CN110203024A - 一种汽车轮胎多级报警与智能修复系统 - Google Patents

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Abstract

发明公开了一种汽车轮胎多级报警与智能修复系统，包括轮胎压力监测系统、轮胎温度检测装置、轮胎纹路深度测量系统、轮胎动平衡测量系统、却水水箱控制装置和实时监控报警系统，通过智能终端将轮胎压力监测系统、轮胎纹路深度测量系统和轮胎动平衡测量系统收集传送的数据进行处理，对异常的数据控制实时监控报警系统发出预警信息，对车内人员进行警告，或者根据温度数据对冷却水水箱控制系统进行控制。本发明通过车载智能终端进行信息处理与分析，通过显示模块实现轮胎性能参数的实时显示与监控，并且能够预测危险状况，对车内人员进行预警，并对汽车轮胎面对的主要性能问题进行及时的处理和修复，保证车辆能够安全运行。

Description

一种汽车轮胎多级报警与智能修复系统
技术领域
本发明涉及一种汽车轮胎多级报警与智能修复系统。
背景技术
目前，由轮胎系统故障引起的突发交通事故的直接原因主要是轮胎充气压力的不足或过高。此外，环境温度对轮胎爆胎有一定的影响。同时，国内的轮胎爆胎突发事故中也存在着其他的人为因素的影响。有研究表明，八成左右的轮胎爆胎情况可以避免，基本上在爆胎事故发生60分钟以前，车胎的胎压和温度会超出正常范围。其实，车辆行驶中出现轮胎动不平衡、胎压胎温不合理以及轮胎磨损、老化等都是引发交通事故的潜在因素。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种汽车轮胎多级报警与智能修复系统，通过车载智能终端进行信息处理与分析，通过显示模块实现轮胎性能参数的实时显示与监控，并且能够预测危险状况，对车内人员进行预警，并对汽车轮胎面对的主要性能问题进行及时的处理和修复，保证车辆能够安全运行。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种汽车轮胎多级报警与智能修复系统，包括：
轮胎压力监测系统，用于实时将轮胎内部的压力参数、温度参数并通过无线传输装置发送至车内的智能终端；
轮胎温度检测装置,用于实时将轮胎内部的温度参数并通过无线传输装置发送至车内的智能终端；
轮胎纹路深度测量系统，用于将实际所测得的数据及时上传至服务器，以便智能终端经过可视化窗口对数据进行智能化分析和处理，进而可以智能化地实现轮胎纹路深度数据统计和存储，方便对轮胎使用情况进行实时数据处理，分析轮胎磨损程度，估算轮胎的行驶里程，为车主提供有用的更换、管理信息，更有助于用户实时、快捷地了解车辆轮胎状况，及时作出合理的方案进行处理；
轮胎动平衡测量系统，用于实时监测轮胎的动平衡性，并将检测数据传送至智能终端；
冷却水水箱控制系统，用于控制水泵对轮胎进行降温处理；
实时监控报警系统，用于根据反馈的各种异常状态进行报警提醒。
智能终端，用于将轮胎压力监测系统、轮胎纹路深度测量系统和轮胎动平衡测量系统收集传送的数据进行处理，对异常的数据控制实时监控报警系统发出预警信息，对车内人员进行警告，或者根据温度数据对冷却水水箱控制系统进行控制。
进一步的，所述轮胎动平衡测量系统利用压电传感器来测量主轴的振动，传感器信号经放大处理后，经过信号采样、A/D转换、数字滤波、FFT，经过软件进行信号分析及处理。
进一步的，所述汽车轮胎多级报警与智能修复系统对轮胎进行分级报警，具体包括：
汽车轮胎进行更换时，车子启动后会自动检测轮胎状态，对安装型号、规格、轮胎安装位置进行数据匹配，当检测轮胎安装型号、规格不一致、轮胎安装位置不正确时，车上的智能处理系统会自动发出语音提示，说明提示原因；
在机车行驶过程当中，系统检测到轮胎动不平衡或者花纹出现轻度磨损时，系统将进行反馈，通过实时监控报警系统的声控系统对车内人员进行声控报警，反馈具体内容，并且系统会在周期内重复提醒驾驶员进行检查，排除问题隐患。
在机车行驶过程当中，系统检测到轮胎充气压力的不足或过高，以及轮胎的温度过高时，车内实时监控报警系统的报警器开始工作，发出蜂鸣声，警示车内人员，必须立即处理故障，并且车辆自身会根据实际问题进行临时处理。
进一步的，当检测到轮胎温度高于正常范围时，所述冷却水水箱控制系统可以自动进行喷水降温，确保轮胎温度处于安全的工作范围时，方可停止水泵的工作。
进一步的，所述实时监测报警系统包括车载显示器、信息传输模块和蜂鸣器；系统工作时，通过信息传输模块将轮胎内部信息参数上传至智能终端，通过与数据库的对比、计算和分析，利用显示器进行显示的同时还会控制蜂鸣报警器的工作，引起驾驶员的注意；同时，还会向车辆安装的维护装置发出指令，对车胎存在的温度过高的问题进行相应的处理，确保车辆行驶过程中的安全。
进一步的，所述冷却水水箱控制系统开启后先对系统进行初始化处理，检测系统是否故障，若系统正常，开启定时器，对水箱内部水位进行观测，预防水位过低；同时反复读取无线模块数据，倘若收到启动水泵指令，立即启动水泵，向轮胎喷水，进行物理降温，否则关闭水泵。
进一步的，所述轮胎纹路深度测量系统采用智能轮胎纹路深度尺。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
（1）针对轮胎磨损性、动平衡性、胎压问题，车载计算机进行轮胎故障诊断、轮胎故障预测，最大限度的排除轮胎可能出现的危险问题，极大的提高了行车安全性。
（2）该智能轮胎系统可以进行分级报警，可以根据车辆的情况发出不同的警报，引起驾驶员的重视，根据轮胎状况采取相关措施，确保车辆的行车安全。
（3）轮胎系统具有轮胎生命周期内的数据储存功能，可以随时调用任一时期轮胎的各种性能参数以及维修信息。
（4）轮胎智能修复系统可以对车辆轮胎胎温过高的情况下进行一定的降温处理，及时降温，保证胎温处于正常安全的工作范围，确保行车安全。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明汽车轮胎多级报警与智能修复系统的模块化结构示意图；
图2为轮胎动平衡测量系统的模块化示意图；
附图标记说明：1-智能终端；2-轮胎压力监测系统；3-轮胎纹路深度测量系统；4-轮胎动平衡测量系统；5-冷却水水箱控制系统；6-轮胎温度检测装置；7-实时监控报警系统。
具体实施方式
如图1所示，一种汽车轮胎多级报警与智能修复系统，包括：
轮胎压力监测系统1，用于实时将轮胎内部的压力参数、温度参数并通过无线传输装置发送至车内的智能终端1；
轮胎温度检测装置6,用于实时将轮胎内部的温度参数并通过无线传输装置发送至车内的智能终端1；
轮胎纹路深度测量系统3，用于将实际所测得的数据及时上传至服务器，以便智能终端1经过可视化窗口对数据进行智能化分析和处理，进而可以智能化地实现轮胎纹路深度数据统计和存储，方便对轮胎使用情况进行实时数据处理，分析轮胎磨损程度，估算轮胎的行驶里程，为车主提供有用的更换、管理信息，更有助于用户实时、快捷地了解车辆轮胎状况，及时作出合理的方案进行处理；
轮胎动平衡测量系统4，用于实时监测轮胎的动平衡性，并将检测数据传送至智能终端1；
冷却水水箱控制系统5，用于控制水泵对轮胎进行降温处理；
实时监控报警系统7，用于根据反馈的各种异常状态进行报警提醒。
智能终端1，用于将轮胎压力监测系统2、轮胎纹路深度测量系统3和轮胎动平衡测量系统4收集传送的数据进行处理，对异常的数据控制实时监控报警系统7发出预警信息，对车内人员进行警告，或者根据轮胎温度检测装置6反馈的温度数据对冷却水水箱控制系统5进行控制。
轮胎压力监测系统2（Tire Pressure Monitoring System，TPMS），可以实时将轮胎内部的压力参数、温度参数等通过无线传输装置发送至车内的智能终端，由智能终端将收集上来的数据进行处理，对异常情况下的数据发出预警信息，通过报警系统对车内人员进行警告，采取进一步措施，确保行车安全。这种技术可以通过记录轮胎转速或安装在轮胎中的电子传感器，获取轮胎的各种性能参数，对车辆轮胎进行实时的自动监控。保证轮胎压力和温度处于正常的工作范围内，起到减少爆胎、毁胎的概率，降低油耗和车辆部件的损坏。
轮胎压力监测系统2可分为两种：一种是间接式胎压监测系统TPMS（Wheel-SpeedBased TPMS），是通过轮胎的转速差来判断轮胎是否异常；另一种是直接式胎压监测系统TPMS（Pressure-Sensor Based TPMS），在每一个轮胎里面安装一个检测装置，对行驶过程当中的胎压和胎温进行实时的监测，对轮胎的异常参数进行预警，避免因轮胎原因造成交通事故，为安全行车提供保障。直接式系统在精度、反应速度、安全性方面的表现要优于间接式。TPMS系统主要由两个部分构成：信号处理模块和智能终端模块。信号采集模块安装轮胎内部，主要监测轮胎内部的温度信息和压力信息，这些轮胎信息经过微处理器的分析和整理由发射器通过无线电波发送到中央监测模块，智能终端接收轮胎信号并进行显示，驾驶员可随时观测轮胎性能参数。当监视器发现轮胎参数异常时，会对故障原因进行分析和反馈，驾驶员可以依据故障原因采取相应的措施。
轮胎纹路深度测量系统3选用智能轮胎纹路深度尺，可将实际所测得的数据及时上传至服务器，服务器经过可视化窗口对数据进行智能化分析和处理，进而可以智能化地实现轮胎纹路深度数据统计和存储，一方面可以减少人工投入，另一方面可以提高数据的精准度。因为数据实时传输至服务器，能够方便服务器分析，对轮胎使用情况进行实时数据处理，分析轮胎磨损程度，估算轮胎的行驶里程，为车主提供有用的更换、管理信息，更有助于用户实时、快捷地了解车辆轮胎状况，及时作出合理的方案进行处理。用户可以方便地通过移动智能终端查询到轮胎的基本资料，有利于实现使用者与软件管理人员在数据的共享性。
轮胎动平衡测量系统4利用了动平衡机，通过动平衡机刚性转子的两面平衡原理可知，不平衡的刚性转子的不平衡量可以简化至垂直于主轴的两个校正平面上，基于校正平面的校正实现平衡，因此轮胎动平衡测量一般设定轮辋宽度为校正面间距，半径为校正半径，将不平衡量等效为校正平面的不平衡量。因为硬支承动平衡机具有很好的支承刚度，在分析不平衡量离心力作用时无需考虑支承刚度因素，不需计算主轴系统的惯性力。
考虑到系统、轮辋的不平衡量，需要在测量轮胎动平衡时进行偏心补偿，测定不平衡量电压值以消除系统、轮辋不平衡量的影响。基于传感器电压、试验机参数、量标定系数、电压矢量等数据可以计算得出轮胎的不平衡量。轮胎动平衡装置传感器信号测量系统如图2所示，利用压电传感器来测量主轴的振动，传感器信号经放大处理后，经过信号采样、A/D转换、数字滤波、FFT，经过软件进行信号分析及处理。
本发明的系统对轮胎采用分级报警模式：
汽车轮胎进行更换时，车子启动后会自动检测轮胎状态，对安装型号、规格、轮胎安装位置进行数据匹配，当检测轮胎安装型号、规格不一致、轮胎安装位置不正确时，车上的智能处理系统会自动发出语音提示，说明提示原因。
在机车行驶过程当中，系统检测到轮胎动不平衡或者花纹出现轻度磨损时，车上智能系统将进行反馈，通过声控系统对车内人员进行声控报警，反馈具体内容。并且系统会在周期内重复提醒驾驶员进行检查，排除问题隐患。
在机车行驶过程当中，系统检测到轮胎充气压力的不足或过高时，车内报警器开始工作，发出蜂鸣声，警示车内人员，必须立即处理故障，并且车辆自身会根据实际问题进行临时处理，比如：气压过低时，气泵进行工作，使车辆能够暂时正常运行；由温度过高时引起气压问题，则需要水泵对轮胎进行降温处理，保证气压暂时稳定，车辆可以暂时平稳运行，驾驶员需尽快进行车辆的故障排除及维修。
该报警系统均有系统默认阈值，可以进行人为设定，有利于驾驶员根据自己车辆情况进行调整。
水箱控制系统实现原理如下：开启后先对系统进行初始化处理，检测系统是否故障，若系统正常，开启定时器，对水箱内部水位进行观测，预防水位过低。同时反复读取无线模块数据，倘若收到启动水泵指令，立即启动水泵，向轮胎喷水，进行物理降温，否则关闭水泵。
监视报警系统实现原理如下：开启后先对系统进行初始化处理，检测系统是否故障，若系统正常，反复读取监控模块数据，利用显示器进行显示。倘若温度超过设定值，显示器显示报警信息，蜂鸣器发出报警响声，并通过控制器向水泵发出工作命令，进行及时的降温。倘若胎压高于设定范围，显示器显示报警信息，蜂鸣器发出报警响声，及时给与司机提醒，提示司机进行车辆的检查和故障排除。
本发明的轮胎多级报警与智能修复系统，结合各种相关多源异构状态监测数据，采用车载智能系统进行数据对比分析，分析结果进行标准化处理，根据数据的特征进行故障诊断、故障预测、分级报警和智能修复。驾驶员可以通过显示器查看轮胎状态，对故障进行判断，方便采取针对性的措施。在多种故障发生时，系统会根据车辆状况发出不同类型的警告，目的是引起驾驶员的注意，避免驾驶员因疏忽而造成事故的发生。采用新型的TPMS系统，系统集成度高并且能够同时完成监管轮胎磨损性、动平衡性、气压、温度等关键参数，当轮胎磨损较大、车轮不平衡、胎压出现异常时，系统都会自动报警，当出现高温引起的胎压问题时，系统自身可以进行自动调节，从而延长轮胎的使用寿命，保障人们的安全，配合智能化的语音警报系统和智能显示系统可以满足不同人群的需要。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种汽车轮胎多级报警与智能修复系统，其特征在于，包括：
轮胎压力监测系统，用于实时将轮胎内部的压力参数、温度参数并通过无线传输装置发送至车内的智能终端；
轮胎温度检测装置,用于实时将轮胎内部的温度参数并通过无线传输装置发送至车内的智能终端；
轮胎纹路深度测量系统，用于将实际所测得的数据及时上传至服务器，以便智能终端经过可视化窗口对数据进行智能化分析和处理，进而可以智能化地实现轮胎纹路深度数据统计和存储，方便对轮胎使用情况进行实时数据处理，分析轮胎磨损程度，估算轮胎的行驶里程，为车主提供有用的更换、管理信息，更有助于用户实时、快捷地了解车辆轮胎状况，及时作出合理的方案进行处理；
轮胎动平衡测量系统，用于实时监测轮胎的动平衡性，并将检测数据传送至智能终端；
冷却水水箱控制系统，用于控制水泵对轮胎进行降温处理；
实时监控报警系统，用于根据反馈的各种异常状态进行报警提醒；
智能终端，用于将轮胎压力监测系统、轮胎纹路深度测量系统和轮胎动平衡测量系统收集传送的数据进行处理，对异常的数据控制实时监控报警系统发出预警信息，对车内人员进行警告，或者根据温度数据对冷却水水箱控制系统进行控制。
2.根据权利要求1所述的汽车轮胎多级报警与智能修复系统，其特征在于，所述轮胎动平衡测量系统利用压电传感器来测量主轴的振动，传感器信号经放大处理后，经过信号采样、A/D转换、数字滤波、FFT，经过软件进行信号分析及处理。
3.根据权利要求1所述的汽车轮胎多级报警与智能修复系统，其特征在于，所述汽车轮胎多级报警与智能修复系统对轮胎进行分级报警，具体包括：
汽车轮胎进行更换时，车子启动后会自动检测轮胎状态，对安装型号、规格、轮胎安装位置进行数据匹配，当检测轮胎安装型号、规格不一致、轮胎安装位置不正确时，车上的智能处理系统会自动发出语音提示，说明提示原因；
在机车行驶过程当中，系统检测到轮胎动不平衡或者花纹出现轻度磨损时，系统将进行反馈，通过实时监控报警系统的声控系统对车内人员进行声控报警，反馈具体内容，并且系统会在周期内重复提醒驾驶员进行检查，排除问题隐患；
在机车行驶过程当中，系统检测到轮胎充气压力的不足或过高，以及轮胎的温度过高时，车内实时监控报警系统的报警器开始工作，发出蜂鸣声，警示车内人员，必须立即处理故障，并且车辆自身会根据实际问题进行临时处理。
4.根据权利要求1所述的汽车轮胎多级报警与智能修复系统，其特征在于，当检测到轮胎温度高于正常范围时，所述冷却水水箱控制系统可以自动进行喷水降温，确保轮胎温度处于安全的工作范围时，方可停止水泵的工作。
5.根据权利要求1所述的汽车轮胎多级报警与智能修复系统，其特征在于，所述实时监测报警系统包括车载显示器、信息传输模块和蜂鸣器；系统工作时，通过信息传输模块将轮胎内部信息参数上传至智能终端，通过与数据库的对比、计算和分析，利用显示器进行显示的同时还会控制蜂鸣报警器的工作，引起驾驶员的注意；同时，还会向车辆安装的维护装置发出指令，对车胎存在的温度过高的问题进行相应的处理，确保车辆行驶过程中的安全。
6.根据权利要求4所述的汽车轮胎多级报警与智能修复系统，其特征在于，所述冷却水水箱控制系统开启后先对系统进行初始化处理，检测系统是否故障，若系统正常，开启定时器，对水箱内部水位进行观测，预防水位过低；同时反复读取无线模块数据，倘若收到启动水泵指令，立即启动水泵，向轮胎喷水，进行物理降温，否则关闭水泵。
7.根据权利要求1所述的汽车轮胎多级报警与智能修复系统，其特征在于，所述轮胎纹路深度测量系统采用智能轮胎纹路深度尺。
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