CN114347733B - 轮胎自动充放气装置、系统、汽车及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎自动充放气装置、系统、汽车及控制方法，其中，轮胎自动充放气装置包括充气头对接组件和驱动部件，充气头对接组件连通于气源，驱动部件连接于充气头对接组件，充气头对接组件用于在驱动部件的驱动下在充放气位置和非充放气位置之间运动；充放气位置为：轮胎的气门嘴通过充气头对接组件连通于气源且能够充气或者放气，采用本发明的轮胎自动充放气装置对轮胎充气或者放气不仅避免了驾驶员手动操作因步骤繁琐而造成的操作不便的问题，还能够有效提高轮胎充放气的效率。

Description

轮胎自动充放气装置、系统、汽车及控制方法

技术领域

本发明涉及汽车胎压调节领域，尤其涉及一种轮胎自动充放气装置、系统、汽车及控制方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，汽车已经成为生活中不可或缺的工具，因此车辆在行驶过程中的安全至关重要，同时，随着科技的进步，车辆的高自动化程度也成为了车辆开发人员和用户共同追求的目标。

汽车轮胎的胎压是车辆行驶过程中的安全因素之一，当汽车的承载重量发生变化时，轮胎的胎压也会发生相应的变化，若未根据实际承载数量及时调整轮胎的胎压，会造成爆胎或胎压不足影响车辆安全的隐患。

现有技术中，可以通过对轮胎进行手动充放气以避免行车过程中的安全隐患，然而，手动充放气效率很低，并且，由于轮胎的工作环境脏污，也会存在操作不便的问题。

可见，现有技术中存在轮胎充放气效率低且操作不便的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中轮胎充放气效率低且操作不便的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种轮胎自动充放气装置、系统、汽车以及控制方法，根据本发明的第一方面，提供了一种轮胎自动充放气装置，包括：充气头对接组件和驱动部件，充气头对接组件连通于气源，驱动部件连接于充气头对接组件，充气头对接组件用于在驱动部件的驱动下在充放气位置和非充放气位置之间运动。

充放气位置为：轮胎的气门嘴通过充气头对接组件连通于气源且能够充气或者放气。

采用上述技术方案，本发明能够在车轮轮胎需要充气时，利用驱动部件驱动充气头对接组件自动与轮胎的气门嘴对接进行轮胎充气或者放气，不仅避免了驾驶员手动操作因步骤繁琐(例如需要下车操作、操作完还需要清洗手等)而造成的操作不便的问题，还能够有效提高轮胎充放气的效率。

可选的，充气头对接组件用于设于车轮的转向节，充气头对接组件包括传动轴、传动齿轮、充气头和气管。

充气头连接于气管并能够通过气管连通于气源，充气头固定于传动轴且能够跟随传动轴运动。传动轴上设有与传动齿轮啮合的传动部，传动齿轮连接于驱动部件，并能够在驱动部件的驱动下通过传动部带动传动轴沿其自身轴线方向运动，以使得：充气头在对接位置和非对接位置之间运动。

当充气头对接组件处于充放气位置时，充气头处于对接位置，充气头对接并连通于气门嘴。

当充气头对接组件处于非充放气位置时，充气头处于非对接位置，充气头未连通于气门嘴。

可选的，轮胎自动充放气装置还包括充气头密封组件，充气头密封组件包括充气头密封罩、复位弹性件和销轴。

充气头密封罩的一端通过销轴铰接于转向节，充气头密封罩与充气头相对设置，且能够在充气头的推动下绕销轴自密封位置转动至非密封位置。密封位置为：充气头密封罩的一侧表面抵接于充气头以将充气头密封。

当充气头处于非对接位置时，充气头密封罩处于密封位置。

当充气头处于对接位置时，充气头密封罩处于非密封位置。

复位弹性件设于充气头密封罩和转向节之间，复位弹性件用于：在充气头处于非对接位置时，使得充气头密封罩自非密封位置复位至密封位置。

采用上述技术方案，本发明实施例能够在轮胎不需要充气时，利用充气头密封罩密封充气头，防止灰尘、杂物进入充气管道中对充气头、气管、以及上游的其它设备(例如充气泵等)造成损坏，能够有效保护设备安全、延长设备使用寿命，同时，利用充气头推动充气头密封罩，实现了充气头对接组件和充气头密封组件的联动，简化了轮胎自动充放气装置的结构。

可选的，车轮的轮辋、制动盘以及轮毂上均设有用于安装气门嘴的安装孔，气门嘴穿设并固定于轮辋的安装孔、制动盘的安装孔、以及轮毂的安装孔内。

轮胎自动充放气装置还包括气门嘴密封组件。气门嘴密封组件穿设于车轮的轮毂和制动盘，气门嘴密封组件包括气门嘴密封罩，气门嘴密封罩能够被驱动在封堵位置和非封堵位置之间转动。

封堵位置为：气门嘴密封罩抵接于轮毂的安装孔且将气门嘴封堵于轮毂的安装孔内。

当充气头对接组件处于充放气位置时，气门嘴密封罩处于非封堵位置，充气头对接组件通过气门嘴连通于轮胎。

当充气头对接组件处于非充放气位置时，气门嘴密封罩处于封堵位置。

可选的，气门嘴密封组件还包括滑移轴、导向套筒和锁止紧固件。导向套筒通过锁止紧固件固定于轮毂。

滑移轴上设有限位凸台，滑移轴位于限位凸台一侧的滑移轴段套设于所导向套筒内，且能够沿导向套筒的内壁在第一位置和第二位置之间滑动。滑移轴位于限位凸台另一侧的滑移轴段的外壁上设有外花键，气门嘴密封罩一端的内壁设有与外花键相匹配的内花键，气门嘴密封罩的一端套设于滑移轴位于限位凸台另一侧的滑移轴段外，以使得：滑移轴沿导向套筒的内壁滑动时，气门嘴密封罩绕滑移轴周向转动。

当滑移轴处于第一位置时，气门嘴密封罩处于非封堵位置。

当滑移轴处于第二位置时，气门嘴密封罩处于封堵位置。

可选的，气门嘴密封组件还包括复位弹簧、压迫弹簧和定位紧固件。

滑移轴位于限位凸台一侧的滑移轴段的内部具有盲孔，盲孔与导向套筒内部连通，复位弹簧套设于盲孔内，复位弹簧的一端抵接于锁止紧固件，另一端抵接于盲孔的底部，复位弹簧用于：当充气头对接组件处于非充放气位置时，使得气门嘴密封罩自非封堵位置复位至封堵位置。

定位紧固件连接于滑移轴远离锁止紧固件的一端，压迫弹簧套设于滑移轴位于限位凸台另一侧的滑移轴段，且位于气门嘴密封罩和定位紧固件之间。

采用上述技术方案，本发明实施例能够在轮胎不需要充气时，利用气门嘴密封罩密封气门嘴，防止灰尘、杂物进入气门嘴对气门嘴造成损坏，能够有效延长气门嘴的使用寿命。

可选的，充气头对接组件还包括顶轴、位移容差弹簧和限位紧固件。充气头对接组件的传动轴的外壁上设有顶轴安装部，顶轴安装部上设有顶轴安装孔。

顶轴穿设于顶轴安装孔内，且能够沿顶轴安装孔的内壁运动，限位紧固件连接于顶轴的一端，并将顶轴的一端限位于顶轴安装孔的一侧。

位移容差弹簧套设于顶轴且位于顶轴的另一端与顶轴安装孔之间。

顶轴能够在驱动部件的驱动下跟随传动轴运动，并推动滑移轴自第二位置运动至第一位置，以使得：气门嘴密封罩自封堵位置转动至非封堵位置。

可选的，位移容差弹簧的刚度大于压迫弹簧的刚度以及复位弹簧的刚度的总和。

采用上述技术方案，本发明实施例能够利用设于充气头对接组件上的顶轴驱动气门嘴密封罩的转动，从而实现了充气头对接组件和气门嘴密封组件的联动，简化了轮胎自动充放气装置的结构，同时也大大缩减了轮胎自动充放气装置所占用的空间，有助于该装置适用于更多的应用场景。

根据本发明的第二方面，提供了一种轮胎自动充放气系统，包括以上各实施例及其可选的实施方式中所涉及的轮胎自动充放装置，还包括控制装置、充气泵、控制阀、位置传感器、胎压传感器以及座椅传感器，轮胎自动充放气装置的驱动部件、以及控制阀、充气泵和位置传感器均电连接于控制装置，控制阀设于充气头对接组件和充气泵之间，用于控制充气头对接组件和充气泵之间通道的通断，充气泵连通于气源。

位置传感器设于充气头对接组件，用于检测充气头对接组件的当前位置并将当前位置反馈至控制装置，胎压传感器设于轮胎，用于检测轮胎的当前胎压并将当前胎压反馈至控制装置，座椅传感器设于汽车的座椅，用于检测座椅的当前承载状态并将当前承载状态反馈至控制装置。控制装置用于根据接收到的充气头对接组件的当前位置、轮胎的当前胎压以及座椅的当前承载状态控制充气泵、控制阀和驱动部件的运行状态。

根据本发明的第三方面，提供了一种汽车，包括以上各实施例及其可选的实施方式中所涉及的轮胎自动充放系统。

根据本发明的第四方面，提供了一种轮胎自动充放气的控制方法，包括：

接收调整胎压信息并执行调整胎压动作，调整胎压动作具体包括：

控制汽车处于制动状态并发送前进挡挂入提示信息。

根据轮胎的当前胎压和胎压阈值范围，确定目标充放气轮胎，其中，胎压阈值范围是根据当前胎压参考值确定的。

获取目标充放气轮胎的当前位置并根据当前位置判断目标充放气轮胎是否处于目标位置，目标位置为：目标充放气轮胎的充气头对准目标充放气轮胎的气门嘴。

若目标充放气轮胎处于目标位置，则：执行充气动作或者放气动作直至目标充放气轮胎的当前胎压处于胎压阈值范围内。

若目标充放气轮胎未处于目标位置，则：控制目标充放气轮胎转动至目标位置后，执行充气动作或者放气动作直至目标充放气轮胎的当前胎压处于胎压阈值范围内。

可选的，在接收调整胎压信号并执行调整胎压动作之前，控制方法还包括：

获取座椅的当前承载状态，并根据座椅的当前承载状态获得轮胎的当前胎压参考值，其中，座椅的当前承载状态表征了乘客的数量和位置。

获取轮胎的当前胎压，并根据当前胎压和当前胎压参考值判断轮胎的当前胎压是否异常。

若是，则发送是否调整胎压的提示信息。

若否，则发送胎压正常的提示信息。

可选的，在执行充气动作或者放气动作直至目标充放气轮胎的当前胎压处于胎压阈值范围内之后，还包括：

判断是否有轮胎的当前胎压未处于胎压阈值范围内。

若有任一轮胎的当前胎压未处于胎压阈值范围内，则：确定该轮胎为目标充放气轮胎。

若全部轮胎的当前胎压均处于胎压阈值范围内，则：执行充放气复位动作并发送胎压正常的提示信息，充放气复位动作包括控制充气头对接组件处于非充放气位置，以及，关闭充气泵与控制阀。

本发明其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本发明说明书中的记载变的显而易见。

附图说明

图1为本发明实施例中轮胎自动充放气装置设于车轮的立体结构示意图；

图2为本发明实施例中轮胎自动充放气装置设于车轮的立体局部放大结构示意图；

图3为本发明实施例中充气头对接组件的立体结构示意图；

图4为本发明实施例中充气头对接组件部分结构的第一侧面剖视结构示意图；

图5为本发明实施例中充气头对接组件部分结构的第二侧面剖视结构示意图；

图6为本发明实施例中充气头对接组件设于转向节的侧面剖视结构示意图；

图7为本发明实施例中车轮的正面结构示意图，其中，气门嘴穿设于车轮的轮毂与制动盘；

图8为本发明实施例中车轮的背面结构示意图，其中，气门嘴穿设于车轮的轮毂与制动盘；

图9为本发明实施例中设于车轮中的气门嘴的侧面剖视局部放大结构示意图；

图10为本发明实施例中设于车轮中的气门嘴、气门嘴密封组件、充气对接组件的侧面剖视结构示意图；

图11为本发明实施例中气门嘴密封组件的立体结构示意图；

图12为本发明实施例中气门嘴密封罩和滑移轴的剖视结构示意图；

图13为本发明实施例中设于车轮中的气门嘴和气门嘴密封罩的侧面剖视结构示意图；

图14为本发明实施例中轮胎自动充放气系统的结构示意图；

图15为本发明实施例中轮胎自动充放气的控制方法的流程示意图一；

图16为本发明实施例中轮胎自动充放气的控制方法的流程示意图二。

附图标记说明：

1：气门嘴；

2：充气头对接组件；20：传动齿轮；21：传动轴；210：齿槽；211：顶轴安装部；212：充气头安装部；2111：顶轴安装孔；212：充气头安装部；22：顶轴；23：位移容差弹簧；24：充气头；25：限位紧固件；26：气管；

3：驱动部件；

41：轮毂；411：第一沉台；412：第二沉台；42：轮辋；421：通道；43：制动盘；44：转向节；

5：气门嘴密封组件；

51：气门嘴密封罩；511：一端；52：滑移轴；521：滑移轴段；5210：盲孔；522：滑移轴段；5220：外花键；53：导向套筒；54：锁止紧固件；55：压迫弹簧；56：定位紧固件；57：限位凸台；58：复位弹簧；

6：充气头密封组件；

61：充气头密封罩；62：复位弹性件；63：销轴。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体地细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体地细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本实施例的一种实施方式提供了一种轮胎自动充放气装置，请参考图1和图2，图1为本发明实施例中轮胎自动充放气装置设于车轮的立体结构示意图，图2为本发明实施例中轮胎自动充放气装置设于车轮的立体局部放大结构示意图，具体的，图2为图1中A部分的局部放大结构示意图。

轮胎自动充放气装置包括：充气头对接组件2和驱动部件3，充气头对接组件2连通于气源(图中未示出)，驱动部件3连接于充气头对接组件2，充气头对接组件2用于在驱动部件的驱动下在充放气位置和非充放气位置之间运动。充放气位置为：轮胎的气门嘴(图中未示出)通过充气头对接组件2连通于气源(图中未示出)且能够充气或者放气。其中，驱动部件3可例如是电机。

可见，本发明能够在车轮轮胎需要充气时，利用驱动部件3驱动充气头对接组件2自动与轮胎的气门嘴对接进行轮胎充气或者放气，不仅避免了驾驶员手动操作因步骤繁琐(例如需要下车操作、操作完还需要清洗手等)而造成的操作不便的问题，还能够有效提高轮胎充放气的效率。并且，由于本发明只在轮胎需要充放气时将充气头对接组件2和气门嘴对接进行轮胎充气或者放气，相较于行车过程中全程充气的方案，避免了气源浪费，有助于减少车辆的能耗。

进一步的，请参考图2至图6，图3为本发明实施例中充气头对接组件的立体结构示意图，图4为本发明实施例中充气头对接组件部分结构的第一侧面剖视结构示意图，图5为本发明实施例中充气头对接组件部分结构的第二侧面剖视结构示意图，图6为本发明实施例中充气头对接组件设于转向节的侧面剖视结构示意图。

充气头对接组件2设于车轮的转向节44，充气头对接组件2包括传动轴21、传动齿轮20、充气头24和气管26。

充气头24连接于气管26并能够通过气管26连通于气源(图中未示出)，充气头24固定于传动轴21且能够跟随传动轴21运动。一种实施方式中，充气头24可以是通过设于传动轴21上的充气头安装部212连接于传动轴21的，充气头安装部212具有充气头安装孔，充气头穿设于充气头安装孔内，另一种实施方式中，充气头24也可以是焊接于传动轴21、或与传动轴21一体成型的。

传动轴21上设有与传动齿轮20啮合的传动部，一种举例中，传动部可例如是设于传动轴21的齿槽210，其它举例中，传动部也可以是连接于传动轴的齿轮、齿条等，只要其能够与传动齿轮20啮合被传动齿轮20驱动，就不脱离本实施例的范围。传动齿轮20连接于驱动部件3，并能够在驱动部件3的驱动下通过传动部(例如齿槽210)带动传动轴21沿其自身轴线方向运动，以使得：充气头24在对接位置和非对接位置之间运动。

当充气头对接组件2处于充放气位置时，充气头24处于对接位置，充气头24对接并连通于气门嘴(图中未示出)。当充气头对接组件2处于非充放气位置时，充气头24处于非对接位置，充气头24未连通于气门嘴(图中未示出)。

进一步的，请参考图3，充气头对接组件2还包括顶轴22、位移容差弹簧23和限位紧固件25。充气头对接组件2的传动轴21的外壁上设有顶轴安装部211，顶轴安装部211上设有顶轴安装孔2111。顶轴22穿设于顶轴安装孔2111内，且能够沿顶轴安装孔2111的内壁运动，限位紧固件25连接于顶轴22的一端，并将顶轴22的一端限位于顶轴安装孔2111的一侧，其中，限位紧固件25可以是螺纹连接于顶轴22的一端的。位移容差弹簧23套设于顶轴22且位于顶轴22的另一端与顶轴安装孔2111之间。顶轴22用于使得充气头对接组件2与后文提及的气门嘴密封组件5联动，具体的，顶轴22能够在驱动部件3的驱动下跟随传动轴21运动，并推动滑移轴自第二位置运动至第一位置，以使得：气门嘴密封罩自封堵位置转动至非封堵位置(具体可参照后文及图11理解)。

进一步的，为了确保充气头24和顶轴22的运动基本同步，一种实施方式中，位移容差弹簧23的刚度大于后文提及的压迫弹簧55的刚度以及复位弹簧58的刚度的总和，并且位移容差弹簧23的压缩量还需满足充气头24与气门嘴1的对接行程。

进一步的，请参考图2，轮胎自动充放气装置还包括充气头密封组件6，充气头密封组件6包括充气头密封罩61、复位弹性件62和销轴63。

充气头密封罩61的一端通过销轴63铰接于转向节44，充气头密封罩61与充气头24相对设置，且能够在充气头24的推动下绕销轴63自密封位置转动至非密封位置。密封位置为：充气头密封罩61的一侧表面抵接于充气头24以将充气头密封。当充气头24处于非对接位置时，充气头密封罩61处于密封位置。当充气头24处于对接位置时，充气头密封罩处61于非密封位置。

复位弹性件62设于充气头密封罩61和转向节44之间，复位弹性件62用于：在充气头24处于非对接位置时，使得充气头密封罩61自非密封位置复位至密封位置。其中，复位弹性件62可例如是弹簧、扭簧等等。

可见，本发明实施例能够在轮胎不需要充气时，利用充气头密封罩密封充气头，防止灰尘、杂物进入充气管道中对充气头、气管、以及上游的其它设备(例如充气泵等)造成损坏，能够有效保护设备安全、延长设备使用寿命。

进一步的，请参考图7至图10，图7为本发明实施例中车轮的正面结构示意图，其中，气门嘴穿设于车轮的轮毂与制动盘，图8为本发明实施例中车轮的背面结构示意图，其中，气门嘴穿设于车轮的轮毂与制动盘，图9为本发明实施例中设于车轮中的气门嘴的侧面剖视局部放大结构示意图。具体的，图9为图10中B部分的局部放大结构示意图。如图7、图8、图9所示，车轮的轮辋42、制动盘43以及轮毂41上均设有用于安装气门嘴1的安装孔，气门嘴1穿设并固定于轮辋42的安装孔、制动盘43的安装孔、以及轮毂41的安装孔内。轮辋42的轮辐中设有通道421，通道421的一端连通于轮胎，另一端连通于气门嘴1。一种举例中，气门嘴1可以通过表面的橡胶与制动盘43的安装孔过盈配合，确保密封性，气门嘴1与轮毂41的安装孔之间可以是间隙配合，气门嘴1远离通道421的一端不超过轮毂41的外表面，其它举例中，气门嘴1也可以是其它安装方式，本发明对此不作限定。

图10为本发明实施例中设于车轮中的气门嘴、气门嘴密封组件、充气对接组件的侧面剖视结构示意图。图11为本发明实施例中气门嘴密封组件的立体结构示意图。

如图10、图11所示，轮胎自动充放气装置还包括气门嘴密封组件5。气门嘴密封组件5穿设于车轮的轮毂41和制动盘43，气门嘴密封组件5包括气门嘴密封罩51，气门嘴密封罩51能够被驱动在封堵位置和非封堵位置之间转动。

封堵位置为：气门嘴密封罩51抵接于轮毂41的安装孔且将气门嘴1封堵于轮毂41的安装孔内。当充气头对接组件2处于充放气位置时，气门嘴密封罩51处于非封堵位置，充气头对接组件2通过气门嘴1连通于轮胎，当充气头对接组件2处于非充放气位置时，气门嘴密封罩51处于封堵位置。

可见，本发明实施例能够在轮胎不需要充气时，利用气门嘴密封罩密封气门嘴，防止灰尘、杂物进入气门嘴对气门嘴造成损坏，能够有效延长气门嘴的使用寿命。

进一步的，请参考图11，气门嘴密封组件5还包括滑移轴52、导向套筒53和锁止紧固件54，导向套筒53通过锁止紧固件54固定于轮毂41。其中，锁止紧固件54可例如是螺纹连接于制动盘43的。滑移轴52上设有限位凸台57，滑移轴52位于限位凸台57一侧的滑移轴段521套设于所导向套筒53内，且能够沿导向套筒53的内壁在第一位置和第二位置之间滑动。滑移轴52位于限位凸台57另一侧的滑移轴段522的外壁上设有外花键5220，气门嘴密封罩一端511的内壁设有与外花键5220相匹配的内花键(图中未示出)，气门嘴密封罩51的一端511套设于滑移轴52位于限位凸台57另一侧的滑移轴段522外，以使得：滑移轴52沿导向套筒53的内壁滑动时，气门嘴密封罩51绕滑移轴52周向转动。当滑移轴52处于第一位置时，气门嘴密封罩51处于非封堵位置，当滑移轴52处于第二位置时，气门嘴密封罩51处于封堵位置。请结合图13理解，其中，滑移轴52处于第一位置可理解为滑移轴52滑动至导向套筒53内使得气门嘴1完全裸露的位置，滑移轴52的处于第二位置可理解为滑移轴52的限位凸台57抵接于轮毂41的第二沉台412的位置。

请参考图12，图12为本发明实施例中气门嘴密封罩和滑移轴的剖视结构示意图。滑移轴52位于限位凸台57一侧的滑移轴段521的横截面形状不限，其可以是圆形、多边形等等，一种举例中，滑移轴段521的横截面采用六边形，导向套筒53的内壁与滑移轴段521的横截面的形状相匹配，这样可以使得滑移轴52在导向套筒53内滑动时，仅在轴向运动，不会产生周向的运动，即防止滑移轴52在导向套筒53内转动。滑移轴段522的外壁上的外花键5220相对于滑移轴52的轴线方向呈一定角度倾斜、或呈螺旋状，进而能够使得滑移轴52在导向套筒53内的滑动带动气门嘴密封罩51绕滑移轴52周向运动。

进一步的，外花键5220与内花键(图中未示出)的设计需满足：滑移轴52的位移量(即定位紧固件56到气门嘴密封罩51的距离-压迫弹簧55的最小长度)能够使得气门嘴密封罩51转动至完全避开轮毂41的安装孔。

进一步的，请参考图11和图13，图13为本发明实施例中设于车轮中的气门嘴和气门嘴密封罩的侧面剖视结构示意图，气门嘴密封组件5还包括复位弹簧58、压迫弹簧55和定位紧固件56。

滑移轴52位于限位凸台57一侧的滑移轴段521的内部具有盲孔5210，盲孔5210与导向套筒53内部连通，锁止紧固件54的内部具有盲孔(图中未示出)，复位弹簧58套设于盲孔5210内，复位弹簧58的一端抵接于锁止紧固件54的盲孔底部，另一端抵接于盲孔5210的底部，复位弹簧58用于：当充气头对接组件2处于非充放气位置时，使得气门嘴密封罩51自非封堵位置复位至封堵位置。

定位紧固件56连接于滑移轴52远离锁止紧固件54的一端，其中，定位紧固件56可以是螺纹连接于滑移轴52远离锁止紧固件的一端的。压迫弹簧55套设于滑移轴52位于限位凸台另一侧的滑移轴段522，且位于气门嘴密封罩51和定位紧固件56之间，压迫弹簧55能够对气门嘴密封罩51施加压紧作用力，使得气门嘴密封罩51始终紧贴轮毂41。

具体的，如图13所示，滑移轴段522穿设于轮毂41，并通过限位凸台57限位于轮毂41的第二沉台412，当限位凸台57抵接于第二沉台412时，滑移轴52处于第二位置，此时，气门嘴密封罩51处于封堵位置。导向套筒53穿设于制动盘43和轮毂41，锁止紧固件54将导向套筒53固定且抵接于轮毂41的第一沉台411上，由于制动盘43和轮毂41是固定连接的，因此，锁止紧固件54能够将导向套筒53固定于制动盘43和轮毂41。

一种举例的气门嘴密封组件5的安装过程中，首先将滑移轴52依次穿过制动盘43、轮毂41，将限位凸台57抵接在轮毂41的第二沉台412，然后将复位弹簧58放入滑移轴52内，之后将导向套筒53套装在滑移轴段521外，然后将锁止紧固件54固定于制动盘43，将气门嘴密封罩51的内花键和滑移轴52的外花键5220配合后，使气门嘴密封罩51紧贴轮毂41，将压迫弹簧55套装在滑移轴段522外，再将定位紧固件56固定在滑移轴52。此时需要校验气门嘴密封罩51是否完全覆盖住轮毂41的安装孔(或可理解为是否处于封堵位置)。如气门嘴密封罩51未完全覆盖轮毂41的安装孔，需要松开锁止紧固件54，通过旋转定位紧固件56，具体可例如旋转定位紧固件56端部的内六角特征，带动滑移轴52、导向套筒53以及气门嘴密封罩51旋转，直至气门嘴密封罩51完全覆盖住轮毂41的安装孔(或可理解为处于封堵位置)，再紧固锁止紧固件54。

一种举例的工作过程中，初始位置时，滑移轴52处于第二位置，气门嘴密封罩51处于封堵位置，充气头24内缩于转向节44内且与转向节44的端面平齐，当轮胎需要充放气时，驱动部件3动作并驱动传动齿轮20运动，由于传动轴21通过齿槽210与传动齿轮20啮合，因而传动轴21被驱动朝靠近气门嘴1的方向运动，同时，顶轴22跟随传动轴21运动，传动轴21携顶轴22持续朝向气门嘴1运动的路径中，充气头24首先接触充气头密封罩61，充气头密封罩61在充气头24的推动下，绕销轴63旋转至非密封位置，然后顶轴22接触定位紧固件56，通过推动定位紧固件56将滑移轴52自第二位置推动至第一位置，此时，气门嘴密封罩绕滑移轴52旋转至非封堵位置，当定位紧固件56压缩压迫弹簧55到极限时，滑移轴52停止移动，此时充气头24还未与气门嘴1对接，传动轴21继续朝向气门嘴1运动使得充气头24最终与气门嘴1对接。

当轮胎充放气结束时，驱动部件3可以反向动作(例如电机反转)并驱动传动齿轮20运动，传动轴21被驱动朝远离气门嘴1的方向运动，滑移轴52在复位弹簧58以及压迫弹簧55的作用下朝远离气门嘴1的方向运动，带动气门嘴密封罩51绕滑移轴52旋转，直至气门嘴密封罩51复位至封堵位置，传动轴21继续朝远离气门嘴1的方向运动，直至充气头24复位至初始位置，此时，充气头密封罩61在复位弹性件62的作用下复位至密封位置，将充气头24密封。

可见，本发明实施例能够利用设于充气头对接组件上的顶轴驱动气门嘴密封罩的转动，从而实现了充气头对接组件和气门嘴密封组件的联动，利用充气头推动充气头密封罩，从而实现了充气头对接组件和充气头密封组件的联动，简化了轮胎自动充放气装置的结构，同时也大大缩减了轮胎自动充放气装置所占用的空间，有助于该装置适用于更多的应用场景。

请参考图14，本发明还提供了一种轮胎自动充放气系统，包括以上各实施例及其可选的实施方式中所涉及的轮胎自动充放装置，还包括控制装置、充气泵、控制阀、位置传感器、胎压传感器以及座椅传感器，轮胎自动充放气装置的驱动部件、以及控制阀、充气泵和位置传感器均电连接于控制装置，控制阀设于充气头对接组件和充气泵之间，用于控制充气头对接组件和充气泵之间通道的通断，充气泵连通于气源。其中，控制阀可例如是设于汽车机舱或者底盘的五通双向阀，五通双向阀能够连通于充气泵以及四个轮胎，可以通过控制每个车轮的充气头对接组件和充气泵之间通道的通断控制每个轮胎的充气、放气。

位置传感器设于充气头对接组件，用于检测充气头对接组件的当前位置并将当前位置反馈至控制装置，位置传感器可例如设于顶轴，还可设于定位紧固件，其它实施方式中，位置传感器还可设于气门嘴或者充气头。胎压传感器设于轮胎，用于检测轮胎的当前胎压并将当前胎压反馈至控制装置，座椅传感器设于汽车的座椅，用于检测座椅的当前承载状态并将当前承载状态反馈至控制装置。控制装置用于根据接收到的充气头对接组件的当前位置、轮胎的当前胎压以及座椅的当前承载状态控制充气泵、控制阀和驱动部件的运行状态。

本发明还提供了一种汽车，包括以上各实施例及其可选的实施方式中所涉及的轮胎自动充放系统。

请参考图14和图15，本发明还提供了一种轮胎自动充放气的控制方法，包括：

步骤S11：接收调整胎压信息并执行调整胎压动作。步骤S11具体包括：

步骤S111：控制汽车处于制动状态并发送前进挡挂入提示信息。

步骤S112：根据轮胎的当前胎压和胎压阈值范围，确定目标充放气轮胎，其中，胎压阈值范围是根据当前胎压参考值确定的。

步骤S113：获取目标充放气轮胎的当前位置并根据当前位置判断目标充放气轮胎是否处于目标位置，目标位置为：目标充放气轮胎的充气头对准目标充放气轮胎的气门嘴。

其中，一种实施方式中，目标充放气轮胎的当前位置可以是通过设于顶轴和/或定位紧固件的位置传感器检测到的，当该位置传感器检测到顶轴与定位紧固件对准时，可理解为此时的目标充放气轮胎处于目标位置，另一种实施方式中，目标充放气轮胎的当前位置可以是通过设于充气头和/或气门嘴的位置传感器检测到的，当该位置传感器检测到充气头与气门嘴对准时，可理解为此时的目标充放气轮胎处于目标位置。

若步骤S113的判断结果为是，则执行步骤S114：执行充气动作或者放气动作直至目标充放气轮胎的当前胎压处于胎压阈值范围内。

若步骤S113的判断结果为否，则执行步骤S115：控制目标充放气轮胎转动至目标位置后，执行充气动作或者放气动作直至目标充放气轮胎的当前胎压处于胎压阈值范围内。

控制目标充放气轮胎转动至目标位置可例如是控制汽车前进或者后退，进而使得轮胎转动至目标位置。充气动作放气动作可例如是启动驱动部件(例如电机)使得充气头与气门嘴对接，利用控制阀打开对应的通道，启动充气泵，放气动作可例如是启动驱动部件(例如电机)使得充气头与气门嘴对接，利用控制阀打开对应的通道，关闭充气泵。

进一步的，在步骤S11之前，还包括：

步骤S101：获取座椅的当前承载状态，并根据座椅的当前承载状态获得轮胎的当前胎压参考值，其中，座椅的当前承载状态表征了乘客的数量和位置。

步骤S102：获取轮胎的当前胎压，并根据当前胎压和当前胎压参考值判断轮胎的当前胎压是否异常

若步骤S102的判断结果为是，则执行步骤S103：发送是否调整胎压的提示信息。

若步骤S102的判断结果为否，则执行步骤S104：发送胎压正常的提示信息。

进一步的，在步骤S113或者步骤S114之后，还包括：S116：判断是否有轮胎的当前胎压未处于胎压阈值范围内。

若步骤S116的判断结果为是，则执行步骤S117：确定该轮胎为目标充放气轮胎。

若步骤S116的判断结果为否，则执行步骤S118：执行充放气复位动作并发送胎压正常的提示信息，充放气复位动作包括控制充气头对接组件处于非充放气位置，以及，关闭充气泵与控制阀。

一种举例的轮胎自动充放气的控制方法过程如下：

汽车启动后，汽车的门锁传感器检测机动车辆车门全部关闭。控制装置执行步骤S101得到汽车前轮的当前胎压参考值为Pf、汽车后轮的当前胎压参考值为Pr，执行步骤S102，获得汽车四个轮胎的当前胎压分别为：左前轮P1、右前轮P2、左后轮P3、右后轮P4，执行步骤S103，即：将P1、P2分别与Pf比较，将P3、P4分别与Pr比较，若P1、P2均等于Pf，且，P3、P4均等于Pr，则可理解为步骤S102的判断结果为否，可执行步骤S104，其中，胎压正常的提示信息可例如是在汽车的驾驶员操作屏上弹出“胎压Ready，可以驾驶”字样，否则，可理解为步骤S102的判断结果为是，可执行步骤S103，其中，是否调整胎压的提示信息可例如是在汽车的驾驶员操作屏上弹出是否调整胎压的按键选项。同时，汽车的驾驶员操作屏上还可显示四个轮胎的当前胎压，并以颜色区分，例如在Pf在±3kpa之内的显示绿色，超出上述范围的显示黄色。

若驾驶员根据操作屏上显示各轮胎的当前胎压，判定可以接受(例如P1超出Pf4kPa)，点击不调整胎压按键，则控制装置不执行胎压调整动作，仅继续监测提醒，调整胎压按键依旧存在，以便驾驶员根据用车环境判定是否调整胎压。

若驾驶员点击调整胎压按键，则控制装置执行步骤S11，首先执行步骤S111，例如控制车辆的电子驻车制动系统(Electrical Park Brake，简称EPB)以及自动刹车(Autohold)动作，并语音提示驾驶员挂入前进挡，或者在操作屏上显示“挂入前进挡”字样。待检测到已挂入前进挡后，执行步骤S112，其中，胎压阈值范围可例如是Pf±3kPa、Pr±3kPa，然后执行步骤S113，若步骤S113的判断结果为是，则执行步骤S114。

若步骤S113的判断结果为否，则执行步骤S115，其中，控制目标充放气轮胎转动至目标位置可例如：控制车辆释放EPB，并自动缓慢匀速前进(如1Km/h)，待顶轴上的位置传感器检测到顶轴对准气门嘴密封组件的定位紧固件，EPB动作，车辆停止。在步骤S114或者步骤S115之后，执行步骤S116，若步骤S116的判断结果为是，则执行步骤S117，然后返回步骤S113，若步骤S116的判断结果为否，则执行步骤S118。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体地实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种轮胎自动充放气装置，其特征在于，包括充气头对接组件和驱动部件，所述充气头对接组件连通于气源，所述驱动部件连接于所述充气头对接组件，所述充气头对接组件用于在所述驱动部件的驱动下在充放气位置和非充放气位置之间运动；

所述充放气位置为：轮胎的气门嘴通过所述充气头对接组件连通于所述气源且能够充气或者放气；

所述充气头对接组件用于设于车轮的转向节，所述充气头对接组件包括传动轴、传动齿轮、充气头和气管；

所述充气头连接于所述气管并能够通过所述气管连通于所述气源，所述充气头固定于所述传动轴且能够跟随所述传动轴运动；所述传动轴上设有与所述传动齿轮啮合的传动部，所述传动齿轮连接于所述驱动部件，并能够在所述驱动部件的驱动下通过所述传动部带动所述传动轴沿其自身轴线方向运动，以使得：所述充气头在对接位置和非对接位置之间运动；

当所述充气头对接组件处于所述充放气位置时，所述充气头处于所述对接位置，所述充气头对接并连通于所述气门嘴；

当所述充气头对接组件处于所述非充放气位置时，所述充气头处于所述非对接位置，所述充气头未连通于所述气门嘴；

车轮的轮辋、制动盘以及轮毂上均设有用于安装所述气门嘴的安装孔，所述气门嘴穿设并固定于所述轮辋的安装孔、所述制动盘的安装孔、以及所述轮毂的安装孔内；

所述轮辋的轮辐中设有通道，通道的一端连通于轮胎，另一端连通于所述气门嘴。

2.根据权利要求1所述的轮胎自动充放气装置，其特征在于，所述轮胎自动充放气装置还包括充气头密封组件，所述充气头密封组件包括充气头密封罩、复位弹性件和销轴；

所述充气头密封罩的一端通过所述销轴铰接于所述转向节，所述充气头密封罩与所述充气头相对设置，且能够在所述充气头的推动下绕所述销轴自密封位置转动至非密封位置；所述密封位置为：所述充气头密封罩的一侧表面抵接于所述充气头以将所述充气头密封；

当所述充气头处于所述非对接位置时，所述充气头密封罩处于所述密封位置；

当所述充气头处于所述对接位置时，所述充气头密封罩处于所述非密封位置；

所述复位弹性件设于所述充气头密封罩和所述转向节之间，所述复位弹性件用于：在所述充气头处于所述非对接位置时，使得所述充气头密封罩自所述非密封位置复位至所述密封位置。

3.根据权利要求1至2任一项所述的轮胎自动充放气装置，其特征在于，

所述轮胎自动充放气装置还包括气门嘴密封组件；所述气门嘴密封组件穿设于所述车轮的轮毂和制动盘，所述气门嘴密封组件包括气门嘴密封罩，所述气门嘴密封罩能够被驱动在封堵位置和非封堵位置之间转动；

所述封堵位置为：所述气门嘴密封罩抵接于所述轮毂的安装孔且将所述气门嘴封堵于所述轮毂的安装孔内；

当所述充气头对接组件处于所述充放气位置时，所述气门嘴密封罩处于非封堵位置，所述充气头对接组件通过所述气门嘴连通于所述轮胎；

当所述充气头对接组件处于所述非充放气位置时，所述气门嘴密封罩处于所述封堵位置。

4.根据权利要求3所述的轮胎自动充放气装置，其特征在于，所述气门嘴密封组件还包括滑移轴、导向套筒和锁止紧固件；所述导向套筒通过所述锁止紧固件固定于所述轮毂；

所述滑移轴上设有限位凸台，所述滑移轴位于所述限位凸台一侧的滑移轴段套设于所导向套筒内，且能够沿所述导向套筒的内壁在第一位置和第二位置之间滑动；所述滑移轴位于所述限位凸台另一侧的滑移轴段的外壁上设有外花键，所述气门嘴密封罩一端的内壁设有与所述外花键相匹配的内花键，所述气门嘴密封罩的一端套设于所述滑移轴位于所述限位凸台另一侧的滑移轴段外，以使得：所述滑移轴沿所述导向套筒的内壁滑动时，所述气门嘴密封罩绕所述滑移轴周向转动；

当所述滑移轴处于第一位置时，所述气门嘴密封罩处于所述非封堵位置；

当所述滑移轴处于第二位置时，所述气门嘴密封罩处于所述封堵位置。

5.根据权利要求4所述的轮胎自动充放气装置，其特征在于，所述气门嘴密封组件还包括复位弹簧、压迫弹簧和定位紧固件；

所述滑移轴位于所述限位凸台一侧的滑移轴段的内部具有盲孔，所述盲孔与所述导向套筒内部连通，所述复位弹簧套设于盲孔内，所述复位弹簧的一端抵接于锁止紧固件，另一端抵接于所述盲孔的底部，所述复位弹簧用于：当所述充气头对接组件处于所述非充放气位置时，使得所述气门嘴密封罩自所述非封堵位置复位至所述封堵位置；

所述定位紧固件连接于所述滑移轴远离所述锁止紧固件的一端，所述压迫弹簧套设于所述滑移轴位于所述限位凸台另一侧的滑移轴段，且位于所述气门嘴密封罩和所述定位紧固件之间。

6.根据权利要求5所述的轮胎自动充放气装置，其特征在于，所述充气头对接组件还包括顶轴、位移容差弹簧和限位紧固件；所述充气头对接组件的传动轴的外壁上设有顶轴安装部，所述顶轴安装部上设有顶轴安装孔；

所述顶轴穿设于所述顶轴安装孔内，且能够沿所述顶轴安装孔的内壁运动，所述限位紧固件连接于所述顶轴的一端，并将所述顶轴的一端限位于所述顶轴安装孔的一侧；

所述位移容差弹簧套设于所述顶轴且位于所述顶轴的另一端与所述顶轴安装孔之间；

所述顶轴能够在所述驱动部件的驱动下跟随所述传动轴运动，并推动所述滑移轴自所述第二位置运动至所述第一位置，以使得：所述气门嘴密封罩自所述封堵位置转动至所述非封堵位置。

7.根据权利要求6所述的轮胎自动充放气装置，其特征在于，所述位移容差弹簧的刚度大于所述压迫弹簧的刚度以及所述复位弹簧的刚度的总和。

8.一种轮胎自动充放气系统，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的轮胎自动充放气装置，所述轮胎自动充放气系统还包括控制装置、充气泵、控制阀、位置传感器、胎压传感器以及座椅传感器，所述轮胎自动充放气装置的所述驱动部件、以及所述控制阀、所述充气泵和所述位置传感器均电连接于所述控制装置，所述控制阀设于所述充气头对接组件和所述充气泵之间，用于控制充气头对接组件和所述充气泵之间通道的通断，所述充气泵连通于所述气源；

所述位置传感器设于所述充气头对接组件，用于检测充气头对接组件的当前位置并将所述当前位置反馈至所述控制装置，所述胎压传感器设于所述轮胎，用于检测轮胎的当前胎压并将所述当前胎压反馈至所述控制装置，所述座椅传感器设于汽车的座椅，用于检测座椅的当前承载状态并将所述当前承载状态反馈至所述控制装置；所述控制装置用于根据接收到的所述充气头对接组件的当前位置、所述轮胎的当前胎压以及所述座椅的当前承载状态控制所述充气泵、所述控制阀和所述驱动部件的运行状态。

9.一种汽车，其特征在于，包括权利要求8所述的轮胎自动充放气系统。

10.一种轮胎自动充放气的控制方法，其特征在于，利用权利要求8所述的轮胎自动充放气系统对轮胎充气或者放气，所述控制方法包括：

接收调整胎压信息并执行调整胎压动作，所述调整胎压动作具体包括：

控制汽车处于制动状态并发送前进挡挂入提示信息；

根据所述轮胎的当前胎压和胎压阈值范围，确定目标充放气轮胎，其中，所述胎压阈值范围是根据当前胎压参考值确定的；

获取所述目标充放气轮胎的当前位置并根据所述当前位置判断所述目标充放气轮胎是否处于目标位置，所述目标位置为：所述目标充放气轮胎的充气头对准所述目标充放气轮胎的气门嘴；

若所述目标充放气轮胎处于所述目标位置，则：执行充气动作或者放气动作直至所述目标充放气轮胎的当前胎压处于所述胎压阈值范围内；

若所述目标充放气轮胎未处于所述目标位置，则：控制所述目标充放气轮胎转动至目标位置后，执行充气动作或者放气动作直至所述目标充放气轮胎的当前胎压处于所述胎压阈值范围内。

11.根据权利要求10所述的轮胎自动充放气的控制方法，其特征在于，在所述接收调整胎压信号并执行调整胎压动作之前，所述控制方法还包括：

获取座椅的当前承载状态，并根据座椅的当前承载状态获得轮胎的所述当前胎压参考值，其中，所述座椅的当前承载状态表征了乘客的数量和位置；

获取轮胎的当前胎压，并根据所述当前胎压和所述当前胎压参考值判断轮胎的当前胎压是否异常；

若是，则发送是否调整胎压的提示信息；

若否，则发送胎压正常的提示信息。

12.根据权利要求10所述的轮胎自动充放气的控制方法，其特征在于，在所述执行充气动作或者放气动作直至所述目标充放气轮胎的当前胎压处于所述胎压阈值范围内之后，还包括：

判断是否有轮胎的当前胎压未处于所述胎压阈值范围内；

若有任一轮胎的当前胎压未处于所述胎压阈值范围内，则：确定该轮胎为所述目标充放气轮胎；

若全部轮胎的当前胎压均处于所述胎压阈值范围内，则：执行充放气复位动作并发送胎压正常的提示信息，所述充放气复位动作包括控制所述充气头对接组件处于所述非充放气位置，以及，关闭所述充气泵与所述控制阀。