转速,将转速发送给控制器202。
电流检测电路204用于检测电池管理系统BMS206(或电机)输出的驱动电流,并将检测到的驱动电流发送给控制器202。
电池管理系统BMS206,用于连接车载动力电池和电动汽车,实现电池物理参数实时监测、电池状态估计及车辆零部件部件的在线诊断与预警等功能。
麦克风模块207用于获得轮胎与路面摩擦的声音信号,并将该声音信息发送至控制器202。
控制器202不仅能够实现其在实施例一描述的功能外,也用于给电池管理系统BMS206(或电机)发送打滑指令,以使电池管理系统BMS206(或电机)输出驱动电流驱动轮胎从静止状态变为打滑状态,还用于确定转速由0变为非0时刻对应的时间点,该时间点为轮胎打滑时刻。
并且,控制器202还可以用于根据转速获得轮胎打滑时刻的驱动电流,由驱动电流-气压函数获得轮胎打滑时刻的驱动电流对应的轮胎气压;该驱动电流-气压函数预先获得;将由驱动电流获得的轮胎气压和由用电量获得的轮胎气压做对比进行互相验证。
在实际应用中,轮胎的气压是轮胎从静止状态到打滑状态受到的驱动电流的函数,该驱动电流是由电池管理系统向轮胎输出的。当轮胎气压较大时,电池管理系统仅需输出较小的驱动电流即可驱动轮胎从静止状态变为打滑状态,当轮胎气压较小时,电池管理系统需要输出较大的驱动电流才能驱动轮胎从静止状态变为打滑状态,轮胎气压不同时需要电池管理系统向其输出的驱动电流也是不同的,也就是说轮胎的气压与驱动电流是一一对应的。
并且,在具体的实现过程中,驱动电流-气压函数可以为预先通过多次试验获得的,并保存在控制器中,当控制器获取到电池管理系统向轮胎输出的,使得轮胎从静止状态变为打滑状态的驱动电流时,便可以根据驱动电流-气压函数获取当前轮胎打滑时刻的驱动电流对应的轮胎的气压。其中,驱动电流可以是控制器根据转速传感器发送的转速,获得的轮胎在打滑时刻的驱动电流,该驱动电流是通过电流检测电路检测到并发送至控制器的。
进一步的,根据转速获得轮胎打滑时刻的驱动电流,由驱动电流-气压函数获得轮胎打滑时刻的驱动电流对应的轮胎气压,再将该驱动电流获得的轮胎气压和由用电量获得的轮胎气压进行比较,如果二者的差值是在预设的、允许的误差范围内,则表明电池管理系统正常,同时还可以表明利用用电量检测轮胎气压准确。
如果二者差值未在预设的、允许的误差范围内,则选取二者中较大的气压值作为轮胎气压,当根据用电量-气压函数及用电量获得的轮胎气压大于利用驱动电流获得的轮胎气压时,表明利用驱动电流获得的轮胎气压出现差错,由于驱动电流与轮胎气压一一对应,则表明驱动电流出现问题,可以进一步得出确定驱动电流的电流检测电路和/或转速传感器出现了故障。相应的,当根据用电量-气压函数及用电量获得的轮胎气压小于利用驱动电流获得的轮胎气压时,表明利用用电量获得的轮胎气压出现差错,由于用电量与轮胎气压一一对应,则表明计算单位里程的用电量出现问题,可以进一步得出确定用电量的电量检测电路出现了故障。
在本申请实施例中,一种可选的实现方式是,控制器预先获得的驱动电流-气压函数具体为:
控制器用于分别获得至少两个气压对应的轮胎打滑时刻的驱动电流,由所述至少两个气压以及分别对应的轮胎打滑时刻的驱动电流通过曲线拟合获得驱动电流-气压函数。
在实际应用中,曲线拟合指的是选择适当的曲线类型来拟合观测数据,并用拟合的曲线方程分析两变量间的关系。也就是用连续曲线近似地刻画或比拟平面上离散点组所表示的坐标之间函数关系的一种数据处理方法。
在具体实现过程中,预先对出厂的电动汽车的轮胎气压与电池管理系统输出的驱动轮胎从静止状态变为打滑状态的驱动电流进行多次测试,获得多个离散试验数据,并利用多个离散试验数据进行曲线拟合,从而得到驱动电流与轮胎气压之间的函数关系。比如,预先获得驱动电流I与对应的轮胎气压P的离散试验数据为(I0,P0)、(I0,P0)等,则可以选择比较适当的曲线类型对获得的驱动电流I与对应的轮胎气压P的离散试验数据进行拟合,最后,可以根据拟合的曲线类型选择对应的函数作为驱动电流与轮胎气压的函数,即驱动电流-气压函数。
可以理解的是,车辆上装载的各种零部件较多,因此,控制器可能需要同时控制车上多个零部件工作,为了保证控制器发送的打滑指令能够被电池管理系统准确接收,本申请实施例可以为电池管理系统设置ID,以便控制器根据指定的ID向电池管理系统发送打滑指令。
在本申请实施例中,一种可选的实现方式是,控制器为电池管理系统设置唯一ID;进而控制器通过该电池管理系统的ID给电池管理系统发送打滑指令。
在实际应用中,可以预先将电池管理系统的ID保存在控制器中,当控制器需要向电池管理系统发送打滑指令时,获取电池管理系统的ID,通过该电池管理系统的ID给电池管理系统发送打滑指令,从而提高了工作效率和打滑指令发送的准确率。
在本申请实施例中,一种可选的实现方式是,控制器不仅能够实现上述功能外,还用于对麦克风模块发送的轮胎与路面摩擦的声音信号进行频谱分析获得该声音信号的频率,由频率-气压第一函数获得声音信号的频率对应的轮胎气压;频率-气压第一函数预先获得;将由所用电量获得的轮胎气压和由声音信号的频率获得的轮胎气压做对比进行互相验证。
在实际应用中,麦克风模块可以设置在汽车轮胎上,当电池管理系统输出驱动电流驱动轮胎从静止状态变为打滑状态时,开始获得轮胎与路面摩擦的声音信号,直至轮胎打滑停止,并将在上述时间段内获得的轮胎与路面摩擦的声音信号发送给控制器。
其中,麦克风模块207的数量和安装位置可以根据实际需求进行设定,图4所示麦克风模块207安装位置仅作为示例,不对具体位置进行限定。如果汽车上仅安装一个麦克风模块207,可以将其安装在车架中间部分,与控制器202进行通信;如果安装四个麦克风模块,则可以将四个麦克风模块安装在车架的四个顶部边角的位置,并分别与控制器202建立通信连接,以便控制器202通过四个麦克风模块207来获得声音信号。当然,还可以其他数量的麦克风模块207,并根据实际安装数量合理部署麦克风模块207的位置。
为了更好地理解麦克风模块207的安装位置,参见图4,其示出了本申请实施例提供的一种麦克风模块安装位置结构俯视图。在图4中,包括四个麦克风模块,分别安装在车架顶部的四个边角上,并分别与控制器202建立通信连接,控制器202安装在车架的中间部分,四个麦克风模块207可以同时工作,并将获得的声音信号发送给控制器202,控制器202可以根据接收时延区分四个不同麦克风模块207发送的声音信号。
在实际应用中,汽车轮胎的气压是声音信号对应的频率的函数,该频率-气压第一函数为预先通过多次试验获得。当控制器分析出当前轮胎的声音信号对应的频率时,可以通过上述函数,获取对应轮胎气压。
进一步的,根据频率-气压第一函数及声音信号的频率即可获得轮胎气压,再将该轮胎气压值与利用驱动电流获得的轮胎气压值进行比较,如果二者的差值是在预设的、允许的误差范围内,则表明利用用电量检测轮胎气压准确,同时还可以表明利用声音信号的频率检测轮胎气压准确。
如果二者差值未在预设的、允许的误差范围内,则选取二者中较大的气压值作为轮胎气压,当根据频率-气压第一函数及声音信号的频率获得的轮胎气压大于利用用电量获得的轮胎气压时,表明利用用电量获得的轮胎气压出现差错,由于用电量与轮胎气压一一对应,则表明计算单位里程的用电量出现问题,可以进一步得出确定用电量的电量检测电路出现了故障。相应的,当根据频率-气压第一函数及声音信号的频率获得的轮胎气压小于利用用电量获得的轮胎气压时,表明利用声音信号的频率获得的轮胎气压出现差错,由于声音信号的频率与轮胎气压一一对应,则表明获取声音信号的频率出现问题,可以进一步得出获得声音信号的麦克风模块出现了故障。
其中,在一些可能的实现方式中,控制器预先获得的频率-气压第一函数具体为:
控制器用于分别获得至少两个气压对应的声音信号的频率,由所述至少两个气压以及分别对应的声音信号的频率通过曲线拟合获得频率-气压第一函数。
在具体实现过程中,预先对出厂的电动汽车的轮胎气压与声音信号的频率进行多次测试,获得多个离散试验数据,并利用多个离散试验数据进行曲线拟合,从而得到频率与轮胎气压之间的函数关系。比如,预先获得频率f与对应的轮胎气压P的离散试验数据为(f0,P0)、(f1,P1)、等,则可以选择比较适当的曲线类型对频率f与对应的轮胎气压P的离散试验数据进行拟合,最后,可以根据拟合的曲线类型选择对应的函数作为频率与轮胎气压的函数,即用频率-气压第一函数。
在本申请实施例中,一种可选的实施方式是,麦克风模块用于获得轮胎打滑时刻与路面摩擦的打滑声音信号,并将该打滑声音信息发送至控制器。
控制器用于给电池管理系统BMS(或电机)发送打滑指令,以使所述电池管理系统BMS(或电机)输出驱动电流驱动轮胎从静止状态变为打滑状态。
转速传感器用于检测电动汽车的转速,将转速发送给控制器。
控制器不仅能够实现上述功能外,也用于确定转速由0变为非0时刻对应的时间点,该时间点为轮胎打滑时刻;并且,控制器还用于对麦克风模块、发送的轮胎打滑时刻与路面摩擦的打滑声音信号进行频谱分析获得打滑声音信号的频率,由频率-气压第二函数获得打滑声音信号的频率对应的轮胎气压;该频率-气压第二函数预先获得;将由用电量获得的轮胎气压和由打滑声音信号的频率获得的轮胎气压做比对进行互相验证。
在实际应用中,汽车轮胎的气压是打滑声音信号对应的频率的函数,该频率-气压第二函数为预先通过多次试验获得。当控制器分析出当前轮胎打滑时刻的打滑声音信号对应的频率时,可以通过上述函数,获取对应轮胎气压。
进一步的,根据频率-气压第二函数及打滑声音信号的频率即可获得轮胎气压,再将该轮胎气压值与利用用电量获得的轮胎气压值进行比较,如果二者的差值是在预设的、允许的误差范围内,则表明利用用电量检测轮胎气压准确,同时还可以表明利用打滑声音信号的频率检测轮胎气压准确。
如果二者差值未在预设的、允许的误差范围内,则选取二者中较大的气压值作为轮胎气压,当根据频率-气压第二函数及打滑声音信号的频率获得的轮胎气压大于利用用电量获得的轮胎气压时,表明利用用电量获得的轮胎气压出现差错,由于用电量与轮胎气压一一对应,则表明计算单位里程的用电量出现问题,可以进一步得出确定用电量的电量检测电路出现了故障。相应的,当根据频率-气压第二函数及打滑声音信号的频率获得的轮胎气压小于利用用电量获得的轮胎气压时,表明利用打滑声音信号的频率获得的轮胎气压出现差错,由于打滑声音信号的频率与轮胎气压一一对应,则表明获取打滑声音信号的频率出现问题,可以进一步得出获得打滑声音信号的麦克风模块出现了故障。
在本申请实施例中,一种可选的实施方式是,麦克风模块用于获得轮胎打滑时刻与路面摩擦的打滑声音信号;
控制器用于从打滑声音信号中筛选位于控制器给电池管理系统发送打滑指令时刻至给电池管理系统发送停止打滑指令时刻之间的声音片段信号;
并且,控制器还用于对所述声音片段信号进行频谱分析获得所述声音片段信号的频率,由频率-气压第二函数获得所述声音片断信号的频率对应的轮胎气压;所述频率-气压第二函数预先获得。
在实际应用中,由于是由控制器向电池管理系统发送打滑指令,因此,控制器可以保存发送打滑指令的时刻,并从所有接收的声音信号中筛选出轮胎打滑时刻与路面摩擦的打滑声音信号,从而使得控制器对声音片段信号进行频谱分析获得声音片段信号对应的频率,再由频率-气压二函数获得该声音片段信号的频率对应的轮胎气压。
其中,在一些可能的实现方式中,控制器预先获得的频率-气压第二函数具体为:
控制器用于分别获得至少两个气压对应的轮胎打滑声音信号的频率,由所述至少两个气压以及分别对应的打滑声音信号的频率通过曲线拟合获得频率-气压第二函数。
在具体实现过程中,预先对出厂的电动汽车的轮胎气压与打滑声音信号的频率进行多次测试,获得多个离散试验数据,并利用多个离散试验数据进行曲线拟合,从而得到频率与轮胎气压之间的函数关系。比如,预先获得频率F与对应的轮胎气压P的离散试验数据为(F0,P0)、(F1,P1)、等,则可以选择比较适当的曲线类型对频率F与对应的轮胎气压P的离散试验数据进行拟合,最后,可以根据拟合的曲线类型选择对应的函数作为频率与轮胎气压的函数,即用频率-气压第二函数。
在本申请实施例中,一种可选的实施方式是,麦克风模块用于获得轮胎打滑时刻与路面摩擦的打滑声音信号。
控制器用于给电池管理系统发送打滑指令,以使电池管理系统输出驱动电流驱动轮胎从静止状态变为打滑状态。
转速传感器用于检测电动汽车的转速,将转速发送给所述控制器。
控制器用于确定转速由0变为非0时刻对应的时间点,该时间点为轮胎打滑时刻。
电流检测电路用于检测电池管理系统输出的驱动电流,并将检测到的驱动电流发送给控制器。
控制器还用于根据转速获得轮胎打滑时刻的驱动电流,由驱动电流-气压函数获得轮胎打滑时刻的驱动电流对应的轮胎气压;其中,驱动电流-气压函数是预先获得的。
并且,控制器还用于对打滑声音信号进行频谱分析获得打滑声音信号的频率,由频率-气压第二函数获得打滑声音信号的频率对应的轮胎气压;其中,频率-气压第二函数是预先获得的。
将由用电量获得的轮胎气压、由驱动电流获得的轮胎气压和由打滑声音信号的频率获得的轮胎气压中的任意两个做比对进行互相验证。
在实际应用中,既可以根据用电量-气压函数及电动汽车的单位行程的用电量获得轮胎气压;也可以根据频率-气压第二函数及打滑声音信号的频率获得轮胎气压,还可以根据驱动电流-气压函数及驱动电流获得轮胎气压,进而可以将通过这三种方式获得的轮胎气压中的任意两个的气压值进行比较,如果三者中任意两个值做差的差值都是在预设的、允许的误差范围内,则可以表明利用驱动电流或用电量或频率检测轮胎气压都是准确的。
如果通过对三者中任意两个值做差,发现有某个值与其他二者的差值未在预设的、允许的误差范围内,则表明该轮胎气压值出现差错,若该轮胎气压是利用驱动电流获得的,则表明利用驱动电流获得的轮胎气压出现差错,由于驱动电流与轮胎气压一一对应,则表明驱动电流出现问题,可以进一步得出确定驱动电流的电流检测电路和/或转速传感器出现了故障;相应的,若该轮胎气压是利用用电量获得的,则表明利用用电量获得的轮胎气压出现差错,由于用电量与轮胎气压一一对应,则表明计算单位里程的用电量出现问题,可以进一步得出确定用电量的电量检测电路出现了故障;相应的,若该轮胎气压是利用打滑时的声音信号的频率获得的,则表明利用打滑声音信号的频率获得的轮胎气压出现差错,由于打滑声音信号的频率与轮胎气压一一对应,则表明获取打滑声音信号的频率出现问题,可以进一步得出获得打滑声音信号的麦克风模块出现了故障。
在本申请实施例中,一种可选的实施方式是,麦克风模块还用于预先获得所述轮胎没有打滑时的背景声音信号;
控制器还用于对所述声音信号进行频谱分析获得所述声音信号的频率之前,从所述声音信号中减去所述背景声音信号。
其中,背景声音信号可以为车辆其他零部件产生的声音信号,当然也可以为与车辆相关的其他物体产生的声音信号。
在实际应用中,可以将预先获得的轮胎没有打滑时的背景声音信号存储在控制器中,在控制器对声音信号进行频谱分析之前,将麦克风模块发送的声音信号减去预存的上述背景声音信号,保证控制器分析的声音信号为轮胎打滑时的打滑声音信号,避免背景声音信号对分析结果的影响,从而提高检测轮胎气压的准确性。
为了保证能够尽可能地去除背景声音信号的干扰,在本申请实施例中,一种可选的实施方式是,所述预先获得轮胎没有打滑时的背景声音信号,具体为:
预先多次获得轮胎没有打滑时的背景声音信号,将多次获得的背景声音信号取平均值作为最终背景声音信号;
所述控制器从所述声音信号中减去所述背景声音信号,具体为:
所述控制器从声音信号中减去最终背景声音信号。
在实际应用中,可以将预先获得的最终背景声音信号存储在控制器中,在控制器对声音信号进行频谱分析之前,从声音信号中减去最终背景声音信号得到最终声音信号,以便控制器对最终声音信号进行频谱分析获得最终声音信号的频率,进而根据频率-气压第二函数获得轮胎气压,通过更准确地将背景声音信号去除,进一步提高了检测轮胎气压的准确性。
可以理解的是,当利用麦克风模块获得轮胎打滑时刻与路面摩擦的声音信号时,为了保证控制器在进行声音信号判断时,所判断的声音信号为轮胎打滑时刻与路面摩擦的打滑声音信号,提高后续判断的准确性,本申请实施例在控制器进行声音信号判断之前,也可以进行除噪,将麦克风模块采集的声音信号进行过滤,具体过滤过程与上述过滤过程的描述类似,此处不再赘述。
但需要说明的是,具体去除背景声音信号的方法可以根据背景声音信号的特征,采用不同的滤波方法进行消除。比如,若背景声音信号呈现为高频特征,则可以采用低通滤波方法,将背景声音信号过滤;若背景声音信号呈现低频特征,则可以采用相应的高通滤波方法,将背景声音信号过滤。当然,还可以根据背景声音信号的其他属性,采用相应的其他方法进行去除,本实施例对此不进行限定。
在本申请一些可能的实现方式中,本实施例还可以利用神经网络检测轮胎的气压,具体为,所述控制器,还用于将所述用电量发送给所述远程服务器;所述远程服务器,用于通过神经网络对所述用电量进行分析获得声音信号的变化曲线,并根据所述变化曲线获得所述汽车轮胎的气压。
实际应用时,可以多次获得汽车轮胎在不同气压下对应的单位行程的用电量,利用多个用电量训练神经网络,获得训练后的神经网络,由于训练后的神经网络已获取汽车轮胎在不同气压下对应的单位行程的用电量的变化曲线特征,因此,训练后的神经网络可以根据输入用电量的变化曲线特征,获取汽车轮胎的气压。
基于此,当控制器接收到电量检测电路发送的用电量时,将该用电量发送给远程服务器,由远程服务器将用电量输入训练后的神经网络,获取用电量的变化曲线特征,训练后的用电量根据变化曲线特征获取汽车轮胎的气压。
通过上述实施例的方案可以更准确地检测出轮胎的气压,实现利用用电量对电动汽车轮胎气压的智能检测,既可以取代传统的直接式检测方式,还可以在降低成本的同时,提高检测准确率,便于驾驶员可以实时获知汽车轮胎的气压。另外,还可以利用驱动电流获得的电动汽车轮胎气压以及利用频率获得的轮胎气压对利用用电量获得的电动汽车轮胎气压进行校验,进一步提高检测准确率,也使得驾驶员可以实时获知更准确的轮胎气压。
应当理解,在本申请中,“至少一个(项)”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“A和/或B”可以表示:只存在A,只存在B以及同时存在A和B三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,“a和b”,“a和c”,“b和c”,或“a和b和c”,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种利用用电量检测轮胎气压的设备,其特征在于,应用于对电动汽车的轮胎进行气压检测,该设备包括:控制器和电量检测电路;
所述电量检测电路,用于获得所述电动汽车在单位行程的用电量,并将所述用电量发送给所述控制器;
所述控制器,用于由用电量-气压函数获得所述用电量对应的轮胎气压;所述用电量-气压函数预先获得;
还包括:麦克风模块和转速传感器;
所述麦克风模块,用于获得所述轮胎打滑时刻与路面摩擦的打滑声音信号;
所述控制器,用于给电池管理系统发送打滑指令,以使所述电池管理系统输出驱动电流驱动轮胎从静止状态变为打滑状态;
所述转速传感器,用于检测所述电动汽车的轮胎转速,将转速发送给所述控制器;
所述控制器,用于确定转速由0变为非0时刻对应的时间点,该时间点为所述轮胎打滑时刻;所述控制器,用于对所述打滑声音信号进行频谱分析获得所述打滑声音信号的频率,由频率-气压第二函数获得所述打滑声音信号的频率对应的轮胎气压;所述频率-气压第二函数预先获得;将由所述用电量获得的轮胎气压和由所述打滑声音信号的频率获得的轮胎气压做比对进行互相验证;
所述麦克风模块,用于获得轮胎打滑时刻与路面摩擦的打滑声音信号;
所述控制器,用于从所述打滑声音信号中筛选位于所述控制器给所述电池管理系统发送打滑指令时刻至给所述电池管理系统发送停止打滑指令时刻之间的声音片段信号;
所述控制器,还用于对从所述打滑声音信号中筛选的声音片段信号进行频谱分析获得所述声音片段信号的频率,由频率-气压第二函数获得所述声音片段 信号的频率对应的轮胎气压;所述频率-气压第二函数预先获得。
2.根据权利要求1所述的利用用电量检测轮胎气压的设备,其特征在于,所述控制器,预先获得所述用电量-气压函数具体为:
所述控制器,用于分别获得至少两个气压对应的单位行程的用电量,由所述至少两个气压以及分别对应的单位行程的用电量通过曲线拟合获得所述用电量-气压函数。
3.根据权利要求1或2所述的利用用电量检测轮胎气压的设备,其特征在于,该设备还包括:转速传感器和电流检测电路;
所述控制器,用于给电池管理系统发送打滑指令,以使所述电池管理系统输出驱动电流驱动轮胎从静止状态变为打滑状态;
所述转速传感器,用于检测所述电动汽车的轮胎转速,将转速发送给所述控制器;
所述控制器,用于确定转速由0变为非0时刻对应的时间点,该时间点为所述轮胎打滑时刻;
所述电流检测电路,用于检测所述电池管理系统输出的驱动电流,并将检测到的驱动电流发送给所述控制器;
所述控制器,还用于根据所述转速获得轮胎打滑时刻的驱动电流,由驱动电流-气压函数获得所述轮胎打滑时刻的驱动电流对应的轮胎气压;所述驱动电流-气压函数预先获得;将由所述驱动电流获得的轮胎气压和由所述用电量获得的轮胎气压做对比进行互相验证。
4.根据权利要求3所述的利用用电量检测轮胎气压的设备,其特征在于,所述控制器,预先获得所述驱动电流-气压函数具体为:
所述控制器,用于分别获得至少两个气压对应的轮胎打滑时刻的驱动电流,由所述至少两个气压以及分别对应的轮胎打滑时刻的驱动电流通过曲线拟合获得所述驱动电流-气压函数。
5.根据权利要求1或2所述的利用用电量检测轮胎气压的设备,其特征在于,还包括:麦克风模块;
所述麦克风模块,用于获得轮胎与路面摩擦的声音信号;
所述控制器,用于对所述声音信号进行频谱分析获得所述声音信号的频率,由频率-气压第一函数获得所述声音信号的频率对应的轮胎气压;所述频率-气压第一函数预先获得;将由所述用电量获得的轮胎气压和由所述声音信号的频率获得的轮胎气压做对比进行互相验证。
6.根据权利要求1所述的利用用电量检测轮胎气压的设备,其特征在于,还包括:麦克风模块、转速传感器和电流检测电路;
所述控制器,用于给电池管理系统发送打滑指令,以使所述电池管理系统输出驱动电流驱动轮胎从静止状态变为打滑状态;
所述转速传感器,用于检测所述电动汽车的轮胎转速,将转速发送给所述控制器;
所述控制器,用于确定转速由0变为非0时刻对应的时间点,该时间点为所述轮胎打滑时刻;
所述电流检测电路,用于检测所述电池管理系统输出的驱动电流,并将检测到的驱动电流发送给所述控制器;
所述麦克风模块,用于获得所述轮胎打滑时刻与路面摩擦的打滑声音信号;
所述控制器,还用于根据所述转速获得轮胎打滑时刻的驱动电流,由驱动电流-气压函数获得所述轮胎打滑时刻的驱动电流对应的轮胎气压;所述驱动电流-气压函数预先获得;
所述控制器,用于对所述打滑声音信号进行频谱分析获得所述打滑声音信号的频率,由频率-气压第二函数获得所述打滑声音信号的频率对应的轮胎气压;所述频率-气压第二函数预先获得;
将由所述用电量获得的轮胎气压、由所述驱动电流获得的轮胎气压和由所述打滑声音信号的频率获得的轮胎气压中的任意两个做比对进行互相验证。
7.根据权利要求1所述的利用用电量检测轮胎气压的设备,其特征在于,所述麦克风模块,还用于预先获得所述轮胎没有打滑时的背景声音信号;
所述控制器,还用于对所述声音信号进行频谱分析获得所述声音信号的频率之前,从所述声音信号中减去所述背景声音信号。
8.根据权利要求7所述的利用用电量检测轮胎气压的设备,其特征在于,所述预先获得所述轮胎没有打滑时的背景声音信号,具体为:
预先多次获得所述轮胎没有打滑时的背景声音信号,将多次获得的背景声音信号取平均值作为最终背景声音信号;
所述控制器从所述声音信号中减去所述背景声音信号,具体为:
所述控制器从所述声音信号中减去所述最终背景声音信号。
9.根据权利要求1-2任一项所述的利用用电量检测轮胎气压的设备,其特征在于,所述控制器位于电动汽车或位于远程服务器。
10.根据权利要求1-2任一项所述的利用用电量检测轮胎气压的设备,其特征在于,还包括远程服务器;
所述控制器,还用于将所述用电量发送给远程服务器;
所述远程服务器,用于通过神经网络对所述用电量进行分析获得用电量的变化曲线,并根据所述变化曲线获得所述汽车轮胎的气压。
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