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基于频率法的间接式轮胎压力监测系统研究
| 论文题名： | 基于频率法的间接式轮胎压力监测系统研究 |
| 关键词： | 汽车轮胎;间接式胎压监测系统;频率法;霍尔式轮速传感器;轮速信号 |
| 摘要： | 近年来，汽车工业持续高速发展，汽车已经融入到日常生活中的方方面面，给人们带来了极大的便利，促进了世界经济的发展。由于汽车行驶速度越来越高，道路条件越来越复杂，驾乘者开始对汽车的安全性给予了更多的关注，各种主被动安全技术层出不穷。轮胎作为整个车辆与地面唯一的接触部件，是汽车路面附着力的全部来源，也是影响汽车操控稳定性最为重要的环节之一，一旦发生故障，对整车行驶安全性影响极为重大。如何实现对轮胎工作状态进行监测，对轮胎故障提前预警从而减少爆胎的发生在汽车安全研究领域具有重要意义，已经成为业界关注的一个新焦点。 目前各大厂商一般采用胎压监测系统（TPMS）在汽车行驶过程中对胎压进行自动监测。按照监测原理来分类，TPMS主要分为两种：第一种是直接式胎压监测系统，通过在轮胎气门嘴处加装压力传感器，在驾驶室内安装无线射频接收装置，利用无线发射器将轮胎信息发射到接收装置上，能够在汽车静止以及行驶过程中对轮胎温度和压力进行实时监测，对轮胎过高压、欠压以及高温进行报警提示，避免因爆胎引发事故；第二种是间接式胎压监测系统，传统的间接式胎压监测系统通过汽车ABS系统比较各轮胎之间的转速之差，以达到监测胎压的目的。当轮胎压力降低时，整车的质量会使轮胎转动半径发生变化，由于四个轮胎的线速度需保持一致，所以胎压较低轮胎的轮速会较另外正常胎压轮胎的轮速有所升高，从而实现对轮胎压力进行监测。这种方法不需要添加新的硬件，只需在ABS或者ESP系统中对软件进行调整，即可实现胎压监测功能。 本文分析了比较了直接式胎压监测系统和间接式胎压监测系统的优点和不足，在此基础上提出了基于频率法的间接式胎压监测方法，建立了轮胎的物理模型，分析了模型中各参数的影响作用。通过研究霍尔式轮速传感器的结构特性和工作原理，分析了轮速误差来源，并通过递推最小二乘法消除了该误差。针对轮速传感器的非均匀采样问题，通过插值法和对Toeplitz矩阵求逆的方法对轮速信号进行了重构。最后对轮速信号进行频谱分析，采用现代谱估计中的遗忘因子法提取轮胎共振频率，由于轮胎不同压力对应会产生不同的共振频率，利用该原理和估算的共振频率即可对轮胎压力进行监测。 |
| 作者： | 罗锲铭 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 钟绍华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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