CN108638763A - 一种防汽车高温爆胎失稳调节装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防汽车高温爆胎失稳调节装置及方法，属于汽车安全的电子控制系统领域，本发明的装置包括传感器模块、电子控制单元、汽车状态调节装置、报警灯，通过本发明装置间电信号交换信息，快速反应改变汽车行驶状态从而改变轮胎气压；能够保持原有的驾驶员的转向动作并且降低车速，避免由于胎压过大导致驾驶员错误操作失去稳定性，同时车速的改变幅度较小，保障了行驶的安全性。本发明还公开了调节方法，该方法可在汽车高温下行驶时对胎压进行实时监测，并且根据行驶环境改变汽车的行驶姿态从而控制汽车胎压，防止汽车发生爆胎失去稳定。

Description

一种防汽车高温爆胎失稳调节装置及方法

技术领域

本发明涉及汽车安全的电子控制系统领域，具体是一种防汽车高温爆胎失稳调节装置及方法。

背景技术

当汽车在高温环境下行驶时，由于路面温度的影响，汽车轮胎的气压容易上升，当上升的幅度较小时，对汽车的行驶安全的影响较小，当轮胎气压过大时，容易引起爆胎事故，而当汽车以一定速度行驶时，发生爆胎事故会让汽车失去稳定性，驾驶员在这种情况下难以对汽车状态进行调整，发生事故的概率增大。

为了解决上述爆胎事故问题，针对国内现有研究基础，奇瑞汽车股份有限公司提出了一种汽车前轮爆胎防跑偏装置及其控制方法（授权号CN102009572A），包括安装于车内的控制器和安装于汽车两侧前轮轮胎内的胎压传感器、爆破装置在一侧轮胎发生爆胎时，利用爆炸装置迅速主动破坏另一侧未爆胎的轮胎,泄掉该轮胎内的气体,使得两侧前轮的半径再次趋于相同,但此装置在另一侧轮胎爆破时需要一定的泄压时间，在时间差范围内容易引起事故。

洛阳炼化宏利化工有限公司的张更生发明了一种车辆轮胎防爆胎气压自动平衡装置（授权号CN102865394A），包括座筒、三通管与气门嘴，在高速行驶时当胎压过大时通过此泄压装置将多余的气压泄掉，达到防爆胎的效果，但是当汽车在高速行驶时，轮胎胎压改变会导致轮胎的行驶姿态改变，当汽车在高速行驶时，这会对汽车整体的行驶状态造成很大的影响，容易引起汽车发生事故。

武汉科技大学的何飞龙发明了一种防爆胎爆胎系统（授权号CN205930060U），包括轮胎机构、制冷制热构件及信号控制单元，控制单元与所述制冷制热构件相连接,以供控制制冷制热功能的启停及两个制冷制热转换部件的制冷或制热功能转换，该装置通过构件实现轮胎气压的可控，但该装置耗能较高，且改变了轮胎结构影响了汽车的行驶稳定性。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，公开了一种防汽车高温爆胎失稳调节装置及方法，通过传感器模块、电子控制单元、汽车状态调节装置对汽车高温下行驶时对胎压进行实时监测，并且根据行驶环境改变汽车的行驶姿态从而控制汽车胎压，防止汽车发生爆胎失去稳定。

本发明是这样实现的：

一种防汽车高温爆胎失稳调节装置，包括传感器模块、电子控制单元、汽车状态调节装置、报警灯；传感器模块顺序连接电子控制单元、报警灯；电子控制单元还连接有汽车状态调节装置。汽车状态调节装置接收电子控制单元（ECU）的信号。传感器模块包括了分布在汽车关键设备上的传感器装置,用于检测相关信息，传感器模块采集相应的信息并将输出的信号传递至电子控制单元，电子控制单元根据接收的信号计算安全行驶的状态参数，汽车状态调节装置与电子控制单元连接，接收电子控制单元的信号。

汽车状态调节装置包括转向与制动的控制器，根据信息对汽车的行驶状态进行控制。汽车状态调节装置包括两个信号传输支路，其一信号传输支路依次包括转向控制器、主动转向电机、转向机构；另一信号传输支路依次包括制动控制器、主动制动电机、制动机构。其中，转向控制器根据电子控制单元输出的转矩信号与当前的转矩信号输出控制量至主动转向电机，主动转向电机根据控制信号输出转矩至转向机构。

制动控制器根据电子控制单元输出的信号与当前的制动力矩信号输出控制量至主动制动电机，主动制动电机根据控制信号输出转矩至制动机构。汽车状态调节装置包括的转向与制动的控制器，即转向控制器、制动控制器，然后分别接收转向机构、制动机构的信号进而对汽车进行控制。

进一步，所述的传感器模块包括转向力矩传感器、制动力矩传感器、温度传感器、速度传感器、胎压传感器。传感器模块中各个传感器采集相应的信息并将输出的信号传递至电子控制单元，电子控制单元根据接收的信号计算安全行驶的状态参数。

进一步，所述的转向力矩传感器、制动力矩传感器分布在转向与制动机构中；所述的温度传感器分布在汽车轮胎上；所述的速度传感器分布在汽车车轮上所述的胎压传感器分布在汽车轮胎内部。

进一步，所述汽车状态调节装置包括转向与制动的控制器，即转向控制器、制动控制器。转向机构最终会将转向信号实时反馈至转向控制器；制动机构最终会将制动力矩信号实时反馈至制动控制器。

本发明还公开了一种防汽车高温爆胎失稳调节方法，其特征在于，具体方法如下：

步骤一：通过传感器模块设定汽车第一胎压阈值、第二胎压阈值；

步骤二：传感器模块实时将采集到的信号传递至电子控制单元，电子控制单元根据采集到的信号，判断当前时刻的胎压是否大于当前温度下的第一胎压阈值；

步骤三：当胎压小于所设定的第一胎压阈值时，调节装置不启动，传感器继续监测相应信息；当胎压大于所设定的第一胎压阈值，报警灯开启，提醒驾乘人员；

步骤四：当传递的胎压信号大于所设定的第一胎压阈值且小于设定的当前温度下的第二胎压阈值时，调节装置不启动；当传递的胎压信号大于设定的第二胎压阈值时，调节装置启动，通过调节汽车状态防止发生爆胎；

步骤五：调节装置启动具体为：

5.1，电子控制单元根据从传感器模块采集到的当前汽车的车速信号、温度信号以及胎压信号，计算安全车速，并实际车速相比较后，转换成转矩信号以及制动信号；

5.2，电子控制单元将上述步骤5.1的转矩信号与制动信号分别传递至转向控制器与制动控制器；

5.3，转向控制器根据电子控制单元输出的转矩信号与传感器模块收集实际的转矩信号比较，产生转矩控制信号，输出至主动转向电机。具体的比较过程为：将电子控制单元输出的转矩信号与实际的转矩信号相互做差，将差值信号传输至转向控制器，可以将转向控制器理解成PID控制器，PID控制器就根据这个差值信号产生控制量，对转矩信号进行控制，防止由于驾乘人员心理因素等影响造成转向的波动。

制动控制器根据电子控制单元输出的制动信号与传感器模块收集实际的制动力矩信号比较（原理通用上述转矩信号的比较过程），产生制动控制信号，输出至主动制动电机，

5.4，主动转向电机与主动制动电机根据步骤5.3的转矩、制动控制信号输出相应的转向力矩与制动力矩至执行机构，即转向机构以及制动机构，并将转向力矩与制动力矩反馈至转向控制器、制动控制器。

进一步，通过传感器模块中温度传感器、速度传感器、胎压传感器收集并进行处理计算后得到当前环境条件下汽车的车速信号、温度信号、胎压信号。

进一步，当调节装置不启动时，转向力矩传感器、制动力矩传感器处于待机状态；当调节装置启动后，通过转向力矩传感器、制动力矩传感器分别收集实际的转矩信号、实际的制动力矩信号。当传递的胎压信号大于设定的第二胎压阈值时，调节装置启动后，通过启动转向力矩传感器、制动力矩传感器，保证调节装置能达到调节效果，调节汽车状态防止发生爆胎。

本发明与现有技术的有益效果在于：

1）本发明解决了现有的防爆胎装置中结构复杂、实际应用少、可行性低的问题，本发明的装置结构简单，传感器及相应装置的安装较为方便，可提高汽车的安全性，降低汽车在高温行驶时发生爆胎事故的概率。

2）本发明提供的工作方法可靠：该装置可在汽车高温下行驶时对胎压进行实时监测，并且根据行驶环境改变汽车的行驶姿态从而控制汽车胎压，防止汽车发生爆胎失去稳定；通过设定多重胎压阈值，当胎压大于所设定的第一胎压阈值，报警灯开启，首先提醒驾乘人员；当胎压信号大于设定的第二胎压阈值时，再调节装置启动；通过该方法并且不会改变原有轮胎结构，并不会产生轮胎的行驶姿态改变的现象，本发明装置工作稳定；

3）通过本发明装置间电信号交换信息，快速反应改变汽车行驶状态从而改变轮胎气压；能够保持原有的驾驶员的转向动作并且降低车速，避免由于胎压过大导致驾驶员错误操作失去稳定性，同时车速的改变幅度较小，保障了行驶的安全性。

附图说明

图1是本发明的一种防汽车高温爆胎失稳调节装置的硬件组成图；

图2是本发明的一种防汽车高温爆胎失稳调节装置状态调节控制装置组成图；

图3是本发明的一种防汽车高温爆胎失稳调节方法的流程图；

图中，1-传感器模块，2-转向力矩传感器，3-制动力矩传感器，4-温度传感器，5-速度传感器，6-胎压传感器，7-ECU，8-汽车状态调节装置，9-报警灯，10-转向控制器，11-制动控制器，12-主动转向电机，13-主动制动电机，14-转向机构，15-制动机构。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1~2所示，本发明的装置包括传感器模块1，传感器模块1包括转向力矩传感器2、制动力矩传感器3、温度传感器4、速度传感器5、胎压传感器6。

与传感器模块1顺序连接的电子控制单元7、报警灯9；传感器模块1采集相应的信息并将输出的信号传递至电子控制单元7，电子控制单元7根据接收的信号计算安全行驶的状态参数。

电子控制单元7还连接有汽车状态调节装置8，汽车状态调节装置8接收电子控制单元7的信号；汽车状态调节装置8包括两个信号传输支路，其一信号传输支路依次包括转向控制器10、主动转向电机12、转向机构14；另一信号传输支路依次包括制动控制器11、主动制动电机13、制动机构15。

转向控制器10根据电子控制单元7输出的转矩信号与当前的转矩信号输出控制量至主动转向电机12，主动转向电机12根据控制信号输出转矩至转向机构14，制动控制器11根据电子控制单元7输出的制动信号与当前的制动力矩信号输出控制量至主动制动电机13，主动制动电机13根据控制信号输出转矩至制动机构15。

以下为利用本发明本装置的具体调节方法：

如图3所示，汽车在高温环境下行驶时，温度传感器4采集当前的地面温度信号，胎压传感器6采集此时的轮胎气压信号，传递至电子控制单元7模块，电子控制单元7根据此时的温度信号计算此温度下的胎压阈值，当胎压小于第一胎压阈值时，调节装置不启动；传感器模块1继续监测相应信息，当胎压大于第一胎压阈值时，报警灯9启动，对驾乘人员作出警示，并继续判断胎压阈值是否大于第二胎压阈值。

当胎压小于第二胎压阈值时，调节装置不启动，此时爆胎危险较小，依靠驾驶员相应操作可避免发生事故。当胎压大于第二胎压阈值时，此时发生爆胎事故的概率增大，汽车状态调节装置8启动，电子控制单元7根据速度传感器5传递的车速信号、温度传感器4传递的温度信号以及胎压传感器6的胎压信号计算此时的安全车速，即不会引起汽车发生爆胎的行驶速度，将安全速度与当前的车速比较，转换成制动力矩信号（制动信号）传递至制动控制器11，同时电子控制单元7记录下此时的转向转矩信息，为了避免由于胎压过大导致驾驶员误操作引起稳定性的变化，并将此时的转矩信号传递至转向控制器10。转向控制器10与制动控制器11接收各自的转矩信号与制动力矩信号，并与实际的转矩信号及制动力矩信号比较决策出相应的控制信号，将控制信号传递至主动转向电机12与主动制动电机13，主动转向电机12根据控制信号对转向机构14输出附加的修正的转向力矩，防止转向变化，保持转向维持在稳定状态。并且转向机构14将转向信号实时反馈至转向控制器10。主动制动电机13根据控制信号对制动机构15施加附加的制动力矩，主动调节车速至安全车速，降低汽车发生爆胎的事故概率，制动机构15将制动力矩信号实时反馈至制动控制器11。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种防汽车高温爆胎失稳调节装置，其特征在于，包括传感器模块（1），与传感器模块（1）顺序连接的电子控制单元（7）、报警灯（9）；所述的电子控制单元（7）还连接有汽车状态调节装置（8），汽车状态调节装置（8）接收电子控制单元（7）的信号；所述的汽车状态调节装置（8）包括两个信号传输支路，其一信号传输支路依次包括转向控制器（10）、主动转向电机（12）、转向机构（14）；另一信号传输支路依次包括制动控制器（11）、主动制动电机（13）、制动机构（15）；转向控制器（10）输出转矩控制量至主动转向电机（12），主动转向电机（12）根据控制信号输出转矩至转向机构（14）；制动控制器（11）输出制动控制量至主动制动电机（13），主动制动电机（13）根据控制信号输出转矩至制动机构（15）。

2.根据权利要求1所述的一种防汽车高温爆胎失稳调节装置，其特征在于，所述的传感器模块（1）包括转向力矩传感器（2）、制动力矩传感器（3）、温度传感器（4）、速度传感器（5）、胎压传感器（6）。

3.根据权利要求2所述的一种防汽车高温爆胎失稳调节装置，其特征在于，所述的转向力矩传感器（2）、制动力矩传感器（3）分布在转向与制动机构中；所述的温度传感器（4）分布在汽车轮胎上；所述的速度传感器（5）分布在汽车车轮上所述的胎压传感器（6）分布在汽车轮胎内部。

4.根据权利要求1所述的一种防汽车高温爆胎失稳调节装置，其特征在于，所述汽车状态调节装置（8）包括转向与制动的控制器，即转向控制器（10）、制动控制器（11）。

5.根据权利1~4任一所述的一种防汽车高温爆胎失稳调节方法，其特征在于，具体方法如下：

步骤一：通过传感器模块（1）设定汽车第一胎压阈值、第二胎压阈值；

步骤二：传感器模块（1）实时将采集到的信号传递至电子控制单元（7），电子控制单元（7）根据采集到的信号，判断当前时刻的胎压是否大于当前温度下的第一胎压阈值；

步骤三：当胎压小于所设定的第一胎压阈值时，调节装置不启动，传感器继续监测相应信息；当胎压大于所设定的第一胎压阈值，报警灯（9）开启，提醒驾乘人员；

步骤四：当传递的胎压信号小于设定的当前温度下的第二胎压阈值时，调节装置不启动；当传递的胎压信号大于设定的第二胎压阈值时，调节装置启动，通过调节汽车状态防止发生爆胎；

步骤五：调节装置启动具体为：

5.1，电子控制单元（7）根据从传感器模块（1）采集到的当前汽车的车速信号、温度信号以及胎压信号，计算安全车速，并当前汽车的车速相比较后，转换成转矩信号以及制动信号；

5.2，电子控制单元（7）将步骤5.1的转矩信号与制动信号分别传递至转向控制器（10）与制动控制器（11）；

5.3，转向控制器（10）根据电子控制单元（7）输出的转矩信号与实际的转矩信号比较，产生转矩控制信号，输出至主动转向电机（12）；

制动控制器（11）根据电子控制单元（7）输出的制动信号与实际的制动力矩信号比较，产生制动控制信号，输出至主动制动电机（13），

5.4，主动转向电机（12）与主动制动电机（13）根据步骤5.3的转矩、制动控制信号输出相应的转向力矩与制动力矩至执行机构，即转向机构（14）以及制动机构（15），并分别将转向力矩与制动力矩反馈至转向控制器（10）、制动控制器（11）。

6.根据权利要求5所述的一种防汽车高温爆胎失稳调节方法，其特征在于，通过传感器模块（1）中温度传感器（4）、速度传感器（5）、胎压传感器（6）收集并计算得到当前汽车的车速信号、温度信号、胎压信号。

7.根据权利要求5所述的一种防汽车高温爆胎失稳调节方法，其特征在于，当调节装置不启动时，转向力矩传感器（2）、制动力矩传感器（3）处于待机状态；当调节装置启动后，通过转向力矩传感器（2）、制动力矩传感器（3）分别收集实际的转矩信号、实际的制动力矩信号。