CN108871814A - 一种基于轮载式智能传感汽车轮胎动态负荷能力监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于轮载式智能传感汽车轮胎动态负荷能力监测方法，包括通过轮载式智能传感器的三轴加速度计、激光测距传感器、压力温度传感器分别感知车轮的三维加速度、轮胎断面高度、轮胎压力温度；利用轮胎断面高度参数计算获得轮胎下沉量；利用车轮的三维加速度参数计算获得车轮侧倾角；利用轮胎下沉量、车轮侧倾角和轮胎压力温度参数计算获得轮胎动态负荷能力；将轮胎下沉量、车轮侧倾角、轮胎压力温度及轮胎动态负荷能力的数据进行融合分析获得轮胎动态负荷能力的变化趋势。本发明通过轮载式智能传感器测量技术，实现行驶过程中对汽车轮胎动态负荷能力的实时监测，避免超负荷引起轮胎损坏、爆破，保证轮胎安全性能、汽车行驶安全、道路交通安全。
Description
技术领域
本发明涉及机动车安全运行状态监测方法，尤其涉及一种基于轮载式智能传感汽车轮胎动态负荷能力监测方法。
背景技术
机动车运行安全状态监测技术是保证机动车安全行驶的主要手段，也是机动车运行安全检测技术发展的必然趋势。采用机动车运行安全状态监控技术对机动车运行安全状态和运行指标进行动态监测，及时发现和预防机动车故障，发展监测、控制、管理和决策于一体的安全监控网络体系，对机动车安全运行具有重要意义；它是关系到国家和人民生命财产安全的一项重大的社会公益技术工作，是保障机动车辆运行安全重要的技术支撑，是政府管理部门对机动车安全运行的非常重要的技术保障；它不仅能提高机动车安全运行的技术保障能力和减少交通事故，而且对促进机动车工业及交通运输事业的发展有重大意义。
机动车运行安全状态监测主要包括监测机动车(车身、车轮)运动姿态参数、动载荷参数、制动性能参数。机动车在运行过程中，会产生制动、加速、转向、直线行驶等工况，车轮是机动车行驶过程中唯一与地面接触部件，包含丰富的机动车运行信息(运动姿态、驱动力、制动力、动载荷、转向、冲击)。
承载是轮胎的最基本功能，轮胎负荷能力就是轮胎允许承受的最大负荷，当轮胎承受的负荷超过轮胎的负荷能力，轮胎就会丧失承载、驱动、制动、转向等其他功能，引发爆胎等恶性交通事故。在车辆行驶过程中，轮胎承担的负荷是动态变化的，动态变化的轮胎负荷使四轮承载无法均匀，轮胎的负荷能力也是动态变化的，动态变化的轮胎负荷能力使轮胎允许承受的最大负荷在下降、轮胎安全性能标准在下降，通过监测轮胎动态负荷能力能够真实、动态地反映轮胎在行驶过程中的安全运行状态，避免超负荷引起轮胎损坏、爆破，保证轮胎安全性能、汽车行驶安全、道路交通安全，具有十分重要的作用。
目前，对轮胎负荷能力只是通过标准查找或计算静态负荷能力获得，还没有对机动车行驶过程中的轮胎动态负荷能力进行实时监测，未能分析轮胎在充气压力变化、径向变形状态的负荷能力，从而无法有效获得轮胎动态的负荷能力，不利于对整车非超载、轮胎非超静态负荷能力等表面安全的危险因素的进行预测与评估，未能及时采取有效措施预防轮胎超负荷能力引发的交通事故。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于轮载式智能传感汽车轮胎动态负荷能力监测方法。
本发明的目的通过以下的技术方案来实现：
一种基于轮载式智能传感汽车轮胎动态负荷能力监测方法，包括：
A通过轮载式智能传感器的三轴加速度计、激光测距传感器及压力温度传感器分别感知车轮的三维加速度、轮胎断面高度及轮胎压力温度；
B利用轮胎断面高度参数计算获得轮胎下沉量；
C利用车轮的三维加速度参数计算获得车轮侧倾角；
D利用轮胎下沉量、车轮侧倾角和轮胎压力温度参数计算获得轮胎动态负荷能力；
E将轮胎下沉量、车轮侧倾角、轮胎压力温度及轮胎动态负荷能力的数据进行融合分析，获得轮胎动态负荷能力的变化趋势。
与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：
1、通过应用轮载式智能传感器测量技术，实现在行驶过程中对汽车轮胎动态负荷能力的实时监测。
2、轮胎负荷能力是衡量轮胎允许承受最大负荷的参数，通过监测轮胎动态负荷能力能够真实、动态地反映轮胎在行驶过程中的安全运行状态，避免超负荷引起轮胎损坏、爆破，保证轮胎安全性能、汽车行驶安全、道路交通安全，具有十分重要的作用。
3、通过分析预测程序将轮胎动态负荷能力数据与其历史数据分析比较，获得轮胎动态负荷能力的变化趋势，增加对轮胎动态负荷能力的预测功能，形成一个完整、相对独立的测量平台，并能够提供统一数据接口模式供有关政府管理部门加以应用。
附图说明
图1是基于轮载式智能传感汽车轮胎动态负荷能力监测方法流程图；
图2是轮载式智能传感汽车轮胎动态负荷能力监测系统整体布置图；
图3是轮载式智能传感汽车轮胎动态负荷能力监测系统车轮智能传感模块安装示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。
如图1所示，为基于轮载式智能传感汽车轮胎动态负荷能力监测方法，该方法包括以下步骤：
步骤101通过轮载式智能传感器的三轴加速度计、激光测距传感器、压力温度传感器分别感知车轮的三维加速度、轮胎断面高度、轮胎压力温度；
步骤102利用轮胎断面高度参数计算获得轮胎下沉量；
步骤103利用车轮的三维加速度参数计算获得车轮侧倾角；
步骤104利用轮胎下沉量、车轮侧倾角和轮胎压力温度参数计算获得轮胎动态负荷能力；
上述步骤101中轮载式智能传感器由三轴加速度计、激光测距传感器和压力温度传感器组成；并通过三轴加速度计感知车轮的三维加速度；激光测距传感器感知轮胎断面高度；压力温度传感器感知轮胎压力温度。
车轮三维加速度包括：车轮切向加速度、侧向加速度和向心加速度。
参见图2，为基于轮载式智能传感汽车轮胎动态负荷能力监测方法所采用的系统整体布局图，包括前轮1、车轮智能传感模块2及车内中央控制模块3，其中车轮智能传感模块2安装于各个车轮的轮毂赤道表面上，车内中央控制模块3安装于车内；车轮智能传感模块2与车内中央控制模块3之间通过无线射频实现双向通讯。
参见图3，车轮智能传感模块安装于车轮轮毂赤道面的表面上，车轮智能传感模块的安装要求：加速度计的三个敏感轴X轴、Y轴、Z轴分别指向轮毂切线方向、轮毂的侧向、轮毂的轴心方向；激光测距传感器的敏感轴指向轮毂的轴心方向；坐标系Oxyz是正交的右手坐标系。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (4)
1.一种基于轮载式智能传感汽车轮胎动态负荷能力监测方法，其特征在于，所述方法包括：
A通过轮载式智能传感器的三轴加速度计、激光测距传感器及压力温度传感器分别感知车轮的三维加速度、轮胎断面高度及轮胎压力温度；
B利用轮胎断面高度参数计算获得轮胎下沉量；
C利用车轮的三维加速度参数计算获得车轮侧倾角；
D利用轮胎下沉量、车轮侧倾角和轮胎压力温度参数计算获得轮胎动态负荷能力；
E将轮胎下沉量、车轮侧倾角、轮胎压力温度及轮胎动态负荷能力的数据进行融合分析，获得轮胎动态负荷能力的变化趋势。
2.如权利要求1所述的基于轮载式智能传感汽车轮胎动态负荷能力监测方法，其特征在于，所述步骤A中轮载式智能传感器由三轴加速度计、激光测距传感器及压力温度传感器；并通过三轴加速度计感知车轮的三维加速度；激光测距传感器感知轮胎断面高度；压力温度传感器感知轮胎压力温度。
3.如权利要求1所述的基于轮载式智能传感汽车轮胎动态负荷能力监测方法，其特征在于，所述车轮三维加速度包括：车轮切向加速度、侧向加速度和向心加速度。
4.如权利要求1所述的基于轮载式智能传感汽车轮胎动态负荷能力监测方法，其特征在于，所述轮载式智能传感器安装在车轮轮毂赤道面的表面上。
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