基于輪胎縱向剛度估計理論的間接輪胎壓力監(jiān)測技術研究.pdf

1、汽車高速行駛時，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間高速行駛是造成爆胎的最主要原因。實時監(jiān)測輪胎氣壓變化，保持汽車在標準的輪胎氣壓下行駛是防止爆胎的關鍵。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對輪胎氣壓進行實時自動監(jiān)測，對輪胎漏氣和低氣壓進行報警，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，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)汽車動力學理論建立了輪胎縱向剛度與輪胎縱向力的關系，并由此得到輪胎縱向剛度估計的數(shù)學模型，利用該模型，可以只利用輪速信號對輪胎縱向剛度進行估計，從而實現(xiàn)對輪胎氣壓的監(jiān)測。 論文首先對影響輪速計算精度的主要因素進行研究。通過對輪速不同計算方

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

4、加速度估計。不同工況下，由試驗數(shù)據(jù)得到的車速及加速度計算結果與由傳感器直接測得的結果比較說明，車速及加速度的計算結果比較準確，其計算方法應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方法。MATLAB仿真以及由試驗數(shù)據(jù)估計的結果說明，不同輪胎氣壓下，估計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卻沒有明顯差別，不能反映輪胎氣壓的變化情況。