CN114889370A - 一种测量轮胎实时高度的传感器及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量轮胎实时高度的传感器及其测量方法,属于汽车配件技术领域,包括轮胎高度传感器主体、轮毂主体和轮胎主体,轮胎主体安装固定于轮毂主体的表面,轮胎高度传感器主体设于轮胎主体的内腔,且轮胎高度传感器主体嵌设于轮毂主体的表面,轮胎高度传感器主体包括测距单元、信号收发单元和供能单元,供能单元的一侧设有供能单元端盖,轮胎主体的内腔且位于轮胎高度传感器主体的对应处固定安装有金属反光薄片;本发明能直接测量轮胎在旋转过程中轮胎的实时高度,通过测量的轮胎高度的最大值与最小值,可获得轮胎的绝对变形量,可计算出轮胎的变形率,相对于从轮胎压力的方式获知轮胎变形量更为直接也更为可靠。
Description
技术领域
本发明属于汽车配件技术领域,具体涉及一种测量轮胎实时高度的传感器,本发明还涉及一种测量轮胎实时高度的传感器的测量方法。
背景技术
车辆轮胎压力不足或承载负荷过重,均会使得轮胎与地面接触时的变形量增大,此时轮胎与地面接触面积增大,导致胎侧与地面接触并产生摩擦。相比于胎面,胎侧的抗摩擦能力较弱且较薄,在行驶中容易破损而发生爆胎,而爆胎恰恰是引发车辆事故中最常见的原因。
如何判断车辆轮胎变形量过大,除了静态时人为观察出明显变形外,目前常见的手段是安装轮胎压力传感器,一种是通过直接测量轮胎压力,当轮胎压力较低时,认为轮胎变形量较大;一种是通过各轮的轮速传感器,对比出转速偏大的那只,从而得知其变形量较大,进一步换算为轮胎压力,也有通过路侧摄像头视频识别轮胎与轮毂图像,分离出轮胎图像后,通过图像分析得出变形量。
上述判断方法需要从测量到换算分析方能够得到轮胎变形量和变形率,通过上述方法得到的轮胎变形量和变形率操作步骤较为复杂,且得出的结果数据也不够准确,为此,我们提出一种测量轮胎实时高度的传感器及其测量方法来解决现有技术中存在的问题,使其通过测量的轮胎高度的最大值与最小值,可获得轮胎的绝对变形量,进而计算出轮胎的变形率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测量轮胎实时高度的传感器及其测量方法,以解决上述背景技术中提出现有技术中判断分析轮胎变形量和变形率操作步骤较为复杂,且得出的结果数据也不够准确的问题。
为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种测量轮胎实时高度的传感器,包括轮胎高度传感器主体、轮毂主体和轮胎主体,所述轮胎主体安装固定于轮毂主体的表面,所述轮胎高度传感器主体设于轮胎主体的内腔,且所述轮胎高度传感器主体嵌设于轮毂主体的表面,所述轮胎高度传感器主体包括测距单元、信号收发单元和供能单元,所述供能单元的一侧设有供能单元端盖,所述轮胎主体的内腔且位于轮胎高度传感器主体的对应处固定安装有金属反光薄片。
优选的,所述轮毂主体的表面开设有用于安装轮胎高度传感器主体的安装槽,所述供能单元的表面贯穿安装槽并延伸至轮毂主体的内圈。
优选的,所述轮胎高度传感器主体和安装槽之间设有密封胶圈,所述密封胶圈的两侧分别与轮胎高度传感器主体和轮毂主体的表面贴合。
优选的,所述金属反光薄片的尺寸大于测距单元的尺寸。
一种测量轮胎实时高度的传感器的测量方法,包括上述的一种测量轮胎实时高度的传感器,包括以下步骤:
S1、启动汽车并正常行驶,使轮胎处于转动状态;
S2、发送工作指令:轮胎转动过程中,汽车ECU向轮胎高度传感器主体上的信号收发单元发出指令;
S3、开始测量:信号收发单元接收工作指令后,控制测距单元工作,测距单元发出光线并被金属反光薄片反射回来;
S4、数据反馈:测距单元接收金属反光薄片反射回来的光线,可实时测量出轮胎主体内侧与测距单元端面的距离,并将持续测量结果的最大值和最小值通过信号收发单元发送给汽车ECU;
S5、数据分析:汽车ECU接收到信号收发单元发出的测量数据后,计算轮胎主体的变形量和变形率。
优选的,所述步骤S1中轮胎的转动圈数应不小于十圈。
优选的,所述步骤S3测量过程中,当测距单元垂直于地面朝向正上方时,测得的距离最大,测距单元垂直于地面朝向正下方时,测得的距离最小,其差值即为绝对变形量,其差值与轮胎原始高度的比值即为变形率。
优选的,所述步骤S5中,计算轮胎主体变形量的方法为:变形量=测试轮胎高度的最大值-最小值。
优选的,所述步骤S5中,计算轮胎主体变形率的方法为:变形率=变形量/轮胎名义高度。
优选的,所述步骤S5中,轮胎主体的变形量和变形率通过汽车显示单元向外部展示。
本发明的技术效果和优点:本发明提出的一种测量轮胎实时高度的传感器及其测量方法,与现有技术相比,具有以下优点:
1、本发明能直接测量轮胎在旋转过程中轮胎的实时高度,通过测量的轮胎高度的最大值与最小值,可获得轮胎的绝对变形量,可计算出轮胎的变形率,相对于从轮胎压力的方式获知轮胎变形量更为直接也更为可靠;
2、本发明中测距单元垂直于地面朝向正上方时,测得的距离最大,测距单元垂直于地面朝向正下方时,测得的距离最小,其差值即为绝对变形量,其差值与轮胎原始高度的比值即为变形率;
3、本发明轮胎高度传感器主体通过安装槽安装在轮毂主体上,在轮毂主体与轮胎高度传感器主体之间垫有密封胶圈,以防止漏气,在轮胎主体充气后,轮胎主体内部较大的气压作用可以将轮轮胎高度传感器主体进行固定,金属反光薄片贴附于轮胎高度传感器主体正对着的轮胎主体内侧位置,金属反光薄片的尺寸应大于测距单元的尺寸,能有效反射测距单元发出的光线。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明轮胎高度传感器主体的系统框图;
图3为本发明传感器测量方法的流程框图。
图中:1、轮胎高度传感器主体;11、测距单元;12、信号收发单元;13、供能单元;2、轮毂主体;3、轮胎主体;4、供能单元端盖;5、金属反光薄片;6、安装槽;7、密封胶圈。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1和2所示的一种测量轮胎实时高度的传感器,包括轮胎高度传感器主体1、轮毂主体2和轮胎主体3,轮胎主体3安装固定于轮毂主体2的表面,轮胎高度传感器主体1设于轮胎主体3的内腔,轮毂主体2的表面开设有用于安装轮胎高度传感器主体1的安装槽6,供能单元13的表面贯穿安装槽6并延伸至轮毂主体2的内圈,轮胎高度传感器主体1和安装槽6之间设有密封胶圈7,密封胶圈7的两侧分别与轮胎高度传感器主体1和轮毂主体2的表面贴合,且轮胎高度传感器主体1嵌设于轮毂主体2的表面,轮胎高度传感器主体1包括测距单元11、信号收发单元12和供能单元13,供能单元13的一侧设有供能单元端盖4,轮胎主体3的内腔且位于轮胎高度传感器主体1的对应处固定安装有金属反光薄片5,金属反光薄片5的尺寸大于测距单元11的尺寸;
通过安装槽6的设置,可以为轮胎高度传感器主体1提供安装空间,在安装轮胎高度传感器主体1的时候,可将轮胎高度传感器主体1供能单元13的一端贯穿安装槽6并延伸至轮毂主体2的内圈,此时安装槽6为向上的方向,可防止在将轮胎高度传感器主体1安装在安装槽6内后,轮胎高度传感器主体1从安装槽6的内腔脱落,然后使用者可向轮胎主体3的内部充气,在轮胎主体3充气后,轮胎主体3内部气压增高,在较大的气压作用下,可以将轮胎高度传感器主体1固定在轮毂主体2的表面,通过密封胶圈7的设置,可以对轮胎高度传感器主体1与安装槽6之间的连接处进行密封处理,以提高其气密性,通过供能单元端盖4的设置,打开供能单元端盖4,可以更换供能单元13内的电池;
通过测距单元11和金属反光薄片5的配合使用,在汽车行驶的过程中,汽车ECU会向信号收发单元12发出指令,信号收发单元12接收信号后会控制测距单元11工作,测距单元11向外部发出光线并被金属反光薄片5反射回来,本实施例中金属反光薄片5的尺寸应大于测距单元11的尺寸,能有效反射测距单元11发出的光线,测距单元11接收反射的光线可实时测量出轮胎主体3内侧与测距单元11端面的距离,并将持续测量结果的最大值和最小值通过信号收发单元12发送给汽车ECU,本实施例中测距单元11优选设置为测距仪,可以有效对轮胎主体3内侧与测距单元11之间的间距进行实时测量,本实施例中信号收发单元12优选为信号收发器,可将测量结果发送给汽车ECU,使用者可根据实际使用需求更换更为适配的测距装置和信号收发装置;
货车的车轮,各轮用的轮毂和轮胎多数都是一样的,但前后轮在使用上有区别,对于前轮,左右一般都只有一只车轮,由于该车轮内要布置制动鼓,因而其轮毂主体2内侧与制动鼓之间的空间较小,适合用主体内置式的轮胎高度传感器主体1,所谓的主体内置式轮胎高度传感器主体1,其安装好后,露在轮毂主体2外的只有较小段的供能单元端盖4,其测距单元11、信号收发单元12、供能单元13均在轮毂主体2与轮胎主体3内侧。
对于后轮,左右一般各装有两只车轮,两只车轮呈镜像布置,靠近车轴内的一只车轮,与前轮相似,其内要布置制动鼓,因而其适合主体内置式的轮胎高度传感器主体1;而外侧的这只车轮,轮毂主体2外侧几乎无遮挡,适合用主体外置式的轮胎高度传感器主体1,所谓的主体外置式轮胎高度传感器主体1,其安装好后,仅测距单元11在轮毂主体2与轮胎主体3内侧,信号收发单元12、供能单元13、供能单元端盖4均露在轮毂主体2外侧,便于信号传输和维护更换;
本实施例中汽车ECU指的是电子控制单元,又称“行车电脑”、“车载电脑”等。它和普通的电脑一样,由微控制器、存储器、输入/输出接口、模数转换器以及整形、驱动等大规模集成电路组成。
本发明还提供了如图3所示的一种测量轮胎实时高度的传感器的测量方法,包括以下步骤:
S1、启动汽车并正常行驶,使轮胎处于转动状态,其中轮胎转动的圈数应不小于十圈;
S2、发送工作指令:轮胎转动过程中,汽车ECU向轮胎高度传感器主体1上的信号收发单元12发出指令;
S3、开始测量:信号收发单元12接收工作指令后,控制测距单元11工作,测距单元11发出光线并被金属反光薄片5反射回来,当测距单元11垂直于地面朝向正上方时,测得的距离最大,测距单元11垂直于地面朝向正下方时,测得的距离最小,其差值即为绝对变形量,其差值与轮胎原始高度的比值即为变形率;
S4、数据反馈:测距单元11接收金属反光薄片5反射回来的光线,可实时测量出轮胎主体3内侧与测距单元11端面的距离,并将持续测量结果的最大值和最小值通过信号收发单元12发送给汽车ECU;
S5、数据分析:汽车ECU接收到信号收发单元12发出的测量数据后,计算轮胎主体3的变形量和变形率,计算轮胎主体3变形量的方法为:变形量=测试轮胎高度的最大值-最小值,计算轮胎主体3变形率的方法为:变形率=变形量/轮胎名义高度,轮胎主体3的变形量和变形率通过汽车显示单元向外部展示;
本实施例中汽车显示单元优选为车载显示设备,车载显示设备通常是液晶显示屏,带外音,可读SD卡,USB和蓝牙等功能。车载领航员的车载显示器有来电语音报号功能,这是因为液晶屏的体积比较小,便于安装,可以安装到仪表盘附近、车顶、座椅靠背后,甚至安装在遮阳板上,方便在各种情况下使用。此外,车载显示设备往往还集成了其他功能,比如带有简单的功放、电视接收功能、音频输出等,种类和功能比电视或者计算机显示器更繁多。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
Claims (10)
1.一种测量轮胎实时高度的传感器,包括轮胎高度传感器主体(1)、轮毂主体(2)和轮胎主体(3),其特征在于:所述轮胎主体(3)安装固定于轮毂主体(2)的表面,所述轮胎高度传感器主体(1)设于轮胎主体(3)的内腔,且所述轮胎高度传感器主体(1)嵌设于轮毂主体(2)的表面,所述轮胎高度传感器主体(1)包括测距单元(11)、信号收发单元(12)和供能单元(13),所述供能单元(13)的一侧设有供能单元端盖(4),所述轮胎主体(3)的内腔且位于轮胎高度传感器主体(1)的对应处固定安装有金属反光薄片(5)。
2.根据权利要求1所述的一种测量轮胎实时高度的传感器,其特征在于:所述轮毂主体(2)的表面开设有用于安装轮胎高度传感器主体(1)的安装槽(6),所述供能单元(13)的表面贯穿安装槽(6)并延伸至轮毂主体(2)的内圈。
3.根据权利要求2所述的一种测量轮胎实时高度的传感器,其特征在于:所述轮胎高度传感器主体(1)和安装槽(6)之间设有密封胶圈(7),所述密封胶圈(7)的两侧分别与轮胎高度传感器主体(1)和轮毂主体(2)的表面贴合。
4.根据权利要求1所述的一种测量轮胎实时高度的传感器,其特征在于:所述金属反光薄片(5)的尺寸大于测距单元(11)的尺寸。
5.一种测量轮胎实时高度的传感器的测量方法,包括权利要求1至4任意一项所述的一种测量轮胎实时高度的传感器,其特征在于:包括以下步骤:
S1、启动汽车并正常行驶,使轮胎处于转动状态;
S2、发送工作指令:轮胎转动过程中,汽车ECU向轮胎高度传感器主体上的信号收发单元发出指令;
S3、开始测量:信号收发单元接收工作指令后,控制测距单元工作,测距单元发出光线并被金属反光薄片反射回来;
S4、数据反馈:测距单元接收金属反光薄片反射回来的光线,可实时测量出轮胎主体内侧与测距单元端面的距离,并将持续测量结果的最大值和最小值通过信号收发单元发送给汽车ECU;
S5、数据分析:汽车ECU接收到信号收发单元发出的测量数据后,计算轮胎主体的变形量和变形率。
6.根据权利要求5所述的一种测量轮胎实时高度的传感器的测量方法,其特征在于:所述步骤S1中轮胎的转动圈数应不小于十圈。
7.根据权利要求5所述的一种测量轮胎实时高度的传感器的测量方法,其特征在于:所述步骤S3测量过程中,当测距单元垂直于地面朝向正上方时,测得的距离最大,测距单元垂直于地面朝向正下方时,测得的距离最小,其差值即为绝对变形量,其差值与轮胎原始高度的比值即为变形率。
8.根据权利要求5所述的一种测量轮胎实时高度的传感器的测量方法,其特征在于:所述步骤S5中,计算轮胎主体变形量的方法为:变形量=测试轮胎高度的最大值-最小值。
9.根据权利要求5所述的一种测量轮胎实时高度的传感器的测量方法,其特征在于:所述步骤S5中,计算轮胎主体变形率的方法为:变形率=变形量/轮胎名义高度。
10.根据权利要求5所述的一种测量轮胎实时高度的传感器的测量方法,其特征在于:所述步骤S5中,轮胎主体的变形量和变形率通过汽车显示单元向外部展示。
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