基于輪胎縱向剛度估計(jì)理論的間接輪胎壓力監(jiān)測技術(shù)研究.pdf

1、汽車高速行駛時(shí)，爆胎是引起惡性交通事故的主要原因之一。輪胎在非正常氣壓下，尤其是低氣壓下長時(shí)間高速行駛是造成爆胎的最主要原因。實(shí)時(shí)監(jiān)測輪胎氣壓變化，保持汽車在標(biāo)準(zhǔn)的輪胎氣壓下行駛是防止爆胎的關(guān)鍵。汽車輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)的主要作用就是在汽車行駛時(shí)對輪胎氣壓進(jìn)行實(shí)時(shí)自動監(jiān)測，對輪胎漏氣和低氣壓進(jìn)行報(bào)警，以保證駕車者、乘車人的生命安全。針對目前TPMS市場和研究存在的問題，本文以驅(qū)動輪胎的縱向剛度為研究對象對間接輪胎氣壓監(jiān)測方法進(jìn)行

2、研究。 研究工作從輪胎剛度的概念著手，提出了通過輪胎縱向剛度監(jiān)測輪胎氣壓變化的思想，分析了用于輪胎性能研究的輪胎模型；以此為基礎(chǔ)，基于刷子輪胎模型分析了輪胎氣壓對輪胎縱向剛度的影響。根據(jù)汽車動力學(xué)理論建立了輪胎縱向剛度與輪胎縱向力的關(guān)系，并由此得到輪胎縱向剛度估計(jì)的數(shù)學(xué)模型，利用該模型，可以只利用輪速信號對輪胎縱向剛度進(jìn)行估計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對輪胎氣壓的監(jiān)測。 論文首先對影響輪速計(jì)算精度的主要因素進(jìn)行研究。通過對輪速不同計(jì)算方

3、法的比較分析，確定對于量化誤差采用自適應(yīng)方法進(jìn)行處理。在此基礎(chǔ)上，研究了利用輪速信號計(jì)算汽車參考車速及行駛加速度的方法，根據(jù)自適應(yīng)非線性濾波器的理論，研究了利用輪速信號計(jì)算汽車行駛車速的自適應(yīng)非線性濾波器法。汽車行駛加速度則采用基于輪胎縱向力估計(jì)的方法，通過建立輪胎縱向力估計(jì)的狀態(tài)方程，研究狀態(tài)方程輸入估計(jì)方法；設(shè)計(jì)了用于汽車行駛加速度估計(jì)的最優(yōu)微分濾波器，并對其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化特性進(jìn)行分析驗(yàn)證，確定最優(yōu)微分濾波器的求解方法，并應(yīng)用于汽車行駛

4、加速度估計(jì)。不同工況下，由試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的車速及加速度計(jì)算結(jié)果與由傳感器直接測得的結(jié)果比較說明，車速及加速度的計(jì)算結(jié)果比較準(zhǔn)確，其計(jì)算方法應(yīng)用于本文的研究是可行的。 根據(jù)系統(tǒng)辨識理論，研究基于模式搜索的輪胎縱向剛度估計(jì)方法。MATLAB仿真以及由試驗(yàn)數(shù)據(jù)估計(jì)的結(jié)果說明，不同輪胎氣壓下，估計(jì)的輪胎的縱向剛度之間有較大的差別，可以監(jiān)測輪胎氣壓的變化；而同一條件下對輪胎滾動半徑的估計(jì)卻沒有明顯差別，不能反映輪胎氣壓的變化情況。