CN117360119B - 一种新型汽车轮胎及智能充气控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种新型汽车轮胎及智能充气控制方法,其中,该新型汽车轮胎包括轮胎主体、轮毂主体、轮胎附层和安装框架,轮胎主体外周侧设有胎面,轮胎附层设置在轮胎主体内侧靠近胎面一端的两侧,轮胎附层内设有限位环,限位环上安装有充气附胎,充气附胎靠近胎面的一侧设有多个呈均匀等距分布的辅助顶件,安装槽上开设有与辅助顶件对应的安装孔,轮胎主体上设有与辅助顶件对应的弹性抵触件,弹性抵触件与轮胎主体成型为一体,安装框架上设有气泵组件和与气泵组件电性连接的供电模组。本发明通过将智能充气控制方法与新型轮胎结合,满足个性化自适应调节能力的需求,提高场景应对能力,增强制动辅助,实现更换预警,保证驾驶安全性和舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,尤其是指一种新型汽车轮胎及智能充气控制方法。
背景技术
随着汽车技术的持续发展和生活水平的提高,汽车已经走进了千家万户,成为日常出行和旅游的必备工具。为了追求更高的驾驶安全性、舒适性和智能化,汽车研发人员对动力系统、安全控制系统等方面进行了深入研究,轮胎充放气控制也成为了研究的重要方向。
众所周知,汽车在不同场景驾驶,轮胎气压的变化不仅涉及能源损耗的快慢,对于驾驶舒适性和安全性同样具有重要的影响,传统汽车在轮胎方面存在局限性:
1.缺乏个性化自适应调节能力:传统汽车的轮胎充气压力调整与载重参数和驾驶地形相关性较小,无法根据载重参数和驾驶地形自适应调节轮胎的胎压,这导致驾驶体验较差,能耗较高,汽车机能损耗较大。
2.场景应对能力不足:在不同路况场景,汽车对爬附抓地能力的要求不同,例如车身部分陷入低洼、泥潭等地形,则需要轮胎具备较高的爬附抓地能力,由于传统汽车轮胎的爬附抓地能力为静态值,无法应对不同路况场景需求,故通常以调节驱动系统输出的方式,实现爬附抓地能力的调节,调节形式较为单一,且容易增加能耗。
3.制动辅助能力有限:传统汽车制动为轮胎静态制动,主要依赖刹车盘对轮胎进行刹止,借助轮胎与地面的摩擦阻力,实现制动,即传统轮胎与地面的接触面积无法调控,属于被动辅助制动,制动辅助效果还有待提高。
4.缺乏更换预警能力:轮胎在进行长时间使用后,易产生磨损变形,寿命即将达到终点,传统轮胎在出现问题后才发现,未能提前进行预防,导致出行受影响,如果在驾驶途中出问题,甚至影响驾驶人员的安全。
针对以上问题,本发明提出了一种新型汽车轮胎及智能充气控制方法。
发明内容
有鉴于此,本发明针对现有技术存在之缺失,其主要目的是提供一种新型汽车轮胎及智能充气控制方法,其解决传统汽车轮胎缺乏个性化自适应调节能力,场景应对能力不足,制动辅助能力有限,缺乏更换预警能力的技术问题。
为实现上述目的,本发明采用如下之技术方案:
本发明的一种新型汽车轮胎,包括:
轮胎主体,所述轮胎主体的外周侧设有胎面;
轮毂主体,所述轮毂主体安装在所述轮胎主体上,所述轮毂主体与所述轮胎主体共同形成第一充气内腔;
轮胎附层,所述轮胎附层设置在所述轮胎主体内侧靠近所述胎面一端的两侧,所述轮胎附层内设置有充气附胎,所述充气附胎内设有第二充气内腔,所述充气附胎靠近所述胎面的一侧设有多个呈均匀等距分布的辅助顶件,所述轮胎主体上设有与所述辅助顶件对应的弹性抵触件,所述弹性抵触件的可变形量大于所述轮胎主体的可变形量;
安装框架,所述安装框架与轮毂主体固定连接,所述安装框架上设有气泵装置,所述气泵装置用于调控所述第一充气内腔和第二充气内腔的气压;
所述轮胎主体设有所述轮胎附层的两侧壁的可变形量小于所述轮胎主体设有所述胎面一端的可变形量,所述轮胎附层内设有限位环,所述限位环靠近所述轮毂主体的一端开设有与所述充气附胎对应的安装槽,所述充气附胎安装在所述安装槽上,所述安装槽上开设有与所述辅助顶件对应的安装孔,所述辅助顶件安装在所述安装孔上,所述安装孔贯穿所述限位环,所述弹性抵触件与所述轮胎主体成型为一体,所述弹性抵触件远离所述轮毂主体的一端与所述轮胎主体外周侧齐平,所述充气附胎设有所述辅助顶件的一侧的可变形量小于所述充气附胎另一侧的可变形量,所述气泵装置包括第一气泵、第二气泵和供电模组,所述第一气泵、第二气泵和供电模组均通过紧固板件与所述安装框架固定连接,所述第一气泵和第二气泵均与所述供电模组电性连接,所述第一气泵和第二气泵还均连接有控制单元,所述第一气泵通过第一管件与所述第一充气内腔连通,所述第二气泵通过第二管件与所述第二充气内腔连通,所述第一管件上设有第一控制气阀,所述第二管件上设有第二控制气阀,所述第一控制气阀和第二控制气阀均与所述控制单元连接,所述辅助顶件安装在所述安装孔上的安装方式包括固定安装或活动安装;
所述供电模组为单个供电模块或多个供电模块,所述第一气泵、第二气泵和供电模组沿所述安装框架外周侧呈等距均匀地布置,所述第一气泵和第二气泵上均设有传感件,所述传感件用于感应监测和响应轮胎胎压的变化,所述轮胎胎压包括与所述第一充气内腔对应的第一胎压和与所述第二充气内腔对应的第二胎压,所述弹性抵触件远离所述辅助顶件的一端还设有耐磨层。
作为一种优选方案,所述辅助顶件包括但不限于实心管件、空心管件,所述弹性抵触件靠近所述辅助顶件的一端还设有弧形凹腔,所述辅助顶件的一端延伸至所述弧形凹腔,所述辅助顶件的另一端延伸至所述第二充气内腔。
作为一种优选方案,所述第一管件的一端安装在所述第一气泵上,所述第一管件的另一端穿过所述轮毂主体,并延伸至所述第一充气内腔,所述第二管件呈“T”字形,所述第二管件包括横管和竖管,所述横管与竖管呈垂直布置,所述竖管的一端与所述第二气泵连接,所述竖管的另一端穿过所述轮毂主体与所述横管的中部连接,所述第二控制气阀安装在所述竖管与横管的连接处,所述横管的两端均依次穿过所述轮胎附层、限位环和充气附胎,并延伸至所述第二充气内腔。
一种智能充气控制方法,基于前述的新型汽车轮胎,包括以下步骤:
S1:判断汽车驱动信息,明确汽车类别,选择胎压数据库,所述胎压数据库内存储有多组胎压选择范围,所述胎压选择范围包括与所述第一充气内腔对应的第一压力范围和与所述第二充气内腔对应的第二压力范围;
S2:收集载重参数,判断车身重量分布情况,所述车身重量分布情况包括车辆自重分布情况和与所述载重参数对应的载重分布情况;
S3:连接导航系统,判断汽车驶入的地形状况,结合所述汽车类别,初步调节悬挂系统,适应所述地形状况,再依据所述车辆自重分布情况和载重分布情况,从所述胎压数据库中调取相匹配的所述胎压选择范围,并基于所述第一压力范围,通过所述第一气泵初步调整所述第一胎压,初步调整所述胎面与地面的接触面积,再基于所述第二压力范围,通过所述第二气泵初步调整设置在所述轮胎主体内两侧的所述充气附胎的所述第二胎压,初步调整所述弹性抵触件的变形量,从而初步调控轮胎整体的爬附抓地能力;
S4:基于所述地形状况,启动车载全息系统,识别驾驶路况,进一步精调所述悬挂系统,再基于所述第一压力范围,进一步通过所述第一气泵精调所述第一胎压,进一步调整所述胎面与地面的接触面积,并基于所述第二压力范围,进一步通过所述第二气泵精调设置在所述轮胎主体内两侧的所述充气附胎的所述第二胎压,进一步调整所述弹性抵触件的变形量,进一步地调整轮胎整体的所述爬附抓地能力,以适应所述驾驶路况;
S5:关联制动系统,判断是否处于紧急制动状态,当识别到所述紧急制动状态,配合车身稳定系统,降低所述第一胎压,增加所述胎面与地面的接触面积,同时提高所述第二胎压,增大所述弹性抵触件的变形量,快速提高所述爬附抓地能力,主动辅助制动,当所述紧急制动状态解除,先复位所述第二胎压,再复位所述第一胎压;
S6:监测轮胎状况,预警更换。
作为一种优选方案,基于所述步骤S1,包括:
依据所述汽车类别,明确汽车动力性能;
依据所述汽车动力性能,选择所述胎压数据库的类别;
所述胎压数据库包括前驱数据库、后驱数据库和四驱数据库;
所述前驱数据库、后驱数据库和四驱数据库均设有多组与所述地形状况相配对的所述胎压选择范围。
作为一种优选方案,基于所述步骤S2,包括:
通过所述传感件识别承重受力部位;
依据所述承重受力部位判断乘坐人员的位置、驾驶员的位置和承载物品的位置;
收集所述乘坐人员、驾驶员和承载物品的重量信息,获得所述载重参数;
依据所述载重参数,明确所述车身重量分布情况。
作为一种优选方案,通过所述第二气泵初步调整和进一步调整设置在所述轮胎主体内两侧的所述充气附胎的所述第二胎压,所述第二气泵通过所述第二控制气阀分别调控设置在所述轮胎主体内两侧的所述充气附胎的所述第二胎压。
作为一种优选方案,基于所述步骤S6,包括:
收集统计每次驾驶充放气频率及轮胎胎压变化;
判断轮胎使用状况,预警轮胎更换;
所述轮胎使用状况包括正常耗损更换状况和非正常耗损更换状况;
所述正常耗损更换状况包括但不限于轮胎磨损、轮胎老化;
所述非正常耗损更换状况包括但不限于碰撞变形、外伤破损。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果,具体而言,由上述技术方案可知,其主要是:
1.根据载重参数、地形状况和驾驶路况,调整轮胎胎压,提高驾驶员和乘坐人员的驾驶体验,满足个性化自适应调节的需求;
2.依据不同路况场景,通过控制轮胎胎压,配合辅助顶件和弹性抵触件,提供不同的爬附抓地能力,应对不同路况场景的需求;
3.在遇到紧急制动时,基于胎压选择范围,改变胎面与地面的接触面积,配以辅助顶件、弹性抵触件和车身稳定系统的辅助,在短时间内迅速增大与地面的接触面积,以提供更高的制动辅助效果,化被动辅助制动为主动辅助制动;
4.通过监测统计每次驾驶轮胎充放气的效率和胎压变化,判断轮胎状态,并及时预警更换,保证出行效率以及驾驶人员行驶安全。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效,下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明之实施例1-3的新型轮胎结构示意图;
图2是本发明之实施例1-3的轮胎主体示意图;
图3是本发明之实施例1的新型轮胎剖视图;
图4是本发明之实施例2的新型轮胎剖视图;
图5是本发明之实施例2的新型轮胎剖视图之A处放大图;
图6是本发明之实施例3的新型轮胎剖视图;
图7是本发明之实施例4的智能充气控制方法流程图。
附图标记说明:
10、轮胎主体;11、胎面;
20、轮毂主体;21、第一充气内腔;
30、轮胎附层;31、限位环;311、安装槽;312、安装孔;32、充气附胎;321、第二充气内腔;33、辅助顶件;331、导气通孔;34、弹性抵触件;341、弧形凹腔;
40、安装框架;41、紧固板件;
50、气泵装置;51、第一气泵;52、第二气泵;53、第一管件;54、第二管件;541、横管;542、竖管;
60、供电模组。
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实例,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。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
首先,对本申请可适用的应用场景进行介绍。
本申请可应用于汽车技术领域,随着汽车技术的持续发展和生活水平的提高,汽车已经走进了千家万户,成为日常出行和旅游的必备工具。为了追求更高的驾驶安全性、舒适性和智能化,汽车研发人员对动力系统、安全控制系统等方面进行了深入研究,轮胎充放气控制也成为了研究的重要方向。
众所周知,汽车在不同场景驾驶,轮胎气压的变化不仅涉及能源损耗的快慢,对于驾驶舒适性和安全性同样具有重要的影响,传统汽车在轮胎方面存在局限性:
1.缺乏个性化自适应调节能力:传统汽车的轮胎充气压力调整与载重参数和驾驶地形相关性较小,无法根据载重参数和驾驶地形自适应调节轮胎的胎压,这导致驾驶体验较差,能耗较高,汽车机能损耗较大。
2.场景应对能力不足:在不同路况场景,汽车对爬附抓地能力的要求不同,例如车身部分陷入低洼、泥潭等地形,则需要轮胎具备较高的爬附抓地能力,由于传统汽车轮胎的爬附抓地能力为静态值,无法应对不同路况场景需求,故通常以调节驱动系统输出的方式,实现爬附抓地能力的调节,调节形式较为单一,且容易增加能耗。
3.制动辅助能力有限:传统汽车制动为轮胎静态制动,主要依赖刹车盘对轮胎进行刹止,借助轮胎与地面的摩擦阻力,实现制动,即传统轮胎与地面的接触面积无法调控,属于被动辅助制动,制动辅助效果还有待提高。
4.缺乏更换预警能力:轮胎在进行长时间使用后,易产生磨损变形,寿命即将达到终点,传统轮胎在出现问题后才发现,未能提前进行预防,导致出行受影响,如果在驾驶途中出问题,甚至影响驾驶人员的安全。
基于此,本发明实施例1-3提出了一种新型汽车轮胎及智能充气控制方法,智能充气控制方法应用于该新型汽车轮胎上。
请参阅图1至图6,该新型汽车轮胎包括:
轮胎主体10,轮胎主体10是轮胎的主要部分,轮胎主体10的外周侧设有胎面11,胎面11是与地面接触的主要部分,以提供更大的摩擦力,起到辅助制动作用,轮胎主体10设有轮胎附层30的两侧壁的可变形量小于轮胎主体10设有胎面11一端的可变形量;
轮毂主体20,轮毂主体20安装在轮胎主体10上,轮毂主体20与轮胎主体10共同形成第一充气内腔21,当第一充气内腔21的气压逐渐增大时,胎面11会随着轮胎主体10的充气变形呈现不同凸起程度的拱桥状,而当第一充气内腔21的气压逐渐减少时,胎面11会随着轮胎主体10充气变形的复位逐渐趋于平坦,若此时第一充气内腔21的气压仍持续减少,则构成负压状态,使胎面11可呈现微凹状态,以此,实现对胎面11与地面接触面积的初步调控,即通过调控第一充气内腔21的气压,来控制轮胎主体10的充气变形量,从而改变胎面11与地面的接触面积,初步调控爬附抓地能力;
轮胎附层30,轮胎附层30设置在轮胎主体10内侧靠近胎面11一端的两侧,轮胎附层30内设置有充气附胎32,充气附胎32内设有第二充气内腔321,充气附胎32靠近胎面11的一侧设有多个呈均匀等距分布的辅助顶件33,轮胎主体10上设有与辅助顶件33对应的弹性抵触件34,弹性抵触件34的可变形量大于轮胎主体10的可变形量,通过调控第二充气内腔321的气压,间接调整弹性抵触件34的变形量,使弹性抵触件34与轮胎主体10外周侧呈现不同程度的高度差,实现对爬附抓地能力的进一步调控,提高驾驶的稳定性,满足不同地形状况和驾驶路况的行驶需求;
安装框架40,安装框架40与轮毂主体20固定连接,安装框架40上设有气泵装置50,安装框架40用于将气泵装置50稳固地安装在轮毂主体20上,保证整体结构的连接稳定性,气泵装置50用于调控第一充气内腔21和第二充气内腔321的气压。
其中,辅助顶件33包括但不限于实心管件、空心管件,弹性抵触件34靠近辅助顶件33的一端还设有弧形凹腔341,弧形凹腔341的设置,便于精准控制弹性抵触件34的受力,辅助顶件33的一端延伸至弧形凹腔341,辅助顶件33的另一端延伸至第二充气内腔321。
轮胎附层30内设有限位环31,限位环31的设置,可进一步提高轮胎主体10两侧的硬度,提高轮胎主体10的性能,保证轮胎整体结构的稳定性,限位环31靠近轮毂主体20的一端开设有与充气附胎32对应的安装槽311,充气附胎32安装在安装槽311上,安装槽311上开设有与辅助顶件33对应的安装孔312,辅助顶件33安装在安装孔312上,安装孔312贯穿限位环31,弹性抵触件34与轮胎主体10成型为一体,弹性抵触件34远离轮毂主体20的一端与轮胎主体10外周侧齐平,充气附胎32设有辅助顶件33的一侧的可变形量小于充气附胎32另一侧的可变形量,气泵装置50包括第一气泵51、第二气泵52和供电模组60,第一气泵51、第二气泵52和供电模组60均通过紧固板件41与安装框架40固定连接,提高稳固性的同时,便于后期的维护更换,第一气泵51和第二气泵52均与供电模组60电性连接,供电模组60可为第一气泵51和第二气泵52提供电力,供电模组60的电能来源包括但不限于切割电磁感应线圈充电、采用导电电刷与导电滑环连接车载电源充电,第一气泵51和第二气泵52还均连接有控制单元,第一气泵51通过第一管件53与第一充气内腔21连通,第二气泵52通过第二管件54与第二充气内腔321连通,第一管件53上设有第一控制气阀,第二管件54上设有第二控制气阀,第一控制气阀和第二控制气阀均与控制单元连接,控制单元用于控制第一气泵51和第二气泵52的启动关闭,并根据调控需求,控制第一控制气阀和第二控制气阀,实现对第一充气内腔21气压和设置在轮胎主体10内两侧的充气附胎32的第二充气内腔321气压的调控,辅助顶件33安装在安装孔312上的安装方式包括固定安装或活动安装。
第一管件53的一端安装在第一气泵51上,第一管件53的另一端穿过轮毂主体20,并延伸至第一充气内腔21,通过第一气泵51调控第一充气内腔21的气压,控制轮胎主体10的变形量,从而控制胎面11与地面的接触面积,实现爬附抓地能力的初步调控,第二管件54呈“T”字形,第二管件54包括横管541和竖管542,横管541与竖管542呈垂直布置,竖管542的一端与第二气泵52连接,竖管542的另一端穿过轮毂主体20与横管541的中部连接,保证充气速率调控的平衡稳定,第二控制气阀安装在竖管542与横管541的连接处,横管541的两端均依次穿过轮胎附层30、限位环31和充气附胎32,并延伸至第二充气内腔321,控制单元依据调控需求,控制第二控制气阀的启闭,可实现对设置在轮胎主体10内两侧任意一侧的充气内胎的第二充气内腔321气压的调控,也可同时调控轮胎主体10内两侧的充气内胎的第二充气内腔321气压,实现对弹性抵触件34变形量的调控,调控方式多样化,满足不同行驶地形路况对不同爬附抓地能力调控的需求。
供电模组60为单个供电模块或多个供电模块,第一气泵51、第二气泵52和供电模组60沿安装框架40外周侧呈等距均匀地布置,满足汽车轮胎动平衡需求,更好地保证汽车行驶的性能,第一气泵51和第二气泵52上均设有传感件,传感件用于感应监测和响应轮胎胎压的变化,以满足调控需求,实现精准控制,更好地适应不同的路况,轮胎胎压包括与第一充气内腔21对应的第一胎压和与第二充气内腔321对应的第二胎压,弹性抵触件34远离辅助顶件33的一端还设有耐磨层,提高弹性抵触件34的耐久性,耐磨层可与地面直接接触。
实施例1
请参阅图3,辅助顶件33为实心管件,且辅助顶件33活动安装在安装孔312上,当第二充气内腔321的气压逐渐增大时,辅助顶件33会随充气附胎32的充气变形而逐渐被顶起,并沿着安装孔312的长度方向移动,与弹性抵触件34抵触,使弹性抵触件34受力产生不同程度的变形,呈现凸起状,并与地面接触;当第二充气内腔321的气压逐渐减少时,充气附胎32的充气变形逐渐复位,辅助顶件33随着复位,逐渐与弹性抵触件34脱离连接,弹性抵触件34随着复位。
在本实施例中,通过调控第二充气内腔321的气压,即可调整弹性抵触件34的变形量,与轮胎主体10外周侧呈现不同程度的高度差,改变与地面的接触面积,进一步调控轮胎整体的爬附抓地能力。
实施例2
请参阅图4至图5,辅助顶件33为空心管件,即辅助顶件33内设有导气通孔331,且辅助顶件33固定安装在安装孔312上,不随充气附胎32的充气变形而发生移动,辅助顶件33的导气通孔331连通弧形凹腔341和第二充气内腔321,当第二充气内腔321的气压逐渐增大时,与第二充气内腔321连通的弧形凹腔341的气压随着增大,弹性抵触件34受力产生不同程度的变形,呈现凸起状,并与地面接触;当第二充气内腔321的气压逐渐减小时,与第二充气内腔321连通的弧形凹腔341的气压随着减小,弹性抵触件34随着气体压力的逐渐撤销而逐渐复位。
在本实施例中,通过调控第二充气内腔321的气压,即可调控弧形凹腔341的气压,实现对弹性抵触件34变形量的调控,从而对轮胎整体的爬附抓地能力进一步调控,提高驾驶的稳定性,满足不同地形路况的行驶需求。
实施例3
请参阅图3至图6,弹性抵触件34的形状包括但不限于点状、条状、与轮胎主体10外周侧齐平的整体环状,可根据不同汽车用途类型的需求,进行弹性抵触件34形状的选择,满足多样化需求。
在这里,汽车用途类型包括但不限于轿车、客车、货车、越野汽车、自卸汽车。
实施例4
请参阅图7,智能充气控制方法,基于实施例1至3的新型汽车轮胎,包括以下步骤:
S1:判断汽车驱动信息,明确汽车类别,选择胎压数据库,胎压数据库内存储有多组胎压选择范围,胎压选择范围包括与第一充气内腔21对应的第一压力范围和与第二充气内腔321对应的第二压力范围。
需要说明的是,汽车驱动信息包括前驱驱动、后驱驱动和四驱驱动,汽车类别包括前驱汽车、后驱汽车和四驱汽车,不同类别的汽车,动力性能不同,车身自重分布状态不同,对应的汽车前后胎压选择范围不一致,而胎压选择范围用于为后续的胎压调节提供调控依据。
S2:收集载重参数,判断车身重量分布情况,车身重量分布情况包括车辆自重分布情况和与载重参数对应的载重分布情况。
需要说明的是,不同类别的汽车,由于发动机或零部件的设置存在差异,车辆自重分布情况不同,且搭乘不同的人员或承载不同的物品,也会导致载重分布情况发生变化,故通过了解车身重量分布情况,收集载重参数,可以更准确地确定为保证车辆稳定性和行驶性能各轮胎所需的胎压,为匹配胎压选择范围做好初步的数据准备。
S3:连接导航系统,判断汽车驶入的地形状况,结合汽车类别,初步调节悬挂系统,适应地形状况,再依据车辆自重分布情况和载重分布情况,从胎压数据库中调取相匹配的胎压选择范围,并基于第一压力范围,通过第一气泵51初步调整第一胎压,初步调整胎面11与地面的接触面积,再基于第二压力范围,通过第二气泵52初步调整设置在轮胎主体10内两侧的充气附胎32的第二胎压,初步调整弹性抵触件34的变形量,从而初步调控轮胎整体的爬附抓地能力。
需要说明的是,不同地形状况,汽车行驶稳定性不同,颠簸程度不一,为应对不同的地形状况,需结合车身重量分布情况和汽车类别,从胎压数据库中选取相匹配的胎压选择范围,并基于该胎压选择范围对轮胎胎压进行初步调控,使轮胎在不同地形下都能保持良好的行驶性能。
S4:基于地形状况,启动车载全息系统,识别驾驶路况,进一步精调悬挂系统,在这里,通过与汽车悬挂系统关联,可以实时获取车身的状态信息,并结合车周全息影像,可以获取车辆周围驾驶路况,为选择轮胎充气策略提供判断基础,再基于第一压力范围,进一步通过第一气泵51精调第一胎压,进一步调整胎面11与地面的接触面积,并基于第二压力范围,进一步通过第二气泵52精调设置在轮胎主体10内两侧的充气附胎32的第二胎压,进一步调整弹性抵触件34的变形量,进一步地调整轮胎整体的爬附抓地能力,以适应驾驶路况。
需要说明的是,地形状况包括但不限于山地、高原、丘陵、盆地、平原、戈壁、沙漠,驾驶路况包括但不限于低洼、泥泞、柏油路、坡道,根据地形状况和驾驶路况,第二气泵52通过第二控制气阀分别调控设置在轮胎主体10内两侧的充气附胎32的第二胎压。
在确定地形状况的前提下,不同驾驶路况,颠簸程度同样存在差异,为使汽车处于最佳性能状态,所需的爬附抓地能力也是不同的,在胎压选择范围内,保证汽车正常行驶的状态下,可以通过进一步精调悬挂系统,再细微调控轮胎胎压,来调控轮胎的爬附抓地能力,以此改善轮胎在不同道路条件下的附着性能,且调节形式多样化,实现了多样化的驾驶体验,区别于传统汽车仅依赖调节驱动系统输出改变爬附抓地能力的方式。
在这里,还需要明确的是,前述的精调是建立在初步调整基础上的,以使车身达到更为稳定平衡的状态,进一步增强汽车行驶的平稳性、安全性和乘坐的舒适性。
如地形状况为山地,驾驶路况为环山坡道时,汽车需要更大的力量来克服重力,且由于坡道阻力的增加,车辆需要更大的动力才能维持行驶速度,而在转弯时,由于离心力的作用,汽车会有向外甩出的趋势,若车速过快,趋势会更加明显,容易导致车辆失控。处于此种场景,汽车会先依据导航系统,判断为山地地形,再结合汽车类别,初步调节悬挂系统,提高汽车行驶的稳定性,再依据采集的车辆自重分布情况和载重分布情况,从胎压数据库中调取与山地地形相匹配的胎压选择范围,根据胎压选择范围,在控制单元的调控下,基于第一压力范围和第二压力范围,对汽车各轮胎进行轮胎胎压的初步调节,使汽车的爬附抓地能力初步满足山地地形的行驶需求。初步调整结束后,汽车启动车载全息系统,识别驾驶路况,判定为环山坡道,进一步调整悬挂系统,使汽车行驶的稳定性能满足爬坡的最佳需求,再基于初步调整时所调用的胎压选择范围,即前述的第一压力范围和第二压力范围,在控制单元的调控下,先通过第一气泵51,精调胎面11与地面的接触面积,再通过第二气泵52,配合第二控制气阀,分别调控设置在轮胎主体10内两侧的充气附胎32的第二胎压,使得行驶在环山坡道的汽车靠近弯道一侧的轮胎胎压低于汽车远离弯道的一侧的轮胎胎压,克服离心力,提高汽车的抓地爬附能力,减少车辆外甩的趋势,提高汽车行驶的稳定性、安全性和舒适性。
S5:关联制动系统,判断是否处于紧急制动状态,当识别到紧急制动状态,配合车身稳定系统,降低第一胎压,增加胎面11与地面的接触面积,同时提高第二胎压,增大弹性抵触件34的变形量,在最大程度上扩大轮胎与地面的接触面积,增大摩擦阻力,快速提高爬附抓地能力,主动辅助制动,提高制动效果,当紧急制动状态解除,先复位第二胎压,再复位第一胎压,使轮胎胎压重新满足汽车最佳驾驶需求,保证乘坐和驾驶的舒适体验。
在这里,当识别到紧急制动状态时,及时主动地调整车胎胎压,改变车胎与地面的接触面积,响应并辅助制动系统运作,以最大程度地提高制动效果,同时保证车身的稳定性,复位先后的安排,可更好地保护轮胎的性能,延长轮胎的使用寿命。
S6:监测轮胎状况,预警更换。
需要说明的是,监测轮胎状况,可及时发现轮胎存在的问题,当发现轮胎有更换需求时,通过警示使用人员来达到及时更换的目的,以此保证轮胎的健康使用,以及提高驾驶的安全性。
在本实施例中,基于步骤S1,包括:依据汽车类别,明确汽车动力性能,为胎压数据库的选择提供依据;依据汽车动力性能,选择胎压数据库的类别;胎压数据库包括前驱数据库、后驱数据库和四驱数据库,这些数据库分别对应前驱汽车、后驱汽车和四驱汽车的轮胎充气控制策略;前驱数据库、后驱数据库和四驱数据库均设有多组与地形状况相配对的胎压选择范围,使得根据汽车所处的地形状况和动力性能,可以匹配出最合适的胎压选择范围,为轮胎充气控制提供调整参考。
基于步骤S2,包括:通过传感件识别承重受力部位;依据承重受力部位判断乘坐人员的位置、驾驶员的位置和承载物品的位置,有助于更准确地评估车身重量分布情况;收集乘坐人员、驾驶员和承载物品的重量信息,获得载重参数,为车胎胎压调节提供详细的数据支持;依据载重参数,明确车身重量分布情况,车身重量分布情况是影响汽车行驶性能和轮胎磨损的重要因素,因此准确的重量信息对于智能汽车轮胎充气控制方法至关重要。
更进一步地,基于步骤S6,包括:收集统计每次驾驶充放气频率及轮胎胎压变化,为明确轮胎状态提供数据基础;判断轮胎使用状况,预警轮胎更换,保证驾驶安全,提高出行效率;轮胎使用状况包括正常耗损更换状况和非正常耗损更换状况,正常耗损更换状况通常就是由于正常使用原因导致的更换,而非正常耗损更换状况则通常是由于异常原因导致的更换;正常耗损更换状况包括但不限于轮胎磨损、轮胎老化,轮胎磨损和老化是常见的正常耗损更换状况,随着使用时间的增加,轮胎会逐渐磨损,表面会逐渐硬化,导致抓地力下降,同时,老化也会影响轮胎的使用寿命;非正常耗损更换状况包括但不限于碰撞变形、外伤破损,碰撞变形和外伤破损是常见的非正常耗损更换状况,汽车在行驶过程中受到撞击刮擦或碾压尖锐物时,易导致轮胎变形或破损,这些情况都可能影响轮胎的安全使用,需要及时更换。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的原则之内所作的任何修改,等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新型汽车轮胎,其特征在于,包括:
轮胎主体(10),所述轮胎主体(10)的外周侧设有胎面(11);
轮毂主体(20),所述轮毂主体(20)安装在所述轮胎主体(10)上,所述轮毂主体(20)与所述轮胎主体(10)共同形成第一充气内腔(21);
轮胎附层(30),所述轮胎附层(30)设置在所述轮胎主体(10)内侧靠近所述胎面(11)一端的两侧,所述轮胎附层(30)内设置有充气附胎(32),所述充气附胎(32)内设有第二充气内腔(321),所述充气附胎(32)靠近所述胎面(11)的一侧设有多个呈均匀等距分布的辅助顶件(33),所述轮胎主体(10)上设有与所述辅助顶件(33)对应的弹性抵触件(34),所述弹性抵触件(34)的可变形量大于所述轮胎主体(10)的可变形量;
安装框架(40),所述安装框架(40)与轮毂主体(20)固定连接,所述安装框架(40)上设有气泵装置(50),所述气泵装置(50)用于调控所述第一充气内腔(21)和第二充气内腔(321)的气压;
所述轮胎主体(10)设有所述轮胎附层(30)的两侧壁的可变形量小于所述轮胎主体(10)设有所述胎面(11)一端的可变形量,所述轮胎附层(30)内设有限位环(31),所述限位环(31)靠近所述轮毂主体(20)的一端开设有与所述充气附胎(32)对应的安装槽(311),所述充气附胎(32)安装在所述安装槽(311)上,所述安装槽(311)上开设有与所述辅助顶件(33)对应的安装孔(312),所述辅助顶件(33)安装在所述安装孔(312)上,所述安装孔(312)贯穿所述限位环(31),所述弹性抵触件(34)与所述轮胎主体(10)成型为一体,所述弹性抵触件(34)远离所述轮毂主体(20)的一端与所述轮胎主体(10)外周侧齐平,所述充气附胎(32)设有所述辅助顶件(33)的一侧的可变形量小于所述充气附胎(32)另一侧的可变形量,所述气泵装置(50)包括第一气泵(51)、第二气泵(52)和供电模组(60),所述第一气泵(51)、第二气泵(52)和供电模组(60)均通过紧固板件(41)与所述安装框架(40)固定连接,所述第一气泵(51)和第二气泵(52)均与所述供电模组(60)电性连接,所述第一气泵(51)和第二气泵(52)还均连接有控制单元,所述第一气泵(51)通过第一管件(53)与所述第一充气内腔(21)连通,所述第二气泵(52)通过第二管件(54)与所述第二充气内腔(321)连通,所述第一管件(53)上设有第一控制气阀,所述第二管件(54)上设有第二控制气阀,所述第一控制气阀和第二控制气阀均与所述控制单元连接,所述辅助顶件(33)安装在所述安装孔(312)上的安装方式包括固定安装或活动安装;
所述供电模组(60)为单个供电模块或多个供电模块,所述第一气泵(51)、第二气泵(52)和供电模组(60)沿所述安装框架(40)外周侧呈等距均匀地布置,所述第一气泵(51)和第二气泵(52)上均设有传感件,所述传感件用于感应监测和响应轮胎胎压的变化,所述轮胎胎压包括与所述第一充气内腔(21)对应的第一胎压和与所述第二充气内腔(321)对应的第二胎压,所述弹性抵触件(34)远离所述辅助顶件(33)的一端还设有耐磨层。
2.根据权利要求1所述的一种新型汽车轮胎,其特征在于:所述辅助顶件(33)包括但不限于实心管件、空心管件,所述弹性抵触件(34)靠近所述辅助顶件(33)的一端还设有弧形凹腔(341),所述辅助顶件(33)的一端延伸至所述弧形凹腔(341),所述辅助顶件(33)的另一端延伸至所述第二充气内腔(321)。
3.根据权利要求1所述的一种新型汽车轮胎,其特征在于:所述第一管件(53)的一端安装在所述第一气泵(51)上,所述第一管件(53)的另一端穿过所述轮毂主体(20),并延伸至所述第一充气内腔(21),所述第二管件(54)呈“T”字形,所述第二管件(54)包括横管(541)和竖管(542),所述横管(541)与竖管(542)呈垂直布置,所述竖管(542)的一端与所述第二气泵(52)连接,所述竖管(542)的另一端穿过所述轮毂主体(20)与所述横管(541)的中部连接,所述第二控制气阀安装在所述竖管(542)与横管(541)的连接处,所述横管(541)的两端均依次穿过所述轮胎附层(30)、限位环(31)和充气附胎(32),并延伸至所述第二充气内腔(321)。
4.一种智能充气控制方法,基于权利要求1-3任一项所述的新型汽车轮胎,其特征在于,包括以下步骤:
S1:判断汽车驱动信息,明确汽车类别,选择胎压数据库,所述胎压数据库内存储有多组胎压选择范围,所述胎压选择范围包括与所述第一充气内腔(21)对应的第一压力范围和与所述第二充气内腔(321)对应的第二压力范围;
S2:收集载重参数,判断车身重量分布情况,所述车身重量分布情况包括车辆自重分布情况和与所述载重参数对应的载重分布情况;
S3:连接导航系统,判断汽车驶入的地形状况,结合所述汽车类别,初步调节悬挂系统,适应所述地形状况,再依据所述车辆自重分布情况和载重分布情况,从所述胎压数据库中调取相匹配的所述胎压选择范围,并基于所述第一压力范围,通过所述第一气泵(51)初步调整所述第一胎压,初步调整所述胎面(11)与地面的接触面积,再基于所述第二压力范围,通过所述第二气泵(52)初步调整设置在所述轮胎主体(10)内两侧的所述充气附胎(32)的所述第二胎压,初步调整所述弹性抵触件(34)的变形量,从而初步调控轮胎整体的爬附抓地能力;
S4:基于所述地形状况,启动车载全息系统,识别驾驶路况,进一步精调所述悬挂系统,再基于所述第一压力范围,进一步通过所述第一气泵(51)精调所述第一胎压,进一步调整所述胎面(11)与地面的接触面积,并基于所述第二压力范围,进一步通过所述第二气泵(52)精调设置在所述轮胎主体(10)内两侧的所述充气附胎(32)的所述第二胎压,进一步调整所述弹性抵触件(34)的变形量,进一步地调整轮胎整体的所述爬附抓地能力,以适应所述驾驶路况;
S5:关联制动系统,判断是否处于紧急制动状态,当识别到所述紧急制动状态,配合车身稳定系统,降低所述第一胎压,增加所述胎面(11)与地面的接触面积,同时提高所述第二胎压,增大所述弹性抵触件(34)的变形量,快速提高所述爬附抓地能力,主动辅助制动,当所述紧急制动状态解除,先复位所述第二胎压,再复位所述第一胎压;
S6:监测轮胎状况,预警更换。
5.根据权利要求4所述的一种智能充气控制方法,基于所述步骤S1,其特征在于,包括:
依据所述汽车类别,明确汽车动力性能;
依据所述汽车动力性能,选择所述胎压数据库的类别;
所述胎压数据库包括前驱数据库、后驱数据库和四驱数据库;
所述前驱数据库、后驱数据库和四驱数据库均设有多组与所述地形状况相配对的所述胎压选择范围。
6.根据权利要求4所述的一种智能充气控制方法,基于所述步骤S2,其特征在于,包括:
通过所述传感件识别承重受力部位;
依据所述承重受力部位判断乘坐人员的位置、驾驶员的位置和承载物品的位置;
收集所述乘坐人员、驾驶员和承载物品的重量信息,获得所述载重参数;
依据所述载重参数,明确所述车身重量分布情况。
7.根据权利要求4所述的一种智能充气控制方法,通过所述第二气泵(52)初步调整和进一步调整设置在所述轮胎主体(10)内两侧的所述充气附胎(32)的所述第二胎压,其特征在于:所述第二气泵(52)通过所述第二控制气阀分别调控设置在所述轮胎主体(10)内两侧的所述充气附胎(32)的所述第二胎压。
8.根据权利要求4所述的一种智能充气控制方法,基于所述步骤S6,其特征在于,包括:
收集统计每次驾驶充放气频率及轮胎胎压变化;
判断轮胎使用状况,预警轮胎更换;
所述轮胎使用状况包括正常耗损更换状况和非正常耗损更换状况;
所述正常耗损更换状况包括但不限于轮胎磨损、轮胎老化;
所述非正常耗损更换状况包括但不限于碰撞变形、外伤破损。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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