虚拟传感器在车辆轮胎压力测试中的研究
基于上述理论,利用了状态矢量描述车辆滑移状态,式中为纵向刚度,为前、后车轮半径的差。车辆左右侧轮胎的数学模型为
模型表明精确的车轮滑移率是驱动力的一次函数μ加上一个均值白噪声,均值白噪声主要是由于前后车轮半径的不同所造成的。
转速传感器测出各个轮胎上工作转速ω,并从CAN总线上获得发动机传送至各个轮胎上的转矩M,通过计算机对模型求解,可初步获得各个轮胎的滑转率和附着系数。
4虚拟传感器测量车辆轮胎压力的算法
目前,国外对胎压检测的虚拟传感器算法进行了大量研究与开发工程,其中申请的专利有40多个,大多利用了标准车轮转速传感器,主要的方法有:
4.1振动分析算法
利用轮胎橡胶在受到路面冲击时的弹性特性,对车轮转速的频谱进行抽样分析,并去除车辆其它部分引起振动时所导致的扰动。振动分析可通过快速傅里叶变换FFT的检测方法完成。
该方法基本的思路是将轮胎看作一个“弹簧一阻尼”系统。根据轮胎模型和充气压力,最理想的振动频率一般在40-50Hz之间,但也有其他较高或较低的频率。通过对不同轮胎的振动进行研究和筛选,监控其振动的频率,从而得出正常频率的值,同时检测出非正常值。
不管是基于模型或者是FFT方法,在应用振动分析之前,都要对速度的测量进行滤波。运用拟合的最小二乘法,得出一个具.有改善了的干扰比率的速度信号。补偿的速度信号波形清晰地显示出45Hz左右的一种振动模式,如图3所示。
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