CN107031315B - 一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置及控制方法，包括转动底座组、转动支撑外圈组、胎压监测预警装置和锁止系统，所述转动底座组和转动支撑外圈组为两个配合安装并相对滑动/滚动的环形结构，所述锁止系统包括支撑外圈检测装置、胎圈脱落检测装置、锁止机构执行装置，以及与三者相连的信号控制装置，胎压监测预警装置也与信号控制装置相连。本发明所提供的一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置及控制方法，可防止内支撑式安全轮胎泄气后行驶存在的内支撑装置和轮胎之间急剧摩擦生热、磨损，并提高轮胎在胎圈脱落后的续驶性能。

Description

一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置及控制方法，属于安全轮胎技术领域。

背景技术

汽车安全轮胎又称之为泄气保用轮胎或防爆轮胎，在行驶过程中发生爆胎能有效避免车辆高速行驶爆胎失控导致的交通事故。汽车安全轮胎有许多种结构形式，按照结构特征可归结为非充气安全轮胎和充气安全轮胎两种类型。非充气安全轮胎采用形式多样的非充气结构或弹性材料来解决轮胎的防爆、防扎等问题，其中非充气结构弹性特性来替代充气橡胶弹性是需要解决的关键技术问题，也使保障其可替代性的前提。充气安全轮胎是基于原有充气结构的安全轮胎技术，主要类型包括双重内腔型轮胎、自密封型轮胎、自体支撑型轮胎和内支撑式轮胎等。其中内支撑式安全轮胎是一种具有代表性的用于越野车辆的安全轮胎。在正常行驶状态下，轮胎内部安装的支撑体不参与车轮的受力；当轮胎被刺破泄气时，轮胎靠轮胎内部的支撑装置实现车轮的各项功能，保证车辆能继续以一定的车速行驶相当的距离。但是，大多数内支撑式安全轮胎在爆胎或泄气之后，内支撑装置和轮胎之间的摩擦生热、磨损问题十分严重，不适合大负荷、长距离的行驶。

因此，在传统内支撑式安全轮胎结构的基础上，产生了可绕轮辋转动的内支撑装置，在一定程度上解决了轮胎泄气之后内支撑装置和轮胎之间的摩擦生热、磨损的问题。但是此种结构的安全轮胎在行驶一定距离之后，胎侧在大挠曲变形及外力作用下会发生撕裂，造成碾胎和胎圈脱落的问题。此时，由于内支撑装置可绕轮辋转动，安全轮胎会产生打滑现象，影响了安全轮胎的起步、加速、制动等续驶性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置，可防止内支撑式安全轮胎泄气后行驶存在的内支撑装置和轮胎之间急剧摩擦生热、磨损，并提高轮胎在在胎圈脱落后的续驶性能；进一步地，提供一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置的控制方法，可判断安全轮胎的工作状况，根据情况解锁或锁止内支撑装置，以使安全轮胎能够达到良好的续驶性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置，包括转动底座组、转动支撑外圈组、胎压监测预警装置和锁止系统，

所述转动底座组和转动支撑外圈组为两个配合安装并相对滑动/滚动的环形结构，所述环形结构沿圆周等分为至少两个弧形结构，安装时沿轮胎半径方向由内向外依次布置，所述转动底座组固定在轮毂的外圈上，所述转动支撑外圈组可转动地安装在转动底座组的外圈上；

所述锁止系统包括支撑外圈检测装置、胎圈脱落检测装置、锁止机构执行装置，以及与三者相连的信号控制装置，所述胎压监测预警装置也与信号控制装置相连，所述胎压监测预警装置安装在轮胎充气腔内，所述支撑外圈检测装置为安装在支撑外圈组与轮胎内侧之间的压力传感器组件或测距组件，所述胎圈脱落检测装置为布置在胎圈和轮辋之间的位移传感器组件，所述锁止机构执行装置安装在转动底座组和转动支撑外圈组上。

所述转动底座组和转动支撑外圈组通过轨道接触面滑动接触，转动支撑外圈组侧面设置有吊耳，吊耳上有贯穿的连接孔，不同段的转动支撑外圈组之间通过侧面吊耳上的连接孔进行连接。

所述转动支撑外圈组的两侧设有散热孔，外表面有凹槽。

所述转动底座组和转动支撑外圈组相对的面上分别设置有至少一条滚动沟槽，所述滚动沟槽内安装有若干滚动体。

所述滚动体为球形或圆柱形，相邻的所述滚动体通过保持架约束为一个整体。

所述压力传感器组件由至少两个压力传感器构成，可测量支撑外圈和轮胎内侧之间的压力值，所述测距组件由至少两个测距装置构成，可测量支撑外圈和轮胎内侧之间的距离。

所述信号控制装置包括电源模块和控制模块。

所述转动底座组和转动支撑外圈组上设置有锁止安装孔，所述锁止机构执行装置包括至少两个锁止销，所述锁止销布置在锁止安装孔内。

一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置的控制方法，包括以下步骤：

S1，当安全轮胎在正常工况行驶时，胎压监测预警装置实时监测胎压信号，当胎压信号在工作胎压范围内不报警，锁止机构执行装置为锁止状态，即转动支撑外圈组不能绕轮辋转动；当胎压监测预警装置检测到胎压信号不在工作胎压范围内时，执行报警命令；

S2，支撑外圈检测装置检测其承受的压力信号或支撑外圈与轮胎之间的距离信号并传输至信号控制装置，由信号控制装置判定检测信号是否超出设定的解锁动作执行阈值，如未超出设定的阈值，锁止机构执行装置保持锁止状态；如超出设定的阈值，控制信号装置输出解锁信号给锁止机构执行装置执行解锁命令，即转动支撑外圈组可绕轮辋转动；

S3，胎圈脱落检测装置测检测胎圈和轮辋之间的位移信号传给信号控制装置，由信号控制装置判定检测信号是否超出设定的锁止动作执行阈值，如未超出设定的阈值，锁止机构执行装置保持解锁状态；如超出设定的阈值，控制信号装置输出锁止信号给锁止机构执行装置执行锁止命令，即转动支撑外圈组不可转动。

本发明所达到的有益效果：

转动底座组和转动支撑外圈组相互配合，可使转动支撑外圈组的未锁止的情况下绕轮毂转动；胎压监测预警装置、支撑外圈检测装置和胎圈脱落检测装置，实现了对安全轮胎的整个工作状况（包括胎压正常、胎压过低和胎面脱落）的监测，并通过信号控制装置控制锁止机构执行装置的开关，实现了：（1）在胎压正常的情况下转动支撑外圈组锁止；（2）胎压过低的情况下转动支撑外圈组可转动，从而避免了内支撑装置与轮胎内侧相摩擦发热及胎面磨损；（3）胎面脱落情况下，转动支撑外圈组锁止，防止因内支撑装置可转动导致的续驶打滑，保证了安全轮胎在起步、加速、制动等情况下仍然具有较好的续驶性能。

本发明所提供的一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置及控制方法，可防止内支撑式安全轮胎泄气后行驶存在的内支撑装置和轮胎之间急剧摩擦生热、磨损，并提高轮胎在在胎圈脱落后的续驶性能。

附图说明

图1是本发明实施例一汽车安全轮胎的滑转可控内支撑装置的剖面图；

图2是本发明实施例一汽车安全轮胎的滑转可控内支撑装置的左视图；

图3是本发明实施例二汽车安全轮胎的滚转可控内支撑装置的剖面图；

图4是本发明实施例二汽车安全轮胎的滚转可控内支撑装置的左视图；

图5是本发明的信号传递方向示意图；

图6是本发明实施例一汽车安全轮胎的滑转/滚转可控内支撑装置控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

如图1和2所示的一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置，包括转动底座组1、转动支撑外圈组2、胎压监测预警装置4和锁止系统，

所述转动底座组1和转动支撑外圈组2为两个配合安装并相对滑动/滚动的环形结构，所述环形结构沿圆周等分为至少两个弧形结构，安装时沿轮胎半径方向由内向外依次布置，所述转动底座组1通过螺栓15固定在轮毂3的外圈上，所述转动支撑外圈组2可转动地安装在转动底座组1的外圈上；

所述锁止系统包括支撑外圈检测装置5、胎圈脱落检测装置6、锁止机构执行装置，以及与三者相连的信号控制装置7，所述胎压监测预警装置4也与信号控制装置7相连，所述胎压监测预警装置4安装在轮胎充气腔内，所述支撑外圈检测装置5为安装在支撑外圈组与轮胎内侧之间的压力传感器组件，所述胎圈脱落检测装置6为布置在胎圈和轮辋之间的位移传感器组件，所述锁止机构执行装置安装在转动底座组1和转动支撑外圈组2上。

所述转动底座组1和转动支撑外圈组2通过轨道接触面滑动接触，转动支撑外圈组2侧面设置有吊耳8，吊耳8上有贯穿的连接孔9，不同段的转动支撑外圈组2之间通过侧面吊耳8上的连接孔9连接成一个整体。

所述转动支撑外圈组2的两侧设有散热孔10，外表面有凹槽，散热孔10可扩大支撑外圈组的散热面积便于散热，凹槽可在转动支撑外圈组绕轮毂转动时提高与轮胎内侧相互作用的摩擦系数，也可在胎圈脱落后提高安全轮胎与地面的附着性能。

所述压力传感器组件由至少两个压力传感器构成，可测量支撑外圈和轮胎内侧之间的压力值。

所述信号控制装置7包括电源模块和控制模块。

所述转动底座组1和转动支撑外圈组2上设置有锁止安装孔，所述锁止机构执行装置包括至少两个锁止销11，所述锁止销11布置在锁止安装孔内。

如图5和6所示的一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置的控制方法，包括以下步骤：

S1，当安全轮胎在正常工况行驶时，胎压监测预警装置4实时监测胎压信号，当胎压信号在工作胎压范围内不报警，锁止机构执行装置为锁止状态，即转动支撑外圈组2不能绕轮辋转动；当胎压监测预警装置4检测到胎压信号不在工作胎压范围内时，执行报警命令；

S2，支撑外圈检测装置5检测其承受的压力信号或支撑外圈与轮胎之间的距离信号并传输至信号控制装置7，由信号控制装置7判定检测信号是否超出设定的解锁动作执行阈值，如未超出设定的阈值，锁止机构执行装置保持锁止状态；如超出设定的阈值，控制信号装置输出解锁信号给锁止机构执行装置执行解锁命令，即转动支撑外圈组2可绕轮辋转动；

S3，胎圈脱落检测装置6测检测胎圈和轮辋之间的位移信号传给信号控制装置7，由信号控制装置7判定检测信号是否超出设定的锁止动作执行阈值，如未超出设定的阈值，锁止机构执行装置保持解锁状态；如超出设定的阈值，控制信号装置输出锁止信号给锁止机构执行装置执行锁止命令，即转动支撑外圈组2不可转动。

实施例二

如图3和4所示的一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置，包括转动底座组1、转动支撑外圈组2、胎压监测预警装置4和锁止系统，

所述转动底座组1和转动支撑外圈组2为两个配合安装并相对滑动/滚动的环形结构，所述环形结构沿圆周等分为至少两个弧形结构，安装时沿轮胎半径方向由内向外依次布置，所述转动底座组1固定在轮毂3的外圈上，所述转动支撑外圈组2可转动地安装在转动底座组1的外圈上；

所述锁止系统包括支撑外圈检测装置5、胎圈脱落检测装置6、锁止机构执行装置，以及与三者相连的信号控制装置7，所述胎压监测预警装置4也与信号控制装置7相连，所述胎压监测预警装置4安装在轮胎充气腔内，所述支撑外圈检测装置5为安装在支撑外圈组与轮胎内侧之间的测距组件，所述胎圈脱落检测装置6为布置在胎圈和轮辋之间的位移传感器组件，所述锁止机构执行装置安装在转动底座组1和转动支撑外圈组2上。

所述转动底座组1和转动支撑外圈组2相对的面上分别设置有至少一条滚动沟槽，所述滚动沟槽内安装有若干滚动体12。

所述滚动体12为球形或圆柱形，相邻的所述滚动体12通过保持架13约束为一个整体，并使滚动体12之间间距相同。

所述测距组件由至少两个测距装置构成，可测量支撑外圈和轮胎内侧之间的距离。

所述信号控制装置7包括电源模块和控制模块。

所述转动底座组1和转动支撑外圈组2上设置有锁止安装孔，所述锁止机构执行装置包括至少两个锁止销11，所述锁止销11布置在锁止安装孔内。

如图5和6所示的一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置的控制方法，包括以下步骤：

S1，当安全轮胎在正常工况行驶时，胎压监测预警装置4实时监测胎压信号，当胎压信号在工作胎压范围内不报警，锁止机构执行装置为锁止状态，即转动支撑外圈组2不能绕轮辋转动；当胎压监测预警装置4检测到胎压信号不在工作胎压范围内时，执行报警命令；

S2，支撑外圈检测装置5检测其承受的压力信号或支撑外圈与轮胎之间的距离信号并传输至信号控制装置7，由信号控制装置7判定检测信号是否超出设定的解锁动作执行阈值，如未超出设定的阈值，锁止机构执行装置保持锁止状态；如超出设定的阈值，控制信号装置输出解锁信号给锁止机构执行装置执行解锁命令，即转动支撑外圈组2可绕轮辋转动；

S3，胎圈脱落检测装置6测检测胎圈和轮辋之间的位移信号传给信号控制装置7，由信号控制装置7判定检测信号是否超出设定的锁止动作执行阈值，如未超出设定的阈值，锁止机构执行装置保持解锁状态；如超出设定的阈值，控制信号装置输出锁止信号给锁止机构执行装置执行锁止命令，即转动支撑外圈组2不可转动。

本发明所达到的有益效果：

转动底座组1和转动支撑外圈组2相互配合，可使转动支撑外圈组2的未锁止的情况下绕轮毂3转动；胎压监测预警装置4、支撑外圈检测装置5和胎圈脱落检测装置6，实现了对安全轮胎的整个工作状况（包括胎压正常、胎压过低和胎面14脱落）的监测，并通过信号控制装置7控制锁止机构执行装置的开关，实现了：（1）在胎压正常的情况下转动支撑外圈组2锁止；（2）胎压过低的情况下转动支撑外圈组2可转动，从而避免了内支撑装置与轮胎内侧相摩擦发热及胎面14磨损；（3）胎面14脱落情况下，转动支撑外圈组2锁止，防止因内支撑装置可转动导致的续驶打滑，保证了安全轮胎在起步、加速、制动等情况下仍然具有较好的续驶性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置，其特征在于，包括转动底座组、转动支撑外圈组、胎压监测预警装置和锁止系统，

所述转动底座组和转动支撑外圈组为两个配合安装并相对滑动/滚动的环形结构，所述环形结构沿圆周等分为至少两个弧形结构，安装时沿轮胎半径方向由内向外依次布置，所述转动底座组固定在轮毂的外圈上，所述转动支撑外圈组可转动地安装在转动底座组的外圈上；

所述锁止系统包括支撑外圈检测装置、胎圈脱落检测装置、锁止机构执行装置，以及与三者相连的信号控制装置，所述胎压监测预警装置也与信号控制装置相连，所述胎压监测预警装置安装在轮胎充气腔内，所述支撑外圈检测装置为安装在支撑外圈组与轮胎内侧之间的压力传感器组件或测距组件，所述胎圈脱落检测装置为布置在胎圈和轮辋之间的位移传感器组件，所述锁止机构执行装置安装在转动底座组和转动支撑外圈组上。

2.如权利要求1所述的一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置，其特征在于，所述转动底座组和转动支撑外圈组通过轨道接触面滑动接触，转动支撑外圈组侧面设置有吊耳，吊耳上有贯穿的连接孔，不同段的转动支撑外圈组之间通过侧面吊耳上的连接孔进行连接。

3.如权利要求2所述的一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置，其特征在于，所述转动支撑外圈组的两侧设有散热孔，外表面有凹槽。

4.如权利要求1所述的一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置，其特征在于，所述转动底座组和转动支撑外圈组相对的面上分别设置有至少一条滚动沟槽，所述滚动沟槽内安装有若干滚动体。

5.如权利要求4所述的一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置，其特征在于，所述滚动体为球形或圆柱形，相邻的所述滚动体通过保持架约束为一个整体。

6.如权利要求1所述的一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置，其特征在于，所述支撑外圈检测装置为所述压力传感器组件时，所述压力传感器组件由至少两个压力传感器构成，可测量支撑外圈和轮胎内侧之间的压力值，所述支撑外圈检测装置为所述测距组件时，所述测距组件由至少两个测距装置构成，可测量支撑外圈和轮胎内侧之间的距离。

7.如权利要求1所述的一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置，其特征在于，所述信号控制装置包括电源模块和控制模块。

8.如权利要求1所述的一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置，其特征在于，所述转动底座组和转动支撑外圈组上设置有锁止安装孔，所述锁止机构执行装置包括至少两个锁止销，所述锁止销布置在锁止安装孔内。

9.一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，当安全轮胎在正常工况行驶时，胎压监测预警装置实时监测胎压信号，当胎压信号在工作胎压范围内不报警，锁止机构执行装置为锁止状态，即转动支撑外圈组不能绕轮辋转动；当胎压监测预警装置检测到胎压信号不在工作胎压范围内时，执行报警命令；

S2，支撑外圈检测装置检测其承受的压力信号或支撑外圈与轮胎之间的距离信号并传输至信号控制装置，由信号控制装置判定检测信号是否超出设定的解锁动作执行阈值，如未超出设定的阈值，锁止机构执行装置保持锁止状态；如超出设定的阈值，控制信号装置输出解锁信号给锁止机构执行装置执行解锁命令，即转动支撑外圈组可绕轮辋转动；

S3，胎圈脱落检测装置测检测胎圈和轮辋之间的位移信号传给信号控制装置，由信号控制装置判定检测信号是否超出设定的锁止动作执行阈值，如未超出设定的阈值，锁止机构执行装置保持解锁状态；如超出设定的阈值，控制信号装置输出锁止信号给锁止机构执行装置执行锁止命令，即转动支撑外圈组不可转动。