CN113085448A - 一种内支撑安全轮胎滑转率的控制方法 - Google Patents

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CN113085448A CN202110438544.6A CN202110438544A CN113085448A CN 113085448 A CN113085448 A CN 113085448A CN 202110438544 A CN202110438544 A CN 202110438544A CN 113085448 A CN113085448 A CN 113085448A
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臧利国
王星宇
李瑶薇
王智
孙海燕
辛江慧
许丽娇
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C17/00—Tyres characterised by means enabling restricted operation in damaged or deflated condition; Accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/176—Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel slip during vehicle deceleration, e.g. ABS
    • B60T8/1763—Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel slip during vehicle deceleration, e.g. ABS responsive to the coefficient of friction between the wheels and the ground surface

Abstract

本发明是一种内支撑安全轮胎滑转率的控制方法，汽车在行驶过程中胎压监测系统实时检测轮胎胎压并将信号传递给控制系统，若轮胎胎压小于正常工作胎压范围时，控制系统发出指令调整内支撑装置的锁紧力；若轮胎胎压在正常工作胎压范围内，内支撑装置不产生锁紧力，即内支撑可绕轮辋自由转动；若轮胎胎压大于正常工作胎压范围时，发出预警信号，提醒车主停车。该种内支撑安全轮胎滑转率的控制方法，可有效地解决内支撑安全轮胎在低压或零压工况行驶时，附着性能降低的问题，提高车辆行驶安全性。

Description

一种内支撑安全轮胎滑转率的控制方法
技术领域
本发明涉及安全轮胎内支撑技术领域，具体的说是一种内支撑安全轮胎滑转率的控制方法。
背景技术
内支撑式安全轮胎是一种基于普通轮胎结构设计的安全轮胎，它通过在轮辋上安装辅助支撑体，再配备轮胎压力检测装置共同组成内支撑式安全轮胎系统。由于该类型安全轮胎大多基于普通轮辋设计，具有结构简单、拆卸方便、零压承载能力强等优点，是一种具有发展前景的新型安全轮胎。但在零压工况下行驶时存在摩擦生热严重，轮胎温度升高等问题。
随着车辆性能的提高，传统内支撑结构已满足不了使用要求，因此在此基础上出现了可绕轮辋转动的内支撑结构，在一定程度上缓解了摩擦生热问题，但该结构在零压工况下行驶时，会产生轮胎打滑问题，附着性能降低，严重影响汽车加速、制动等续驶性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种内支撑安全轮胎滑转率的控制方法，可有效地解决内支撑安全轮胎在低压或零压工况行驶时，附着性能降低的问题，提高车辆行驶安全性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种内支撑安全轮胎滑转率的控制方法，轮胎内设置有内支撑装置和胎压检测器，内支撑装置上安装有锁止机构，锁止机构和胎压检测器与汽车控制系统连接，其特征在于：轮胎滑转率的控制方法包括以下步骤：
步骤1，当车辆轮胎处于行驶转动工况时，实时检测车辆轮胎胎压数值，当车辆轮胎胎压处于设定阈值范围内，锁止机构处于解锁状态，即内支撑装置能够自由围绕轮辋转动；
步骤2，当车辆轮胎胎压大于最大阈值时，通过汽车控制系统发出预警信号，提醒车主停车；
步骤3，当车辆轮胎胎压小于最小阈值时，获取并持续监控轮胎实时滑转率s、轮胎与摩擦面之间的理论滑转率s1、内支撑装置和轮胎之间的滑转率s2、以及正常胎压时轮胎理论滑转率s0；
步骤4，判断|s-s0|是否在预设安全范围内，若|s-s0|保持在预设安全范围内，则维持内支撑装置能够自由转动的状态；
步骤5，若|s-s0|超出预设安全范围，且s0≤s1，则判定轮胎实际滑转率过小，通过汽车控制系统发出预警信号，提醒车主减速或停车
步骤6，若s0>s1，当s<s0时，则控制锁止机构增大对内支撑装置的锁紧力；当s≥s0时，则控制锁止机构减小对内支撑装置的锁紧力。
轮胎实时滑转率s计算公式为
Figure BDA0003034023980000021
轮胎与摩擦面之间的理论滑转率s1计算公式为
Figure BDA0003034023980000022
内支撑装置和轮胎之间的滑转率s2计算公式为
Figure BDA0003034023980000023
正常胎压时轮胎理论滑转率s0算公式为
Figure BDA0003034023980000024
其中，ω为车轮角速度，ω1为内支撑角速度，v为车速，v1为内支撑装置可转动部分的速度，r0为正常轮胎滚动半径，r1为失压后的车轮滚动半径，r2为内支撑装置的滚动半径，T1为轮胎内表面温度，T2为内支撑装置温度，F1为轮胎压力，F2为内支撑装置压力，G为整车所受重力。
正常轮胎滚动半径
Figure BDA0003034023980000025
其中，S为车轮滚动的总距离，n为车轮滚动圈数。
车轮角速度ω由轮速传感器获取，内支撑角速度ω1由内支撑转速传感器获得，轮胎滚动半径r0和r1由车轮直径测量传感器获得，内支撑装置的滚动半径r2为预设定值，轮胎内表面温度T1以及内支撑装置温度T2分别由两组温度传感器检测获得，轮胎压力F1以及内支撑装置压力F2分别采用两组压力传感器获取。
该种内支撑安全轮胎滑转率的控制方法能够达到的有益效果为：轮胎在爆胎后，轮胎内壁与内支撑装置外表面接触，轮胎转动的过程中会对内支撑装置外壁产生切向力，带动内支撑装置转动，由于内支撑装置本身不具备主动驱动装置，只能跟随轮胎转动而转动，因此，当轮胎实时滑转率超出预设值后，若正常胎压时轮胎理论滑转率不大于轮胎与摩擦面之间的理论滑转率，说明内支撑温度过高，需要车主主动降低行驶速度；否则可以通过控制锁止机构对内支撑装置的锁紧力调整内支撑装置相对轮胎的转动速度，进而通过控制轮胎的温度调整轮胎与摩擦面之间的实际滑转率。
附图说明
图1是本发明一种内支撑安全轮胎滑转率的控制方法的工作流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述。
本实施例中使用的内支撑安全轮胎的轮胎内安装有内支撑装置，内支撑装置为环形结构并同心嵌套在轮胎轮辋上，内支撑装置能够围绕轮辋转动，内支撑装置上安装有锁止机构，锁止机构能够调整对内支撑装置的压力，轮胎内还安装有胎压检测器，胎压检测器能够实时监测轮胎胎压，锁止机构和胎压检测器与汽车控制系统连接。如图1所示，一种内支撑安全轮胎滑转率的控制方法，具体控制方法包括以下步骤：
步骤1，当车辆轮胎处于行驶转动工况时，实时检测车辆轮胎胎压数值，当车辆轮胎胎压处于设定阈值范围内，锁止机构处于解锁状态，即内支撑装置能够自由围绕轮辋转动；
步骤2，当车辆轮胎胎压大于最大阈值时，通过汽车控制系统发出预警信号，提醒车主停车；
步骤3，当车辆轮胎胎压小于最小阈值时，获取并持续监控轮胎实时滑转率s、轮胎与摩擦面之间的理论滑转率s1、内支撑装置和轮胎之间的滑转率s2、以及正常胎压时轮胎理论滑转率s0；
步骤4，判断|s-s0|是否在预设安全范围内，若|s-s0|保持在预设安全范围内，则维持内支撑装置能够自由转动的状态；
步骤5，若|s-s0|超出预设安全范围，且s0≤s1，则判定轮胎实际滑转率过小，通过汽车控制系统发出预警信号，提醒车主减速或停车
步骤6，若s0>s1，当s<s0时，则控制锁止机构增大对内支撑装置的锁紧力；当s≥s0时，则控制锁止机构减小对内支撑装置的锁紧力。
本实施例中，轮胎实时滑转率s计算公式为
Figure BDA0003034023980000031
轮胎与摩擦面之间的理论滑转率s1计算公式为
Figure BDA0003034023980000032
内支撑装置和轮胎之间的滑转率s2计算公式为
Figure BDA0003034023980000033
正常胎压时轮胎理论滑转率s0算公式为
Figure BDA0003034023980000034
其中，ω为车轮角速度，ω1为内支撑角速度，v为车速，v1为内支撑装置可转动部分的速度，r0为正常轮胎滚动半径，r1为失压后的车轮滚动半径，r2为内支撑装置的滚动半径，T1为轮胎内表面温度，T2为内支撑装置温度，F1为轮胎压力，F2为内支撑装置压力，G为整车所受重力。
本实施例中，正常轮胎滚动半径
Figure BDA0003034023980000041
其中，S为车轮滚动的总距离，n为车轮滚动圈数。
本实施例中，车轮角速度ω由轮速传感器获取，内支撑角速度ω1由内支撑转速传感器获得，轮胎滚动半径r0和r1由车轮直径测量传感器获得，内支撑装置的滚动半径r2为预设定值，轮胎内表面温度T1以及内支撑装置温度T2分别由两组温度传感器检测获得，轮胎压力F1以及内支撑装置压力F2分别采用两组压力传感器获取。
进一步的，可以通过测距仪测量得到轮胎内壁和内支撑装置外壁之间的距离，由于轮胎在滚动过程中会持续产生形变，因此，在每圈的检测过程中，最小值对应的测距仪所在径向垂直地面的时候；由于内支撑装置的滚动半径r2和轮胎厚度均可设为固定值，因此在胎压突变前得到检测得到的数值可以计算得到r0为正常轮胎滚动半径，胎压突变后计算得到的数值为失压后的车轮滚动半径r1。通过车速传感器得到车速v。进一步的，通过将温度传感器设置在轮胎内表面和内支撑装置表面，可以获取轮胎内表面温度T1以及内支撑装置温度T2。通过在轮胎内埋入压力传感器、在内支撑装置表面嵌入压力传感器能够获得轮胎压力F1以及内支撑装置压力F2。最终通过全车的轮胎压力之和能够得到整车所受重力G。通过内支撑速度传感器可以获得内支撑装置可转动部分的线速度v1。
进一步的，汽车控制系统与汽车CAN总线相连，可以实现数据实时传输，所述内支撑装置的锁紧力可以控制内支撑绕轮辋转动的角速度，内支撑装置锁紧力增大，内支撑绕轮辋转动的角速度减小；内支撑装置锁紧力减小，内支撑绕轮辋转动的角速度增大。
正常情况下，当s<s0时，则控制锁止机构增大对内支撑装置的锁紧力；当s≥s0时，则控制锁止机构减小对内支撑装置的锁紧力。若无法通过调整内支撑装置锁紧力使两者滑转率差值|s-s0|达到安全范围δ内，即s0≤s1时，由于r0>r1，则
Figure BDA0003034023980000042
若s0≤s1，说明
Figure BDA0003034023980000043
过大，即内支撑温度过高。发出预警信号，提醒车主改变行驶速度。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种内支撑安全轮胎滑转率的控制方法，轮胎内设置有内支撑装置和胎压检测器，内支撑装置上安装有锁止机构，锁止机构和胎压检测器与汽车控制系统连接，其特征在于：轮胎滑转率的控制方法包括以下步骤：
步骤1，当车辆轮胎处于行驶转动工况时，实时检测车辆轮胎胎压数值，当车辆轮胎胎压处于设定阈值范围内，锁止机构处于解锁状态，即内支撑装置能够自由围绕轮辋转动；
步骤2，当车辆轮胎胎压大于最大阈值时，通过汽车控制系统发出预警信号，提醒车主停车；
步骤3，当车辆轮胎胎压小于最小阈值时，获取并持续监控轮胎实时滑转率s、轮胎与摩擦面之间的理论滑转率s1、内支撑装置和轮胎之间的滑转率s2、以及正常胎压时轮胎理论滑转率s0；
步骤4，判断|s-s0|是否在预设安全范围内，若|s-s0|保持在预设安全范围内，则维持内支撑装置能够自由转动的状态；
步骤5，若|s-s0|超出预设安全范围，且s0≤s1，则判定轮胎实际滑转率过小，通过汽车控制系统发出预警信号，提醒车主减速或停车
步骤6，若s0>s1，当s<s0时，则控制锁止机构增大对内支撑装置的锁紧力；当s≥s0时，则控制锁止机构减小对内支撑装置的锁紧力。
2.如权利要求1所述的一种内支撑安全轮胎滑转率的控制方法，其特征在于：轮胎实时滑转率s计算公式为
Figure FDA0003034023970000011
轮胎与摩擦面之间的理论滑转率s1计算公式为
Figure FDA0003034023970000012
内支撑装置和轮胎之间的滑转率s2计算公式为
Figure FDA0003034023970000013
正常胎压时轮胎理论滑转率s0算公式为
Figure FDA0003034023970000014
其中，ω为车轮角速度，ω1为内支撑角速度，v为车速，v1为内支撑装置可转动部分的速度，r0为正常轮胎滚动半径，r1为失压后的车轮滚动半径，r2为内支撑装置的滚动半径，T1为轮胎内表面温度，T2为内支撑装置温度，F1为轮胎压力，F2为内支撑装置压力，G为整车所受重力。
3.如权利要求2所述的一种内支撑安全轮胎滑转率的控制方法，其特征在于：正常轮胎滚动半径
Figure FDA0003034023970000021
其中，S为车轮滚动的总距离，n为车轮滚动圈数。
4.如权利要求3所述的一种内支撑安全轮胎滑转率的控制方法，其特征在于：车轮角速度ω由轮速传感器获取，内支撑角速度ω1由内支撑转速传感器获得，轮胎滚动半径r0和r1由车轮直径测量传感器获得，内支撑装置的滚动半径r2为预设定值，轮胎内表面温度T1以及内支撑装置温度T2分别由两组温度传感器检测获得，轮胎压力F1以及内支撑装置压力F2分别采用两组压力传感器获取。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107020897A (zh) * 2017-04-20 2017-08-08 南京工程学院 基于滑转率的安全轮胎内支撑装置控制方法及系统
CN107031315A (zh) * 2017-04-20 2017-08-11 南京工程学院 一种汽车安全轮胎的可控内支撑装置及控制方法
CN108819625A (zh) * 2018-05-24 2018-11-16 南京工程学院 基于滑转率控制的越野车轮胎中央充放气系统及控制方法

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