CN117048568A - 基于中央充放气轮胎的重型车紧急制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于中央充放气轮胎的重型车紧急制动系统，包括ECU控制器、储气罐、罐压传感器以及轮胎，轮胎内设有胎压传感器和胎温传感器，轮胎上设有放气电磁阀和充气电磁阀；储气罐、罐压传感器以及轮胎内设的胎压传感器和胎温传感器分别与ECU控制器连接，放气电磁阀和充气电磁阀也分别与ECU控制器连接；该系统有超载监控、侧翻监控、漏气/爆胎监控和山区工况识别四种制动方式。本发明通过四种制动方式来实现重型车在超载、侧翻、漏气/爆胎以及山区工况时的紧急制动，提高了行车安全性。

Description

基于中央充放气轮胎的重型车紧急制动系统

技术领域

本发明属于汽车轮胎制动技术领域，具体涉及一种基于中央充放气轮胎的重型车紧急制动系统。

背景技术

2020年末，我国拥有公路营运汽车1171.54万辆，其中载客汽车61.26万辆、载货汽车1110.28万辆(含挂车334.63万辆)。载重车因其车身长、质心高、惯量大，在行驶过程中若出现胎压不平衡，极易发生侧倾、侧翻、爆胎，由此导致严重的安全事故。其中载货汽车重心高的特点极易因操作不当引发侧翻，2019年底，因侧翻事故造成的伤亡人数在单方事故中占比最高，达到了5.27%。根据公安网发布的数据，全国货车保有量占全部机动车保有量比重不足10%，但导致的事故占1/4，导致一次死亡3人以上事故约占1/3，导致一次死亡10人以上事故占40%，单次事故造成的死亡率更是接近50%。据统计，在我国高速公路上发生的各类交通事故中，约 45% 是由轮胎故障引发的，其中胎压不平衡是主要诱因之一。

SAE 的统计结果也表明，美国每年约有26万起的交通事故和75% 的轮胎故障是由胎压异常和轮胎渗漏造成。当货运汽车的实际载重量超过车轮的最大允许载荷时，轮胎的内压就会增大，当轮胎的内压超过轮胎气门的密封压力时，就会引起轮胎漏气，如果承载力大的后双轮中有一个轮胎漏气而驾驶员未能及时发现，就会导致后双轮中的另一轮胎负荷过大而爆胎。另外，货运汽车长时间使用制动器后，制动鼓会逐渐产生高温，由于货运汽车轮胎气门贴近轮胎轮辋内侧中间位置，距制动鼓很近，制动鼓产生的高温会使气门底部的胶皮膨胀变质而密封性变差，那些经常在山区、丘陵地区行驶的货运汽车，由于不得不经常长时间使用制动器，轮胎气门密封性普通较差，因此爆胎的几率更高。超载加速轮胎磨损，减少轮胎寿命；导致转向沉重，影响操纵性能，同时还会严重降低制动性能。

我国在山区或者高原地区的公路里程占总数约40%。在 2019年公安部公布十大事故多发地中，云南省占两个，最突出的问题是长大下坡路段。2018年公安部集中开展长大下坡危险路段整治，发现长大下坡危险路段1026处，这些路段已经累计发生交通事故2.4万余起，造成6400人死亡。在公安部公布十大事故多发长下坡路段中云南省占三个。长大下坡、急弯陡坡、临水临崖、团雾结冰这些坡道路段常伴有路段较窄、视线不良等不利因素致事故发生率明显增高。在相关研究中，长下坡而发生事故的大货车类型中以重型货车为主，这类车辆常常为了经济利益而超载运输，导致重型货车是长下坡路段最危险的车辆。

大型货车制动系统一般包括: 行车制动器(刹车) 和辅助制动系统(排档制动，发动机排气制动、缓速器制动等) 两个部分。其中，行车制动器一般用于紧急情况时临时、快速制动，不适用于持续性制动；而辅助制动系统则被设计用于连续下坡过程中的持续性制动。发动机制动长时间使用容易对发动机和变速器造成损失。但排气制动只是辅助制动，不能代替车辆制动系统，只能用于降低和控制车速，不能提供快速减速和紧急制动，且在冰雪或湿滑路面容易出现打滑和轮胎滑移的危险情况。缓速器因为体积大，成本高，高温容易损坏等缺点，使得缓速器较难广泛使用。

对于重载的货车而言在汽车行驶中，一直存在的行驶阻力包括空气阻力和滚动阻力，但对于在高原山区的重型载货汽车而言一般以中低车速行驶，空气阻力的影响没有滚动阻力大。在下长坡过程中，为控制车速而频繁使用制动器，出现一定程度的热衰退现象，造成制动力明显衰退，在进行浇水降温在冬季容易导致道路结冰，容易导致事故发生。在山区具有夏季降雨量较大，路面湿滑，冬季道路有积雪容易结冰的特点，导致道路附着系数较低，制动距离延长。

车辆连续下坡制动的基本原理，实际上是一个势能与动能、热能相互转化的过程。在从坡顶向坡底行驶的过程中，车辆的重力势能会自然转化为车辆行驶动能和车辆制动系统的热能。重型车的行车制动容易出现热衰退现象，需要来提高车辆的制动力一方面通过中央轮胎充气系统来调节轮胎气压增加轮胎滚动阻力系数，增加滚动阻力来增加制动力，减少制动距离；另外一方面通过对轮胎气压的动态调节，增加复杂情况下的车辆附着系数，同时来调节整车的平衡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于中央充放气轮胎的重型车紧急制动系统，通过对胎压的监控，在行车前粗略估算车辆是否超载；在行驶过程中自动调节气压，保持胎压在标准值附近；遇到紧急制动时可以通过降低胎压，增加滚动阻力减少刹车距离。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：基于中央充放气轮胎的重型车紧急制动系统，包括ECU控制器、储气罐、罐压传感器以及轮胎，轮胎内设有胎压传感器和胎温传感器，轮胎上设有放气电磁阀和充气电磁阀；储气罐、罐压传感器以及轮胎内设的胎压传感器和胎温传感器分别与ECU控制器连接，放气电磁阀和充气电磁阀也分别与ECU控制器连接；该系统有超载监控、侧翻监控、漏气/爆胎监控和山区工况识别四种制动方式；其中，

（1）超载监控制动方式：

在汽车静态检查过程中，通过大气压力传感器来分析当前的气压，分析出对胎压的影响，根据：平原胎压+(平原大气压力-高海拔压力）=实际轮胎相对压力，来计算需要放多少的气压；将车辆气压调节至T0，让车辆在高原行驶时，增加摩擦力，避免爆胎风险，T0为汽车空载标准胎压；

车辆静态时，车辆胎压持续保持在标准胎压值；在对车辆进行装载时，通过胎压传感器对装载后的车辆胎压进行读取，并将读取的数据发送给ECU控制器；ECU控制器接收数据后进行载重胎压关系对比，来初步估算此时的载重；

（2）侧翻监控制动方式：

A. 通过胎压传感器对两侧轮胎进行胎压监测，并将数据传送给ECU控制器；当一侧胎压减小且该轮胎无漏气因素，而对侧胎压增强时，计算两侧胎压差值；当超过满载胎压值的20%，则进入下一步判断逻辑；

B.监测车辆的侧倾角是否大于15度，若大于15度，则认为有侧翻风险，开始语音提醒驾驶员并对侧轮胎放气，降低质心和降速；

a.若经过驾驶员调整车辆侧倾角小于15度，则该模块结束；

b.若车辆侧倾角进一步增加，侧倾角大于国家标准试验里35度的要求，且两侧胎压差值大于50%，则认为侧翻不可避免，发动机熄火进入仪表电状态，车辆鸣笛和开启双闪，方向盘助力减小，驾驶室两侧玻璃降下，安全气囊弹出；

C.监测车辆的侧倾角在15-36度之间，则持续降低气压，限制车速直至停车；若车辆没有侧翻，轮胎充气系统仅在车辆静止状态进行充气;

（3）漏气/爆胎监控制动方式：

爆胎监控：胎温传感器对轮胎温度进行监控，并将数据传送给ECU控制器；当轮胎温度达到90度时，提醒驾驶员休息；轮胎温度超过120°，开双闪，车速限制70km/h；

漏气监控：

通过胎压传感器分析，若近5秒胎压持续下降，或胎压下降值超过10%，则认为有漏气的可能性；逐秒分析胎压下降速率或者胎压已经下降至下降前胎压的60%，语音提示漏气速率，提醒驾驶员停车，充气阀打开，对侧轮胎放气，保持两侧胎压差值在10%内，打开双闪；车辆开始自动缓慢减速，直至车辆停止；若只是缓慢漏气，则会提醒驾驶员注意轮胎，若5分钟胎压仍保持较低则，提醒驾驶员停车检查；

（4）山区工况识别制动方式：

对高原山区工况特点进行分析，得出高原山区道路有急弯、陡坡、连续下坡的路况，提取行驶特征，具体特征如下：90秒内最大高度与最小海拔差值20米、90秒内制动次数大于2次、90秒内制动踏板平均开度大于30%、90秒内制动时间比例大于20%和90秒内方向盘累计转角大于120度；

上述五条特征里只要满足三条，即认为是山区工况，再结合单次制动时长是否大于15秒，判断是否为长下坡工况。

较佳地，超载监控制动中，载重胎压关系对比如下：

A.若载重胎压小于或等于T1，则初步进行调整到标准胎压；

B.若载重胎压大于T1小于T1.3，则表示车辆超载，但小于30%，此时会提醒驾驶员超载，并对车辆限速至80km/h；

C.若载重胎压大于T1.3小于T1.5，则表示车辆超载大于30%小于50%，此时会提醒驾驶员超载，并对车辆限速至65km/h；

D.若载重胎压大于T1.5小于T2，则表示车辆超载大于50%小于100%，此时会提醒驾驶员超载，并对车辆限速至50km/h，车辆不能上高速，且通过OBD进行远程上传，若车辆取得运输超载特殊件时，后台监控系统对该车解除限速；

E.若胎压大于T2或者 T9，则表示车辆超载大于100%或者达到轮胎胎压承受限值，此时驾驶较为危险，会提醒驾驶员超载，且持续双闪，并对车辆限速至30km/h，车辆不能上高速，且通过OBD进行远程上传，若车辆取得运输超载特殊件等证件时，后台监控系统对该车解除限速；

其中，T1为满载时的汽车静态载重，T1.3为满载时的汽车静态载重加0.3倍，T1.5为满载时的汽车静态载重加0.5倍，T2为满载时的汽车静态载重加1倍，T9为汽车轮胎最大压力值。

较佳地，山区工况识别制动中，通过结合摄像头识别共同判断，在山区工况和长下坡工况两种工况下，若驾驶员全力紧急制动，制动踏板全开且时间超过2秒，车辆依次从最后轮开始将胎压降至50%；辅助制动全部开始工作，增加制动力；对于山区工况，频繁轻微制动和转弯，容易导致制动器和轮胎温度上升，导致制动性能下降，当轮胎温度传感器大于90度或者制动器温度大于260度，提醒驾驶员休息，胎压降至满载标准胎压80%，车辆限速60km/h，直到车辆停止；在长下坡工况中，胎压降至满载标准胎压80%，车辆限速60km/h，增加车辆滚动阻力，提高制动性能，减缓制动器温度上升造成多大制动性能衰退，以及在制动器失效时，将胎压降至30%来完成车辆控制。

较佳地，爆胎监控中轮胎的结构为：在轮胎内胎中增加多个单独的小内胎，相邻小内胎之间通过单向阀来联通，最后一个小内胎连接大内胎；在充气时，先从小内胎上充气，当小内胎都充满时，再给大内胎充气；放气时先放大内胎的气；当爆胎时，大内胎刺穿，小内胎还有气，不会导致车辆失控，打开充气阀补气，让驾驶员将车辆挪至安全区域。

本发明通过对大气压力、轮胎气压、轮胎温度、制动温度和减速度信息进行收集，调节胎压来适应当前行驶工况。在车辆熄火时，将胎压调整至标准胎压，在分析车辆装载后的胎压，来粗略估算车辆的重量。根据面对的驾驶情况来调节气压，增加滚动阻力，增加制动力，减少制动距离；遇到紧急制动可以从后胎往前胎顺序快速放气，提高安全。

本发明理论基础：根据汽车理论里的经验公式滚动阻力系数与车速、充气压力的关系，当胎压下降32%，滚动阻力系数增加23%，这是由于气压越高，轮胎变形及由其产生的迟滞损失就越小，滚动阻力也就越小，反之则增加滚动阻力。轮胎滚动阻力及滚动阻力系数值与其速度相关，且速度越快，滚动阻力及滚动阻力系数值越低，而货车大部分以中低车速行驶。滚动阻力等于汽车滚动阻力系数与车轮负荷的乘积，对于满载货车而言，滚动阻力系数增加23%，是较大的制动力；如图7所示为滚动阻力系数与车速、充气压力的关系。

本发明的有益效果：

1. 通过对静态车辆载重与胎压关系进行设置，来粗略估算车辆是否超载，并根据交通法对不同的超载率，设置了不同的应对措施，并可以通过OBD远程对超载车辆进行监控，极大提高安全性；货车有储气罐，实施轮胎充气系统较为方便；

2.可以车辆装载或者过弯时，调节车辆各个轮胎胎压，整体上保持胎压平衡，来调节整车平衡；

3.通过对胎压监测来判断是否侧翻，提高行车安全性；

4.设计新型轮胎可以更好应急爆胎，漏气识别及充气策略；

5.高原山区工况和长下坡工况的识别；

6.通过降低胎压增加滚动阻力，减少制动距离；为保障车辆运行安全，在行驶过程中除漏气外，其他充气均需在静止时充气；放气无限制；

7.结合AEB的自动放气系统，结合AEB触发条件，在自动紧急制动时，自动对轮胎放气，提高附着系数，增加制动力，充分考虑了制动力衰减的情况。

附图说明

图1为本发明系统的示意图；

图2为超载监控制动的流程图；

图3为侧翻监控制动流程图；

图4为漏气/爆胎监控制动流程图；

图5为山区工况识别制动流程图；

图6为本发明设计的新型轮胎示意图；

图7为滚动阻力系数与车速、充气压力的关系图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术、连接关系或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术、连接关系、条件或者按照产品说明书进行。所用材料、仪器或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

如图1所示，本发明提供的基于中央充放气轮胎的重型车紧急制动系统，该系统包括ECU控制器、储气罐、罐压传感器以及轮胎，轮胎内设有胎压传感器和胎温传感器，轮胎上设有放气电磁阀和充气电磁阀；储气罐、罐压传感器以及轮胎内设的胎压传感器和胎温传感器分别与ECU控制器连接，放气电磁阀和充气电磁阀也分别与ECU控制器连接；该系统有超载监控、侧翻监控、漏气/爆胎监控和山区工况识别四种制动方式；其中，

（1）超载监控制动

重型载货汽车在制动时与路面间的纵向附着系数大小仅与车辆载重率有关，随着载重率的增大，车辆制动减速度逐渐减小，纵向附着系数减小。

2022年4月1日，我国实施了新交规，货车超载超过核定载质量但未超过30％的，并一次扣1分；如果货车超载超过30%，低于50%，扣3分；如果货车超载超过50%，情节比较严重，扣6分。通过对汽车静态载重测试，分别得到满载、满载加0.3倍、0.5倍和1倍载质量下的轮胎胎压，分别记为T1、T1.3、T1.5、T2，建立标记。汽车空载标准胎压T0，同时对汽车轮胎最大压力值T9（是指轮胎在冷态且车辆满载的情况下，允许的最大充气压力）录入系统；轮胎数量多时，得到多个轮胎气压，总轮胎数的平均气压进行分析。

如图2所示，在汽车静态检查过程中，通过大气压力传感器来分析当前的气压，分析出对胎压的影响（高海拔中大气压减少，胎压增高），根据：平原胎压+(平原大气压力-高海拔压力）=实际轮胎相对压力，来计算需要放多少的气压；将车辆气压调节至T0，让车辆在高原行驶时，增加摩擦力，避免爆胎风险，T0为汽车空载标准胎压；

车辆静态时，车辆胎压持续保持在标准胎压值；在对车辆进行装载时，通过胎压传感器对装载后的车辆胎压进行读取，并将读取的数据发送给ECU控制器；ECU控制器接收数据后进行载重胎压关系对比，来初步估算此时的载重：

A.若载重胎压小于或等于T1，则初步进行调整到标准胎压；

B.若载重胎压大于T1小于T1.3，则表示车辆超载，但小于30%，此时会提醒驾驶员超载，并对车辆限速至80km/h；

C.若载重胎压大于T1.3小于T1.5，则表示车辆超载大于30%小于50%，此时会提醒驾驶员超载，并对车辆限速至65km/h；

D.若载重胎压大于T1.5小于T2，则表示车辆超载大于50%小于100%，此时会提醒驾驶员超载，并对车辆限速至50km/h，车辆不能上高速，且通过OBD进行远程上传，若车辆取得运输超载特殊件时，后台监控系统对该车解除限速；

E.若胎压大于T2或者 T9，则表示车辆超载大于100%或者达到轮胎胎压承受限值，此时驾驶较为危险，会提醒驾驶员超载，且持续双闪，并对车辆限速至30km/h，车辆不能上高速，且通过OBD进行远程上传，若车辆取得运输超载特殊件等证件时，后台监控系统对该车解除限速；

（2）侧翻监控制动

载重车辆在装载时，容易出现装载不均匀的情况，导致轮胎气压不一致，在行车过程中容易出现侧翻情况；此时，找出胎压较强的一侧轮胎，载重较强侧，胎压较高，对该侧进行补气；对载重较轻侧，胎压较低，适当放气，但调节气压均不超过满载标准气压正负20%进行微调。

由于转弯行驶增加的滚动阻力，已接近直线行驶时的50%-100%。急弯路段行驶，由于货车体积较大，在车速较快时转弯，因惯性容易侧翻，尤其是货物偏高时，车辆重心就会上移；当行驶至急弯处时，车上货物的惯性太大而超出车轮、车板的支撑力，就会发生侧翻。在车辆行驶过程中，对车辆各轮胎压进行监控，车辆要侧翻时，一轮将会离开地面，轮胎气压产生变化，而侧翻侧轮胎因为压力变大，胎压将会增加的理论来判断车辆是否会侧翻，如图3所示：

A. 通过胎压传感器对两侧轮胎进行胎压监测，并将数据传送给ECU控制器；当一侧胎压减小且该轮胎无漏气因素，而对侧胎压增强时，计算两侧胎压差值；当超过满载胎压值的20%，则进入下一步判断逻辑；

B.监测车辆的侧倾角是否大于15度，若大于15度，则认为有侧翻风险，开始语音提醒驾驶员并对侧轮胎放气，降低质心和降速；

a.若经过驾驶员调整车辆侧倾角小于15度，则该模块结束；

b.若车辆侧倾角进一步增加，侧倾角大于国家标准试验里35度的要求，且两侧胎压差值大于50%（侧翻极限条件为一侧轮胎离地，所有重量加载在对侧轮胎上，对侧胎压急剧上升，离地侧胎压逐渐减小），则认为侧翻不可避免，发动机熄火进入仪表电状态，车辆鸣笛和开启双闪，方向盘助力减小，驾驶室两侧玻璃降下，安全气囊弹出；

C.监测车辆的侧倾角在15-36度之间，则持续降低气压，限制车速直至停车；若车辆没有侧翻，轮胎充气系统仅在车辆静止状态进行充气;

（3）漏气/爆胎监控制动，其流程如图4所示：

爆胎监控：夏季地面温度高，长时间行驶容易造成轮胎高温，容易导致爆胎；通过胎温传感器对轮胎温度进行监控，并将数据传送给ECU控制器；当轮胎温度达到90度时，提醒驾驶员休息；轮胎温度超过120°，开双闪，车速限制70km/h；为了防止爆胎的情况发生，本发明通过将两侧胎压差值控制在10%以内，来调节车辆平衡；具体是针对一开始车辆装载不平衡，导致车辆胎压不一致的情况，会自动降低气压低侧轮胎的气压，将两轮胎胎压差值在10%以内。

漏气监控：

通过胎压传感器分析，若近5秒胎压持续下降，或胎压下降值超过10%，则认为有漏气的可能性；逐秒分析胎压下降速率或者胎压已经下降至下降前胎压的60%，语音提示漏气速率，提醒驾驶员停车，充气阀打开，对侧轮胎放气，保持两侧胎压差值在10%内，打开双闪；车辆开始自动缓慢减速，直至车辆停止；若只是缓慢漏气，则会提醒驾驶员注意轮胎，若5分钟胎压仍保持较低则，提醒驾驶员停车检查；

（4）山区工况识别制动

相关研究表明，空载11吨载货汽车与路面的附着系数为0.6，但满载25吨时，轮胎与路面附着系数为0.41，此时附着系数仅为空载的66.6%。轮胎滚动阻力及滚动阻力系数值与其速度相关，且速度越慢，滚动阻力及滚动阻力系数值越高，对于重型中低速载货车辆来说，滚动阻力占比较高。根据研究数据表明，载重对轮胎与路面附着系数有较大影响，在进一步计算得到不同载重下的最大制动减速度。超载货车在山区道路行驶更容易造成事故；超载50%，最大减速度下降22%。在山区行车时，有急弯、陡坡、连续下坡等路况，导致经常进行行车制动，导致轮胎温度过高，橡胶强度变差，容易造成爆胎等事故发生。同时也会造成制动鼓温度过高，出现热衰退现象，导致制动性能严重下降。下表为超载率、附着系数以及最大减速度的关系表。

如图5所示，通过对高原山区工况特点进行分析，得出高原山区道路有急弯、陡坡、连续下坡的路况，提取行驶特征，并结合相关文献研究得到山区行车特征，包括道路特点、制动特征和方向盘转动特征三个方面，具体特征如下：90秒内最大高度与最小海拔差值20米、90秒内制动次数大于2次、90秒内制动踏板平均开度大于30%、90秒内制动时间比例大于20%和90秒内方向盘累计转角大于120度；

上述五条特征里只要满足三条，即认为是山区工况，再结合单次制动时长是否大于15秒，（相关论文进行实际试验时，统计发现山区平均单次制动时间为14秒）判断是否为长下坡工况；结合摄像头识别共同判断，在两种工况下，若驾驶员全力紧急制动，制动踏板全开且时间超过2秒，车辆依次从最后轮开始将胎压降至50%；辅助制动全部开始工作，增加制动力；对于山区工况，频繁轻微制动和转弯，容易导致制动器和轮胎温度上升，导致制动性能下降，当轮胎温度传感器大于90度或者制动器温度大于260度，提醒驾驶员休息，胎压降至满载标准胎压80%，车辆限速60km/h，直到车辆停止；在长下坡工况中，胎压降至满载标准胎压80%，车辆限速60km/h，增加车辆滚动阻力，提高制动性能，减缓制动器温度上升造成多大制动性能衰退，以及在制动器失效时，将胎压降至30%来完成车辆控制。长下坡工况制动还有手动方式，制动力失效时，猛踩刹车时间超过2秒，胎压降至30%，实现制动。

爆胎在0.1秒内，轮胎气压就为0，反应时间极短。如图6所示，本发明设计一种新型轮胎，来防止爆胎后的危险。在轮胎内胎中增加六个单独的小内胎1，相邻小内胎1之间通过单向阀2来联通，最后一个小内胎1连接大内胎3；在充气时，先从小内胎1上充气，当小内胎1都充满时，再给大内胎3充气；放气时先放大内胎3的气；当爆胎时，大内胎3刺穿，小内胎1还有气，不会导致车辆失控，打开充气阀补气，让驾驶员将车辆挪至安全区域；图中，4-内置式胎压监测器，5-气门芯电磁阀。

地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受附着力限制，地面制动力不超能过附着力，在紧急制动时，降低气压，增加轮胎与地面接触面积，导致附着系数增加，同时提高了最大制动力，减少制动距离，提高车辆安全性。

碰撞时间TTC(Time-To-Collision)指的是，行驶车辆计算出和前方物体可能发生碰撞所需要的时间，定义为自车与障碍物之间的距离除以相对速度。当 TTC 小于 AEB 阈值时，系统以一定的减速度采取紧急制动。但对于重型车来说，会出现超载和热衰退等现象，造成最大减速度减小，按照设计减速度进行计算会造成交通事故，且不能预测到此时的最大减速度，对AEB的计算会造成较大影响。

本发明中的轮胎放气方式还可以用于AEB中。对于满载货车AEB开始以一定减速度减速时，实际的最大减速度小于设计值，在AEB触发时，轮胎根据进行快速放气，来提高减速度，来保证车辆安全。当胎压放至标准胎压40%则停止放气，或者车辆停止也停止放气。

以上所述，仅为本发明的较佳实施实例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施实例所做的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.基于中央充放气轮胎的重型车紧急制动系统，其特征在于，包括ECU控制器、储气罐、罐压传感器以及轮胎，轮胎内设有胎压传感器和胎温传感器，轮胎上设有放气电磁阀和充气电磁阀；储气罐、罐压传感器以及轮胎内设的胎压传感器和胎温传感器分别与ECU控制器连接，放气电磁阀和充气电磁阀也分别与ECU控制器连接；该系统有超载监控、侧翻监控、漏气/爆胎监控和山区工况识别四种制动方式；其中，

（1）超载监控制动方式：

在汽车静态检查过程中，通过大气压力传感器来分析当前的气压，分析出对胎压的影响，根据：平原胎压+(平原大气压力-高海拔压力）=实际轮胎相对压力，来计算需要放多少的气压；将车辆气压调节至T0，让车辆在高原行驶时，增加摩擦力，避免爆胎风险，T0为汽车空载标准胎压；

车辆静态时，车辆胎压持续保持在标准胎压值；在对车辆进行装载时，通过胎压传感器对装载后的车辆胎压进行读取，并将读取的数据发送给ECU控制器；ECU控制器接收数据后进行载重胎压关系对比，来初步估算此时的载重；

（2）侧翻监控制动方式：

A. 通过胎压传感器对两侧轮胎进行胎压监测，并将数据传送给ECU控制器；当一侧胎压减小且该轮胎无漏气因素，而对侧胎压增强时，计算两侧胎压差值；当超过满载胎压值的20%，则进入下一步判断逻辑；

B.监测车辆的侧倾角是否大于15度，若大于15度，则认为有侧翻风险，开始语音提醒驾驶员并对侧轮胎放气，降低质心和降速；

a.若经过驾驶员调整车辆侧倾角小于15度，则该模块结束；

b.若车辆侧倾角进一步增加，侧倾角大于国家标准试验里35度的要求，且两侧胎压差值大于50%，则认为侧翻不可避免，发动机熄火进入仪表电状态，车辆鸣笛和开启双闪，方向盘助力减小，驾驶室两侧玻璃降下，安全气囊弹出；

C.监测车辆的侧倾角在15-36度之间，则持续降低气压，限制车速直至停车；若车辆没有侧翻，轮胎充气系统仅在车辆静止状态进行充气;

（3）漏气/爆胎监控制动方式：

爆胎监控：胎温传感器对轮胎温度进行监控，并将数据传送给ECU控制器；当轮胎温度达到90度时，提醒驾驶员休息；轮胎温度超过120°，开双闪，车速限制70km/h；

漏气监控：

通过胎压传感器分析，若近5秒胎压持续下降，或胎压下降值超过10%，则认为有漏气的可能性；逐秒分析胎压下降速率或者胎压已经下降至下降前胎压的60%，语音提示漏气速率，提醒驾驶员停车，充气阀打开，对侧轮胎放气，保持两侧胎压差值在10%内，打开双闪；车辆开始自动缓慢减速，直至车辆停止；若只是缓慢漏气，则会提醒驾驶员注意轮胎，若5分钟胎压仍保持较低则，提醒驾驶员停车检查；

（4）山区工况识别制动方式：

对高原山区工况特点进行分析，得出高原山区道路有急弯、陡坡、连续下坡的路况，提取行驶特征，具体特征如下：90秒内最大高度与最小海拔差值20米、90秒内制动次数大于2次、90秒内制动踏板平均开度大于30%、90秒内制动时间比例大于20%和90秒内方向盘累计转角大于120度；

上述五条特征里只要满足三条，即认为是山区工况，再结合单次制动时长是否大于15秒，判断是否为长下坡工况。

2.根据权利要求1所述的基于中央充放气轮胎的重型车紧急制动系统，其特征在于，超载监控制动中，载重胎压关系对比如下：

A.若载重胎压小于或等于T1，则初步进行调整到标准胎压；

B.若载重胎压大于T1小于T1.3，则表示车辆超载，但小于30%，此时会提醒驾驶员超载，并对车辆限速至80km/h；

C.若载重胎压大于T1.3小于T1.5，则表示车辆超载大于30%小于50%，此时会提醒驾驶员超载，并对车辆限速至65km/h；

D.若载重胎压大于T1.5小于T2，则表示车辆超载大于50%小于100%，此时会提醒驾驶员超载，并对车辆限速至50km/h，车辆不能上高速，且通过OBD进行远程上传，若车辆取得运输超载特殊件时，后台监控系统对该车解除限速；

E.若胎压大于T2或者 T9，则表示车辆超载大于100%或者达到轮胎胎压承受限值，此时驾驶较为危险，会提醒驾驶员超载，且持续双闪，并对车辆限速至30km/h，车辆不能上高速，且通过OBD进行远程上传，若车辆取得运输超载特殊件等证件时，后台监控系统对该车解除限速；

其中，T1为满载时的汽车静态载重，T1.3为满载时的汽车静态载重加0.3倍，T1.5为满载时的汽车静态载重加0.5倍，T2为满载时的汽车静态载重加1倍，T9为汽车轮胎最大压力值。

3.根据权利要求1所述的基于中央充放气轮胎的重型车紧急制动系统，其特征在于，山区工况识别制动中，通过结合摄像头识别共同判断，在山区工况和长下坡工况两种工况下，若驾驶员全力紧急制动，制动踏板全开且时间超过2秒，车辆依次从最后轮开始将胎压降至50%；辅助制动全部开始工作，增加制动力；对于山区工况，频繁轻微制动和转弯，容易导致制动器和轮胎温度上升，导致制动性能下降，当轮胎温度传感器大于90度或者制动器温度大于260度，提醒驾驶员休息，胎压降至满载标准胎压80%，车辆限速60km/h，直到车辆停止；在长下坡工况中，胎压降至满载标准胎压80%，车辆限速60km/h，增加车辆滚动阻力，提高制动性能，减缓制动器温度上升造成多大制动性能衰退，以及在制动器失效时，将胎压降至30%来完成车辆控制。

4.根据权利要求1所述的基于中央充放气轮胎的重型车紧急制动系统，其特征在于，爆胎监控中轮胎的结构为：在轮胎内胎中增加多个单独的小内胎，相邻小内胎之间通过单向阀来联通，最后一个小内胎连接大内胎；在充气时，先从小内胎上充气，当小内胎都充满时，再给大内胎充气；放气时先放大内胎的气；当爆胎时，大内胎刺穿，小内胎还有气，不会导致车辆失控，打开充气阀补气，让驾驶员将车辆挪至安全区域。