基于轮胎扭转高阶频点的汽车胎压监测信号分析

周福强 王少红 兰宁 徐小力

摘要：轮胎气压的盈亏影响了汽车的安全性、经济性和操纵稳定性。胎压监测系统（ TPMS）越来越成为汽车的标准配备。胎压监测系统主要有直接式、间接式和混合式三种。间接式胎压监测系统由于其没有额外的硬件支出、不影响轮胎动平衡特性而具有一定优势。本文分析轮胎扭转高阶频点，得出轮胎扭转高阶频点与胎压变化的相关特征，建立了间接式胎压监测算法，实现了根据单一车辆轮速信号进行轮胎欠压预报，为胎压监测系统的建立提出一种新方法。

关键词：轮胎压力监测系统;轮速信号;扭转频率

中图分类号：U463.34 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（ 2021） 06-0007-05

Analysis of Tire Pressure Monitoring SystemBased on Torsional

High-order Frequency Points

ZHOU Fu-qiang l， WANG Shao-hong l， LAN Ning2， XU Xiao-Iil （ 1.Key Laboratory of Modern Measurement&Control Technology， Ministry of Education，

Beijing Information Science&Technology University， Beijing 100192， China;

2.Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences， Beijing 100083， China）

Abstract： The profit and loss of tire pressure affects the safety， economy and handling stabilityof the vehicle. Tire pressure monitoring system （TPMS） is increasingly becoming the standardequipment for cars. There are three ways to monitor tire pressure： direct， indirect and hybrid. Theindirect tire pressure monitoring system has some advantages because it has no additional hardwareand does not affect the tire dynamic balance characteristics. Based on the torsional high-orderfrequency points， the correlation between torsional high-order frequency pointsand tire pressure isobtained， and an indirect tire pressure monitoring algorithm is established. The prediction of singletire under pressure based on wheel speed signal is realized， which provides a new method for theestablishment of tire pressure monitoring system.

Key Words： Tire Pressure Monitoring System; Wheel Speed Signal; Torsional Frequency

1 引言

隨着经济的发展和人们生活水平的提高，汽车的生产和占有量不断扩大。其在道路交通中引发的各类问题也越来越突出，而轮胎作为车辆唯一接地部位，在整车中占有重要的地位，它影响着车辆的操纵稳定性、舒适性以及安全性等。影响轮胎性能的一个重要因素是轮胎气压。胎压过大，轮胎弹性下降，摩擦系数下降，车辆容易侧滑、颠簸、胎冠磨损加重。胎压不足，行驶阻力增大，燃油消耗增多，轮胎温度升高，胎肩磨损增大，甚至诱发爆胎。保障轮胎气压处于正常范围非常重要。因此，轮胎压力监测系统（ Tire PressureMonitoring System，简称TPMS）对提高行车安全性、降低燃油消耗及减少轮胎磨损等都具有重要意义…，越来越成为汽车的标准配备。

轮胎气压监测系统主要有直接式[2]、间接式[3]和混合式[4]三种。……