一种电动车胎压监测方法及系统

文档序号:772314 发布日期:2021-04-09 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 一种电动车胎压监测方法及系统 (Tire pressure monitoring method and system for electric vehicle ) 是由 邱鹏 于 2020-12-28 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种电动车胎压监测方法及系统,该方法包括:通过在电动车前轮安装的轮速传感器获得电动车前轮的轮速信号,通过在电动车后轮安装的轮速传感器获得电动车后轮的轮速信号;将所述电动车前轮的轮速信号和电动车后轮的轮速信号传输给处理单元;所述信号处理单元基于频域法和轮速比较法对收到的轮速信号进行处理,判断电动车前后车轮的胎压是否正常。本发明通过频域法和轮速比较法相结合的方式对轮速信号进行处理与标定,监测电动车胎压是否正常,最大限度的在报警前进行反复校对,有效的提高了准确率,降低了误报率。本发明提升了电动车骑行的安全性,减少事故的发生概率,避免在轮胎失压时造成的轮胎磨损加剧和续航里程减少。(The invention discloses a tire pressure monitoring method and a system for an electric vehicle, wherein the method comprises the following steps: the method comprises the steps that a wheel speed signal of a front wheel of the electric vehicle is obtained through a wheel speed sensor arranged on the front wheel of the electric vehicle, and a wheel speed signal of a rear wheel of the electric vehicle is obtained through a wheel speed sensor arranged on the rear wheel of the electric vehicle; transmitting the wheel speed signal of the front wheel of the electric vehicle and the wheel speed signal of the rear wheel of the electric vehicle to a processing unit; the signal processing unit processes the received wheel speed signal based on a frequency domain method and a wheel speed comparison method, and judges whether the tire pressure of front and rear wheels of the electric vehicle is normal or not. The invention processes and calibrates the wheel speed signal by combining a frequency domain method and a wheel speed comparison method, monitors whether the tire pressure of the electric vehicle is normal or not, and repeatedly calibrates the tire pressure before alarming to the maximum extent, thereby effectively improving the accuracy and reducing the false alarm rate. The invention improves the riding safety of the electric vehicle, reduces the occurrence probability of accidents, and avoids tire wear aggravation and endurance mileage reduction caused by tire pressure loss.)

一种电动车胎压监测方法及系统

技术领域

本发明涉及胎压监测技术领域,尤其涉及一种电动车胎压监测方法及系统。

背景技术

电动车是以电池作为能量来源,通过控制器、电机等部件,将电能转化为机械能运动,以控制电流大小改变速度的车辆。车辆在轮胎气压欠压时刹车距离变长,稳定性变差,轮胎磨损加剧,续航里程减少。现有的胎压监测方案有直接式胎压监测和间接式胎压监测两种:一、直接式胎压监测,利用基于英飞凌SP37或类似芯片的内置式或外置式传感器对轮胎压力进行直接监测,但是该方案成本高,在电动车上难以普及。二、间接式胎压监测,利用霍尔式轮速传感器或者磁电式轮速传感器获取轮胎转速,进行前后轮转速对比,判断胎压是否正常,但是该方案精度低,容易误报,用户体验差。

以上问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于通过一种电动车胎压监测方法及系统,来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一种电动车胎压监测方法,该方法包括:

通过在电动车前轮安装的轮速传感器获得电动车前轮的轮速信号,通过在电动车后轮安装的轮速传感器获得电动车后轮的轮速信号;

将所述电动车前轮的轮速信号和电动车后轮的轮速信号传输给处理单元;

所述信号处理单元基于频域法和轮速比较法对收到的轮速信号进行处理,判断电动车前后车轮的胎压是否正常。

特别地,所述基于频率法对轮速信号进行处理,具体包括:首先,将轮胎简化为弹簧-阻尼系统;其次,建立固有频率辨识模型;然后,估算轮胎的固有频率;最后,估计轮胎胎压状态;其中,所述轮胎的固有频率的识别通过频率法实现。

特别地,所述频域法是指将轮速信号由时域信号转换为频域信号的算法,该算法包括但不限于快速傅里叶变换、小波变换、自动回归模型。

特别地,所述频域法还包括:采用MA模型、ARMA模型、PRONY指数模型对于轮速信号进行频域分析。

特别地,基于轮速比较法对收到的轮速信号进行处理,具体包括:首先,通过设定时间内的电动车前轮的轮速信号和电动车后轮的轮速信号的收集,对于电动车前轮和后轮正常胎压情况下的前后车轮轮速进行标定;其次,将收集到的车轮霍尔信号值与标定值进行对比,超出设定的阈值后,即可判断该车轮轮胎欠压。

特别地,所述轮速传感器采用有源或无源式速度传感器,包括但不限于霍尔式轮速传感器、磁电式轮速传感器、光电式轮速传感器、磁阻元件式轮速传感器。

特别地,所述将所述电动车前轮的轮速信号和电动车后轮的轮速信号传输给处理单元中信号的传输方式包括但不限于RS-485总线通讯、CAN总线通讯、Lin总线通讯、RS-232总线通讯、Flexray通讯、蓝牙通讯、Wi-Fi通讯、USB通讯。

特别地,所述信号处理单元包括但不限于电动车仪表内部的单片机、控制器、中控、MCU、ECU。

特别地,所述电动车胎压监测方法还包括:通过开关或电动车仪表对胎压监测功能进行开启与关闭。

基于上述电动车胎压监测方法,本发明还公开了一种电动车胎压监测系统,该系统包括:安装于电动车前轮的轮速传感器、安装于后轮的轮速传感器以及处理单元;所述安装于电动车前轮的轮速传感器用于获取电动车前轮的轮速信号;所述安装于电动车后轮的轮速传感器用于获取电动车后轮的轮速信号;所述处理单元用于基于频域法和轮速比较法对收到的轮速信号进行处理,判断电动车前后车轮的胎压是否正常。

本发明提出的电动车胎压监测方法及系统通过频域法和轮速比较法相结合的方式对轮速信号进行处理与标定,监测电动车胎压是否正常,最大限度的在报警前进行反复校对,有效的提高了准确率,降低了误报率。本发明在电动车胎压低于设定阈值时警示骑乘者,提升电动车骑行的安全性,减少事故的发生概率,避免在轮胎失压时造成的轮胎磨损加剧和续航里程减少。相比于采用胎压监测芯片测量轮胎气压的直接式胎压监测方案,本发明减少了对于国外厂商胎压监测芯片的依赖,极大的降低了成本,增强了胎压监测功能在电动车行业应用的商业价值,推动了电动车行业安全性的进步。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电动车胎压监测方法流程示意图;

图2为本发明实施例提供的电动车胎压正常与异常时的频率-幅值示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容,除非另有定义,本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例,不是旨在于限制本发明。

实施例一

本实施例中电动车胎压监测方法具体包括:

通过在电动车前轮安装的轮速传感器获得电动车前轮的轮速信号,通过在电动车后轮安装的轮速传感器获得电动车后轮的轮速信号。

将所述电动车前轮的轮速信号和电动车后轮的轮速信号传输给处理单元。

所述信号处理单元基于频域法和轮速比较法对收到的轮速信号进行处理,判断电动车前后车轮的胎压是否正常。

具体的,在本实施例中电动车后轮安装的轮速传感器安装在电动车的后轮电机内部,但不局限于此。

具体的,在本实施例中所述基于频率法对轮速信号进行处理,具体包括:首先,将轮胎简化为弹簧-阻尼系统;其次,建立固有频率辨识模型;然后,估算轮胎的固有频率;最后,估计轮胎胎压状态;其中,所述轮胎的固有频率的识别通过频率法实现。需要说明的是,在本实施例中所述频域法是指将轮速信号由时域信号转换为频域信号的算法,该算法包括但不限于快速傅里叶变换、小波变换、自动回归模型,同时在本实施例中也可以采用MA模型、ARMA模型、PRONY指数模型等参数模型谱估计模型对于轮速信号进行频域分析。

具体的,在本实施例中基于轮速比较法对收到的轮速信号进行处理,具体包括:首先,通过设定时间内的电动车前轮的轮速信号和电动车后轮的轮速信号的收集,对于电动车前轮和后轮正常胎压情况下的前后车轮轮速进行标定;其次,基于轮胎欠压时,车轮转速会变快的原理,即当轮胎欠压时,一定时间内的仪表收集到的车轮霍尔信号值会增多,所以,将收集到的车轮霍尔信号值与标定值进行对比,超出设定的阈值后,即可判断该车轮轮胎欠压。

具体的,在本实施例中所述轮速传感器采用有源或无源式速度传感器皆可,包括但不限于霍尔式轮速传感器、磁电式轮速传感器、光电式轮速传感器、磁阻元件式轮速传感器。在具体应用时,所述轮速传感器优选霍尔式轮速传感器。

具体的,在本实施例中所述将所述电动车前轮的轮速信号和电动车后轮的轮速信号传输给处理单元中信号的传输方式包括但不限于RS-485总线通讯、CAN总线通讯、Lin总线通讯、RS-232总线通讯、Flexray通讯、蓝牙通讯、Wi-Fi通讯、USB通讯。

具体的,在本实施例中所述信号处理单元包括但不限于电动车仪表内部的单片机、控制器、中控、MCU、ECU等所有可以处理轮速信号的电动车零部件。在具体应用时,所述信号处理单元优选采用电动车仪表内部的单片机。

具体的,在本实施例中所述电动车胎压监测方法还包括:通过开关或电动车仪表对胎压监测功能进行开启与关闭。具体的,在本实施例中当电动车仪表提示电动车胎压异常时,可通过扬声器进行报警提示骑乘者,让骑乘者及时进行处理。

具体应用时,如图1所示,图1为本发明实施例提供的电动车胎压监测方法流程示意图,图中算法一指基于频率法对轮速信号进行处理的方法,算法二指基于轮速比较法对收到的轮速信号进行处理的方法,本发明基于算法融合的原理,即综合算法一与算法二对于车轮的霍尔信号值进行处理,互相校对,减少了误报的概率,提高准确率。如图2所示,图2为本发明实施例提供的电动车胎压正常与异常时的频率-幅值示意图。

实施例二

本实施例公开了一种应用上述实施例一提供的电动车胎压监测方法的电动车胎压监测系统,该系统包括:安装于电动车前轮的轮速传感器、安装于后轮的轮速传感器以及处理单元;所述安装于电动车前轮的轮速传感器用于获取电动车前轮的轮速信号;所述安装于电动车后轮的轮速传感器用于获取电动车后轮的轮速信号;所述处理单元用于基于频域法和轮速比较法对收到的轮速信号进行处理,判断电动车前后车轮的胎压是否正常。

具体的,在本实施例中电动车后轮安装的轮速传感器安装在电动车的后轮电机内部,但不局限于此。具体的,在本实施例中处理单元基于频率法对轮速信号进行处理,具体包括:首先,将轮胎简化为弹簧-阻尼系统;其次,建立固有频率辨识模型;然后,估算轮胎的固有频率;最后,估计轮胎胎压状态;其中,所述轮胎的固有频率的识别通过频率法实现。需要说明的是,在本实施例中所述频域法是指将轮速信号由时域信号转换为频域信号的算法,该算法包括但不限于快速傅里叶变换、小波变换、自动回归模型,同时在本实施例中也可以采用MA模型、ARMA模型、PRONY指数模型等参数模型谱估计模型对于轮速信号进行频域分析。

具体的,在本实施例中处理单元基于轮速比较法对收到的轮速信号进行处理,具体包括:首先,通过设定时间内的电动车前轮的轮速信号和电动车后轮的轮速信号的收集,对于电动车前轮和后轮正常胎压情况下的前后车轮轮速进行标定;其次,基于轮胎欠压时,车轮转速会变快的原理,即当轮胎欠压时,一定时间内的仪表收集到的车轮霍尔信号值会增多,所以,将收集到的车轮霍尔信号值与标定值进行对比,超出设定的阈值后,即可判断该车轮轮胎欠压。

具体的,在本实施例中所述轮速传感器采用有源或无源式速度传感器皆可,包括但不限于霍尔式轮速传感器、磁电式轮速传感器、光电式轮速传感器、磁阻元件式轮速传感器。在具体应用时,所述轮速传感器优选霍尔式轮速传感器。

具体的,在本实施例中将所述电动车前轮的轮速信号和电动车后轮的轮速信号传输给处理单元中信号的传输方式包括但不限于RS-485总线通讯、CAN总线通讯、Lin总线通讯、RS-232总线通讯、Flexray通讯、蓝牙通讯、Wi-Fi通讯、USB通讯。具体的,在本实施例中所述信号处理单元包括但不限于电动车仪表内部的单片机、控制器、中控、MCU、ECU等所有可以处理轮速信号的电动车零部件。在具体应用时,所述信号处理单元优选采用电动车仪表内部的单片机。

具体的,在本实施例中该系统可以通过开关或电动车仪表对胎压监测功能进行开启与关闭。具体的,在本实施例中当电动车仪表提示电动车胎压异常时,可通过扬声器进行报警提示骑乘者,让骑乘者及时进行处理。

本发明的技术方案通过频域法和轮速比较法相结合的方式对轮速信号进行处理与标定,监测电动车胎压是否正常,最大限度的在报警前进行反复校对,有效的提高了准确率,降低了误报率。本发明在电动车胎压低于设定阈值时警示骑乘者,提升电动车骑行的安全性,减少事故的发生概率,避免在轮胎失压时造成的轮胎磨损加剧和续航里程减少。相比于采用胎压监测芯片测量轮胎气压的直接式胎压监测方案,本发明减少了对于国外厂商胎压监测芯片的依赖,极大的降低了成本,增强了胎压监测功能在电动车行业应用的商业价值,推动了电动车行业安全性的进步。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

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