压电胎压轮速监测系统及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种胎压轮速检测，尤其是一种基于压电材料的汽车轮速和胎压检测系统及检测方法。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，汽车装备了越来越先进的监测设备来提高驾驶员的舒适性和安全性。胎压的变化对汽车安全行驶具有重大影响，是一项重要的主动安全技术，TPMS (胎压监测系统)在欧美等发到国家都出台了许多强制性法规，而市场上的TPMS均采用独立的电池供电，而轮胎的使用环境比较恶劣，对其寿命造成影响，同时无法监测轮速的变化。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种压电胎压轮速监测系统及检测方法，以通过轮胎压电检测组件独立发电的特点，实现了胎压和轮速数据检测。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种压电胎压轮速监测系统，包括:轮胎压电检测组件，以及与该轮胎压电发电组件相连的信号发射装置；
[0005]所述信号发射装置适于将压电信号发送至上位机；
[0006]所述上位机适于根据压电信号获得轮胎测试参数。
[0007]进一步，所述轮胎压电检测组件包括:若干个紧密粘贴于外胎内壁的U型压电片，且各U型压电片围绕轮心，呈周向均匀分布；
[0008]所述信号发射装置与各U型压电片相连，以获得各U型压电片的平均压电电流信号，并将平均压电电流信号发送至上位机。
[0009]进一步，所述信号发射装置的输入端连接有一储能电路，所述储能电路适于存储各U型压电片的输出压电电流，且信号发射装置适于检测储能电路中电容电压以获得各U型压电片的平均压电电流信号。
[0010]进一步，所述压电信号为平均压电电流信号，且平均压电电流信号呈正弦函数分布；
[0011]所述上位机适于根据压电信号获得轮胎测试参数，即
[0012]建立轮胎特性数据库，取各胎压值，绘制平均压电电流的幅度与胎压的特征曲线，即平均压电电流的幅度与胎压呈反向比例关系；取各轮速值，绘制平均压电电流的幅度与轮速的特征曲线，即平均压电电流的变化频率与轮速呈正向比例关系；
[0013]在实测时，所述上位机根据轮胎特性数据库通过平均压电电流的幅度判断胎压，以及通过平均压电电流的变化频率判断轮速。
[0014]进一步，所述信号发射装置通过无线通讯方式将平均压电电流信号调制成无线信号发送至上位机；
[0015]所述上位机内设有无线信号接收处理模块；
[0016]所述无线信号接收处理模块适于将接收的无线信号解调成平均压电电流信号。
[0017]又一方面，本发明还提供了一种压电胎压轮速监测方法，包括如下步骤:
[0018]步骤S1，通过轮胎压电检测组件获得轮胎的压电信号；
[0019]步骤S2，根据压电信号获得轮胎测试参数。
[0020]进一步，所述轮胎压电检测组件包括:若干个紧密粘贴于外胎内壁的U型压电片，且各U型压电片围绕轮心，呈周向均匀分布；
[0021]所述步骤S1中通过轮胎压电检测组件获得轮胎的压电信号的方法包括:
[0022]通过信号发射装置与各U型压电片相连，以获得各U型压电片的平均压电电流信号，并将平均压电电流信号发送至上位机。
[0023]进一步，所述步骤S2中根据压电信号获得轮胎测试参数，即通过上位机根据压电信号获得轮胎测试参数；其中
[0024]所述压电信号为平均压电电流信号，且平均压电电流信号呈正弦函数分布；
[0025]所述通过上位机根据压电信号获得轮胎测试参数的方法包括:
[0026]建立轮胎特性数据库，在实测时，所述上位机根据轮胎特性数据库通过平均压电电流的幅度判断胎压，以及通过平均压电电流的变化频率判断轮速。
[0027]进一步，建立轮胎特性数据库的方法包括:
[0028]取各胎压值，绘制平均压电电流的幅度与胎压的特征曲线，即平均压电电流的幅度与胎压呈反向比例关系；
[0029]取各轮速值，绘制平均压电电流的幅度与轮速的特征曲线，即平均压电电流的变化频率与轮速呈正向比例关系；
[0030]并根据上述特征曲线建立轮胎数据库。
[0031]本发明的有益效果是，本发明的压电胎压轮速监测系统中的轮胎压电检测组件可以独立发电，同时根据发电电流波动分析轮速胎压的变化情况，简单可好，适合对轮胎测试数据建模，提高轮胎测试效率，能有效的获得胎压和轮速数据，对判断轮胎质量起到了重要的参考作用，是一种独立且功能强大的汽车主动安全技术。
【附图说明】
[0032]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0033]图1是压电胎压轮速监测系统的原理框图；
[0034]图2是本发明的轮胎压电发电与发射系统结构示意图；
[0035]图3是U型压电片在车轮内壁的放置情况；
[0036]图4是平均压电电流信号的正弦函数形态；
[0037]图5是平均压电电流的幅值与胎压之间的特征曲线；
[0038]图6是平均压电电流的频率与轮速之间的特征曲线。
[0039]图中:外胎1、U型压电片2、轮辋3、导线4、信号发射装置5、轮辐6。
【具体实施方式】
[0040]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0041]实施例1
[0042]如图1所示，本发明的一种压电胎压轮速监测系统，包括:轮胎压电检测组件，以及与该轮胎压电发电组件相连的信号发射装置5 ;所述信号发射装置5适于将压电信号发送至上位机；所述上位机适于根据压电信号获得轮胎测试参数。
[0043]如图2和图3所示，所述轮胎压电检测组件包括:若干个紧密粘贴于外胎1内壁的U型压电片2，且各U型压电片2围绕轮心，呈周向均匀分布；所述信号发射装置5与各U型压电片2相连，以获得各U型压电片2的平均压电电流信号，并将平均压电电流信号发送至上位机。
[0044]所述信号发射装置5安装在轮辋3上。
[0045]所述U型压电片2适于在轮胎滚动过程中受到不断的压缩变形产生压电电流。
[0046]所述信号发射装置5的输入端连接有一储能电路，所述储能电路适于存储各U型压电片的输出压电电流，且信号发射装置适于检测储能电路中电容电压以获得各U型压电片2的平均压电电流信号。其中，所述储能电容例如但限于采用一 RC并联电路，且通过电阻将电流转换为电压通过电容进行存储。
[0047]如图4所示，所述压电信号为平均压电电流信号，且平均压电电流信号呈正弦函数分布。
[0048]如图5和图6所示，所述上位机适于根据压电信号获得轮胎测试参数，即