CN108290466B - 控制和调节轮胎的压力的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制和调节轮胎特别是用于农业用途的轮胎的压力的方法和装置，该方法和装置易于确保轮胎的轮迹适应于施加至轮胎的负载的变化，该方法包括以下步骤：‑测量轮胎的压力，‑测量轮胎的轮迹或挠曲，‑依据所述最佳压力值来确定轮迹或挠曲的计算值，所述轮迹或挠曲的计算值通过压力值、轮迹值或挠曲值以及所施加负载的值的基于实验数据的相关性来确定，如果所述轮迹或挠曲的计算值分别不同于所述轮迹或挠曲的测量值，则：‑改变轮胎的压力，以减小所述压力的测量值与所述最佳压力值之间的差值。

Description

控制和调节轮胎的压力的方法和装置
技术领域
本发明涉及控制和调节轮胎的压力的方法。
特别地(particolar)，本发明涉及用于农业用途的轮胎的领域，但也可以用在需要控制轮胎的压力并且其中需要根据用途调整压力的所有应用中。
背景技术
众所周知，用于农业应用的轮胎具有的最为普及的目标之一是在田间和道路上实现良好的性能，这与需要具有适当的充气压力值相关。
在于高负载和时变负载下运作的农业机器上使用轮胎的情况下，这比以往更加有必要。
参考具有较大尺寸的机器(收割机、喷淋器、撒播机、拖车和拖拉机)，明显的是，具有较大尺寸的机器经受装载和卸载的循环，并因此在轮胎上分布(divide，分摊)下述力，该力在机器被卸货(discharge，卸载)情况下的最小值(Lmin)到最高达在机器满载时的最大值(Lmax)之间进行变化。通过更改所施加的力并处于恒定的压力下，轮胎的形状被更改，随着负载的增加而呈现越来越平坦的轮廓。轮胎的轮廓的变化还涉及轮胎在地面上的轮迹(footprint，轮印)——也称为轮印——的变化以及因此轮胎在地面上的附着的变化。
发明内容
在此上下文中包括根据本发明的方案，其目的在于确保调整轮胎的压力的可能性，特别是用于农业机器的轮胎的压力，通过适当地更改内部压力，以达到使轮迹适应于负载的变化的目的。
为此目的，根据本发明提出了一种控制和调节轮胎的压力的方法和装置，特别是控制和调整用于农业用途的轮胎的压力，目的是当施加至轮胎的负载变化时通过更改内部压力来调适轮迹，这一目的是通过校准轮胎本身的轮迹或使轮胎在负载下变平来实现。该目的是通过与电子系统相结合的一系列计量器根据温度控制轮迹或挠曲(deflection，变形量，偏斜)以及调整压力来实现的，该电子系统根据所进行的测量从而作用于压缩机或释放阀。
因此，本发明的目的是提供一种控制和调节轮胎的压力的方法和装置，特别是控制和调节用于农业用途的轮胎的压力，该方法和装置允许不超出根据现有技术的控制系统的限制并且获得之前描述的技术结果。
本发明的另一目的在于，控制和调节轮胎的压力的所述方法和所述装置可以关于生产成本和关于运作成本两者以基本上有限的成本来实施。
本发明的另一目的是提出一种控制和调节轮胎的压力的方法和装置，特别是控制和调节用于农业用途的轮胎的压力，该方法和装置简单、安全且可靠。
因此，本发明的第一个目的是控制和调节轮胎的压力的方法，特别是控制和调节用于农业用途的轮胎的压力，该方法易于确保轮胎的轮迹适应于施加至轮胎的负载的变化，其特征在于，该方法包括以下步骤：
-测量轮胎的压力，
-测量轮胎的轮迹或挠曲，
-确定施加到所述轮胎的负载的计算值，所施加负载的所述计算值依据所述轮迹或挠曲的测量值和所述压力的测量值，通过压力值、轮迹值或挠曲值以及所施加负载的值的基于实验数据的相关性来确定，
-确定与所施加负载的所述计算值对应的最佳压力值，所述最佳压力值通过所述轮胎的特征表来确定，
-依据所述最佳压力值确定轮迹或挠曲的计算值，所述轮迹或挠曲的计算值通过压力值、轮迹值或挠曲值以及所施加负载的值的基于实验数据的相关性来确定，
如果所述轮迹或挠曲的计算值分别不同于所述轮迹或挠曲的测量值，则：
-改变轮胎的压力，以减小所述压力的测量值与所述最佳压力值之间的差值，
重复该方法的步骤，直到所述轮迹或挠曲的测量值达到所述轮迹或挠曲的计算值。
优选地，根据本发明，所述方法另外包括测量温度的步骤，所测量的温度值有助于确定轮迹值或挠曲值、压力值以及负载值之间的相关性。
此外，本发明的第二个目的是控制和调节轮胎的压力的装置，特别是控制和调节用于农业用途的轮胎的压力，该装置易于确保轮胎的轮迹适应于施加至轮胎的负载的变化。该装置包括：轮胎的压力计量器和轮迹计量器或挠曲计量器；电子管理系统，该电子管理系统在输入端连接到所述压力计量器和所述挠曲计量器或轮迹计量器；由所述电子管理系统致动的压缩机；由所述电子管理系统致动的释放和安全阀；以及供电系统，所述电子管理系统被配置为：
-依据所述轮迹或挠曲的测量值以及所述压力的测量值，通过压力值、轮迹值或挠曲值以及所施加负载的值的基于实验数据的相关性，连续地确定所述轮胎上所施加负载的值，
-确定与所施加负载的所述计算值对应的最佳压力值，所述最佳压力值通过所述轮胎的特征表来确定，
-依据所述最佳压力值确定轮迹或挠曲的计算值，所述轮迹或挠曲的计算值通过压力值、轮迹值或挠曲值以及所施加负载的值的基于实验数据的相关性来确定，以及
如果所述轮迹或挠曲的计算值分别不同于所述轮迹或挠曲的测量值，则：
-改变轮胎的压力，以减小所述压力的测量值与所述最佳压力值之间的差值，
重复该方法的步骤，直到当所述轮迹或挠曲的测量值达到所述轮迹或挠曲的计算值时。
优选地，根据本发明，所述轮迹计量器包括：
-加速计，或
-具有能够根据变形变化的电阻的聚合材料。
优选地，根据本发明，所述控制和调节轮胎的压力的装置特别地包括以下挠曲测量仪器中的一种：
-伸长计量器
-激光系统
-红外系统。
优选地，根据本发明，所述控制和调节轮胎的压力的装置另外包括温度计量器。
此外，根据本发明，所述供电系统可以包括与车轮的轮毂一体化的电池，或者可以易于直接从安装有所述轮胎的车辆得到能量。
此外，根据本发明，所述供电系统可以设置有一对集电器(collector，收集器)，一个集电器用于负极并且一个集电器用于正极，该对集电器通过滑动接触与所需要的多个电刷连接，以确保该装置的运作，该电刷又电连接到车辆，或者该供电系统设置有三相电机，该三相电机包括定子和转子，该三相电机又电连接到车辆。
最后，根据本发明的控制和调节轮胎的压力的装置有利地应用于在随时间变化的重负载下使用的农业机器，诸如收割机、喷淋器、撒播机和拖车。
显然，本发明的方法和装置的有效性允许通过控制参数来使轮胎在地面上的轮迹适应于所施加负载的变化，该参数可以通过简单且便宜的检测器来测量。
附图说明
为了说明而非限制性的目的，现在将根据本发明的优选实施方式，特别是参考附图来描述本发明，其中：
-图1示出了集成有根据本发明的控制和调节轮胎的压力的方法的车轮的径向截面图；
-图2示出了依据负载的增加控制和调节压力的周期；
-图3示出了依据负载的下降控制和调节压力的周期；
-图4示出了根据本发明实施方式的轮胎的轮辋和对应的集电器；以及
-图5示出了收割机的典型的装载和卸载周期的代表性图。
具体实施方式
参考附图，根据本发明的优选实施方式的控制和调节轮胎的压力的装置由附图标记10表示并且被示出为应用在车轮20上，该车轮基本上由轮辋21和轮胎22构成，在轮胎内部限定了空气腔23。
根据本发明的控制和调节轮胎的压力的装置包括：轮胎22的压力计量器11、挠曲计量器12(或者可替代地为轮迹计量器)、温度计量器13、电子管理系统14、压缩机15和供电系统16。另外，根据本发明的控制和调节轮胎的压力的装置包括释放和安全阀17。供电系统16可以由与车轮的轮毂一体化的电池构成，或者参考图4通过示例而非限制的方式所示的，供电系统可以直接从安装有所述轮胎的车辆获取能量，例如通过一对集电器18，一个集电器用于负极并且一个集电器用于正极，该对集电器通过滑动接触与所需的多个电刷19连接，以确保整个装置的运作，该电刷又电连接到车辆发动机。
鉴于根据本发明的控制和调节轮胎的压力的装置的架构，考虑到负载在工作周期期间频繁且高度的可变性以及负载在轮辋内可能的分布这两者，该装置的架构特别适用于收割机(和收割机/喷淋器)。
下面参考图2和图3描述根据本发明的控制和调节轮胎的压力的方法和装置的运作，图2和图3示出了两幅图，其中横坐标轴示出了轮胎的挠曲且纵坐标轴示出了负载情况。两条曲线p1和p2分别示出了在两个恒定压力值p1和p2下挠曲与负载情况之间的关系。通过参考挠曲的测量来详细地说明根据本发明的控制和调节轮胎的压力的方法和装置的运作，但在所测量的参数是轮胎轮迹的情况下可以做出完全相似的推理。
特别地，参考图2，从初始负载情况L1开始，压力和挠曲分别为p1和d1。通过将负载增加到L2，这两个变量分别增加到p1'和d1'。调节装置因此致动压缩机，该压缩机能够将压力增加到p2，以便获得合适的挠曲值。待施加的Δp可以从在覆盖物上进行的实验测试得知，该实验测试与L、p和d相关。
在负载减少的情况下该方法类似，其中压力减小而不是增加，如参考图3所示的。
通过示例，图5表示收割机的装载和卸载的典型周期。
出于示例而非限制的目的，根据本发明的优选实施方式描述了本发明，但是应该理解，本领域技术人员可以在不脱离如所附权利要求限定的相关保护范围的情况下作出变化和/或修改。

Claims (14)

1.一种控制和调节轮胎的压力的方法，所述方法易于确保轮胎的轮迹适应于施加至所述轮胎的负载的变化，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
-测量所述轮胎的压力，
-测量所述轮胎的轮迹或挠曲，
-确定施加到所述轮胎的负载的计算值，所施加负载的所述计算值依据所述轮迹或挠曲的测量值和所述压力的测量值，通过压力值、轮迹值或挠曲值以及所施加负载的值的基于实验数据的相关性来确定，
-确定与所施加负载的所述计算值对应的最佳压力值，所述最佳压力值通过所述轮胎的特征表来确定，
-依据所述最佳压力值确定轮迹或挠曲的计算值，所述轮迹或挠曲的计算值通过压力值、轮迹值或挠曲值以及所施加负载的值的基于实验数据的相关性来确定，
如果所述轮迹或挠曲的计算值分别不同于所述轮迹或挠曲的测量值，则：
-改变所述轮胎的压力，以减小所述压力的测量值与所述最佳压力值之间的差值，
重复所述方法的步骤，直到所述轮迹或挠曲的测量值达到所述轮迹或挠曲的计算值。
2.根据权利要求1所述的控制和调节轮胎的压力的方法，其特征在于，所述方法用于控制和调节用于农业用途的轮胎的压力。
3.根据权利要求1或2所述的控制和调节轮胎的压力的方法，其特征在于，所述方法另外包括测量温度的步骤，所测量的温度值有助于确定轮迹值或挠曲值、压力值以及负载值之间的相关性。
4.一种控制和调节轮胎(22)的压力的装置(10)，所述装置易于确保所述轮胎的轮迹适应于施加至所述轮胎的负载的变化，所述装置包括：轮胎(22)的压力计量器(11)和轮迹计量器或挠曲计量器(12)；电子管理系统(14)，所述电子管理系统在输入端连接到所述压力计量器(11)和所述轮迹计量器或挠曲计量器(12)；由所述电子管理系统(14)致动的压缩机(15)；由所述电子管理系统(14)致动的释放和安全阀(17)；以及供电系统(16)，其特征在于，所述电子管理系统(14)被配置为：
-依据所述轮迹或挠曲的测量值以及所述压力的测量值，通过压力值、轮迹值或挠曲值以及所施加负载的值的基于实验数据的相关性，连续地确定所述轮胎(22)上所施加负载的计算值，
-确定与所施加负载的所述计算值对应的最佳压力值，所述最佳压力值通过所述轮胎的特征表来确定，
-依据所述最佳压力值确定轮迹或挠曲的计算值，所述轮迹或挠曲的计算值通过压力值、轮迹值或挠曲值以及所施加负载的值的基于实验数据的相关性来确定，以及
如果所述轮迹或挠曲的计算值分别不同于所述轮迹或挠曲的测量值，则：
-改变所述轮胎的压力，以减小所述压力的测量值与所述最佳压力值之间的差值，
重复方法的步骤，直到当所述轮迹或挠曲的测量值达到所述轮迹或挠曲的计算值时。
5.根据权利要求4所述的控制和调节轮胎(22)的压力的装置(10)，其特征在于，所述装置用于控制和调节用于农业用途的轮胎的压力。
6.根据权利要求4所述的控制和调节轮胎(22)的压力的装置(10)，其特征在于，所述轮迹计量器包括：
-加速计，或
-具有能够根据变形变化的电阻的聚合材料。
7.根据权利要求4所述的控制和调节轮胎(22)的压力的装置(10)，其特征在于，所述挠曲计量器包括：
-伸长计量器，或
-激光系统，或
-红外系统。
8.根据权利要求4所述的控制和调节轮胎(22)的压力的装置(10)，其特征在于，所述装置另外包括温度计量器(13)。
9.根据权利要求4所述的控制和调节轮胎(22)的压力的装置(10)，其特征在于，所述供电系统(16)包括与安装有所述轮胎的车辆的车轮的轮毂一体化的电池。
10.根据权利要求4所述的控制和调节轮胎(22)的压力的装置(10)，其特征在于，所述供电系统(16)易于直接从安装有所述轮胎的车辆得到能量。
11.根据权利要求10所述的控制和调节轮胎(22)的压力的装置(10)，其特征在于，所述供电系统(16)设置有一对集电器(18)，一个集电器用于负极并且一个集电器用于正极，所述一对集电器通过滑动接触与所需的多个电刷(19)连接，以确保整个所述装置(10)的运作，所述电刷又电连接到车辆发动机。
12.根据权利要求10所述的控制和调节轮胎(22)的压力的装置(10)，其特征在于，所述供电系统设置有三相电机，所述三相电机包括定子和转子，所述三相电机又电连接到所述车辆。
13.根据权利要求4至12中任一项所述的控制和调节轮胎(22)的压力的装置(10)，其特征在于，所述装置应用于在随时间变化的重负载下使用的农业机器。
14.根据权利要求13所述的控制和调节轮胎(22)的压力的装置(10)，其特征在于，所述农业机器为收割机、喷淋器、撒播机或拖车。
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