CN211764725U - 一种汽车胎压监测与可变控制系统和汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于汽车主动安全技术领域，尤其涉及一种汽车胎压监测与可变控制系统和汽车，包括轮胎、行车电脑、车胎压力传感器、车胎变形监测部件、温度传感器、储气筒、轮边阀、放气阀；轮胎内设置有车胎压力传感器、车胎变形监测部件和温度传感器，车胎压力传感器用于检测轮胎胎压，所述车胎变形监测部件用于检测轮胎的形变，温度传感器用于检测轮胎内的温度；所述车胎压力传感器、车胎变形监测部件和温度传感器均与行车电脑之间信号通信连接，本实用新型监测胎压、温度和变形量，能够主动或自动调节胎压，能够根据车速调节胎压，最终确保汽车行驶的安全性，增加了轮胎的寿命，提升了轮胎与路面的适应度。

Description

一种汽车胎压监测与可变控制系统和汽车

技术领域

本实用新型属于汽车主动安全技术领域，尤其涉及一种汽车胎压监测与可变控制系统和汽车。

背景技术

轮胎是汽车重要的组成部分。汽车驾驶的安全性与汽车轮胎的好坏息息相关。可以导致汽车轮胎爆胎的因素有很多，轮胎的压力过低是爆胎的主要因素，压力小于规定最小压力值时，轮胎会有很大的变形。与路面会增加接触面积，加大轮胎磨损，导致汽车轮胎的温度迅速上升，温度的上升会导致轮胎的高温分解和热氧化等化学反应发生；另一个结果是，低压高速驾驶是容易导致轮胎发生“驻波”，这将减少轮胎的强度导致轮胎破裂，如果轮胎的气压太高也会加剧轮胎的爆破。此外，有时在车胎压力正常时，车胎也可能会发生不能被接受的变形，导致车胎与地面间的摩擦加大，温度升高，降低寿命或发生危险；同时，在不同的道路上，其对轮胎的适应度是不同的，比如高速路上高速行驶时对应的车胎如果压力过低，则车胎很容易磨损，如果在较软路面行驶较慢时，胎压过高容易导致对路面的损害过大，尤其是行驶在建筑或者农田用地时，过高胎压带来的破坏会很大。

因此，如何准确、及时地检测和预防轮胎爆胎已成为急待解决的问题，同时还急需提升不同胎压对不同路面的适应性；

实用新型内容

根据以上现有技术的不足，本实用新型提供了一种汽车行驶过程中轮胎状态可变控制系统和汽车，能够实时监测汽车胎压和车胎形变，在胎压不在安全范围内时，报警，并在车胎形变超出安全范围时，自动调节，同时还能够根据车速调节胎压，以适应不同的行驶环境。

本实用新型解决的技术问题采用的技术方案为：

一方面，本实用新型提供了一种汽车胎压监测与可变控制系统，包括轮胎、行车电脑、车胎压力传感器、车胎变形监测部件、温度传感器、储气筒、轮边阀、放气阀；所述轮胎内设置有车胎压力传感器、车胎变形监测部件和温度传感器，所述车胎压力传感器用于检测轮胎胎压，所述车胎变形监测部件用于检测轮胎的形变，所述温度传感器用于检测轮胎内的温度；所述车胎压力传感器、车胎变形监测部件和温度传感器均与行车电脑之间信号通信连接；实际上，每个轮胎上都安装有信号发送单元和蓄电池的从电机，蓄电池用于给信号发送单元、压力传感器、温度传感器和车胎变形监测部件提供电源；信号发送单元用于将传感器的感应信号发送给行车电脑。

所述车胎变形监测部件包括支撑底板、第一套筒、第二套筒、距离感应器和弹性件，所述支撑底板固定设置在轮胎内的轮毂上，所述支撑底板的顶部设置有第一套筒，所述第一套筒内间隙套置有第二套筒，所述第二套筒的顶部设置有盖板、底部开口，所述第二套筒的顶部位于第一套筒的上方，所述第一、二套筒的外侧设置有弹性件，所述弹性件使得第二套筒的顶部始终有远离第一套筒的趋势，所述第二套筒的底端外沿设置有凸台A，所述第一套筒的顶端内侧壁设置有凸台B，所述凸台A始终位于凸台B的下方，以保证第二套筒始终在第一套筒内运动而不脱出；所述第一套筒的内侧底部固定设置有距离感应器，所述距离感应器用于感应盖板与距离感应器之间的距离H；所述盖板顶部外侧始终与轮胎的橡胶内侧壁相抵；

所述储气筒的一端与空气压缩装置相连，其另一端与气压控制单元连接，所述气压控制单元的另一端通过轮边阀与四个轮胎相连通，所述气压控制单元与轮边阀之间还设置有放气阀；所述气压控制单元用于接收行车电脑发来的充放气信号并控制储气筒给轮胎进行充气或控制放气阀给轮胎进行放气，所述行车电脑接收轮胎压力或者轮胎变形量以控制发出充气或者放气的信号。

进一步地，所述行车电脑里设置有胎压顶警戒值A和底警戒值A，以及车胎变形的顶警戒值B和底警戒值B，当压力值高于顶警戒值A时，所述行车电脑发出高压警报并给气压控制单元发出放气信号；当所述压力值低于底警戒值A时，所述行车电脑发出低压警报并给气压控制单元发出充气信号；当变形量高于顶警戒值B时，所述行车电脑给气压控制单元发出充气信号，当变形量低于底警戒值B时，所述行车电脑给气压控制单元发出放气信号。

进一步地，当所述行车电脑接收到车胎变形监测部件的变形量超过顶警戒值B达3秒以上，向气压控制单元发送信号给车胎放气，当所述行车电脑接收到车胎变形监测部件的变形量低于顶警戒值B达3秒以上，向气压控制单元发送信号给车胎充气。

进一步地，所述形变警戒值设置为4mm～5mm。

进一步地，所述轮胎内还设置有轮速传感器，所述轮速传感器与车速测量设备通信连接，所述车速测量设备与行车电脑通信连接；当车速大于80km/h时，所述行车电脑给气压控制单元发送信号给轮胎充气至达到顶警戒值A，当车速小于30km/h时，所述行车电脑给气压控制单元发送信号给轮胎放气至达到底警戒值A，如果车速位于30km/h～80km/h之间时，胎压调节为标准胎压值，所述标准胎压值设置为2.4～2.5bar。

进一步地，所述储气筒与气压控制单元之间还设置有安全阀。

进一步地，所述距离感应器采用的型号为SJ-GU-TFmini-T-01A05。

进一步地，所述弹性件为压缩弹簧，所述压缩弹簧套置于第一、二套筒的外围。

另一方面，本实用新型提供一种汽车胎压监测与可变控制的汽车，所述汽车内设置有上述汽车胎压监测与可变控制系统。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型通过安装在轮胎处的胎压监测部件和轮胎变形部件对轮胎进行实时状态监控，当轮胎压力不在安全范围时发出报警，并由驾驶人员主动进行胎压调整，当监测到轮胎变形超出安全范围时，则可通过行车电脑自动调节充放气以同时满足胎压和变形的正常要求，而且本实用新型还可以根据车速的大小进行胎压的调节，以给汽车提供最适合其速度的胎压，增加了汽车的驾驶舒适度，同时也提高了轮胎寿命。本实用新型既可以准确监测汽车轮胎的压力和温度，也可以根据车速自动调节汽车轮胎的变形，大大提高了汽车与所行驶环境的适应度，提升了驾驶的良好体验，也提高了对软路面的保护。

附图说明

图1是本实用新型所提供实施例的连接示意图；

图2是本实用新型所提供实施例中车胎变形监测部件没有弹性件的情况下的剖视示意图；

图3是本实用新型所提供实施例中车胎变形监测部件的结构示意图；

图中：1、轮胎 11、轮速传感器 12、车速测量设备 3、车胎压力传感器 4、车胎变形监测部件 41、支撑底板 42、第一套筒 43、第二套筒 431、盖板 44、距离感应器 45、弹性件5、温度传感器 6、储气筒 61、气压控制单元 62、安全阀 7、轮边阀 8、放气阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

实施例一：

如图1～图3所示，本实用新型所提供的一种汽车胎压监测与可变控制系统，包括轮胎1、行车电脑、车胎压力传感器3、车胎变形监测部件4、温度传感器5、储气筒6、轮边阀7、放气阀8；所述轮胎1内设置有车胎压力传感器3、车胎变形监测部件4和温度传感器5，所述车胎压力传感器3用于检测轮胎胎压，所述车胎变形监测部件4用于检测轮胎的形变，所述温度传感器5用于检测轮胎内的温度；所述车胎压力传感器3、车胎变形监测部件4和温度传感器5均与行车电脑之间信号通信连接；

实际上，每个轮胎1上都安装有信号发送单元和蓄电池的从电机，蓄电池用于给信号发送单元、压力传感器、温度传感器和车胎变形监测部件提供电源；信号发送单元用于将传感器的感应信号发送给行车电脑。

所述车胎变形监测部件4包括支撑底板41、第一套筒42、第二套筒43、距离感应器44和弹性件45，所述支撑底板41固定设置在轮胎1内的轮毂上，所述支撑底板41的顶部设置有第一套筒42，所述第一套筒42内间隙套置有第二套筒43，所述第二套筒43的顶部设置有盖板431、底部开口，所述第二套筒43的顶部位于第一套筒42的上方，所述第一、二套筒的外侧设置有弹性件45，所述弹性件45使得第二套筒43的顶部始终有远离第一套筒42的趋势，所述第二套筒43的底端外沿设置有凸台A，所述第一套筒42的顶端内侧壁设置有凸台B，所述凸台A始终位于凸台B的下方，以保证第二套筒43始终在第一套筒42内运动而不脱出；所述第一套筒42的内侧底部固定设置有距离感应器44，所述距离感应器44用于感应盖板431与距离感应器44之间的距离H；所述盖板431顶部外侧始终与轮胎1的橡胶内侧壁相抵；

所述储气筒6的一端与空气压缩装置相连，所述空气压缩装置与气压控制单元61通信连接，气压控制单元61控制空气压缩装置给储气筒6充气。储气筒6的另一端与气压控制单元61连接，所述气压控制单元61的另一端通过轮边阀7与四个轮胎1相连通，用于给轮胎充气，所述气压控制单元61与轮边阀7之间还设置有放气阀8；所述气压控制单元61用于接收行车电脑发来的充放气信号并控制储气筒6给轮胎1进行充气或控制放气阀8给轮胎1进行放气，所述行车电脑接收轮胎压力或者轮胎变形量以控制发出充气或者放气的信号；气压控制单元61、放气阀8和轮边阀7由车载电源给提供电源。轮边阀7即为轮边设置的充气控制阀。

汽车的驾驶室内有行车电脑，包括按钮、信号接收单元、显示单元和控制单元。信号接收单元接收到信号发送单元发射来的胎压、温度和车胎变形量，行车电脑对各变量进行分析。各变量都在规定范围内时，显示单元显示每个轮胎1的温度和压力。如果压力和温度异常，行车电脑将报警并显示当前轮胎压力。

进一步地，所述行车电脑里设置有胎压顶警戒值A和胎压底警戒值A，以及车胎1变形的顶警戒值B和底警戒值B，当压力值高于顶警戒值A时，所述行车电脑发出高压警报并给气压控制单元61发出放气信号；当所述压力值低于底警戒值A时，所述行车电脑发出低压警报并给气压控制单元发出充气信号，通过人为控制行车电脑控制充放气；当变形量高于顶警戒值B时，所述行车电脑给气压控制单元61发出充气信号，当变形量低于底警戒值B时，所述行车电脑给气压控制单元61发出放气信号。当实际胎压在顶警戒值A和底警戒值A之间且变形量也位于顶警戒值B和底警戒值B之间时，行车电脑通过给气压控制单元61发送停止动作信号停止储气罐的充气或者放气动作。

进一步地，当所述行车电脑接收到车胎变形监测部件4的变形量超过顶警戒值B达3秒以上，向气压控制单元61发送信号给车胎1放气，当所述行车电脑接收到车胎变形监测部件4的变形量低于顶警戒值B达3秒以上，向气压控制单元61发送信号给车胎1充气，以达到在正常胎压范围内，胎压变形量也在正常范围。

进一步地，所述形变警戒值设置为4mm。

进一步地，所述轮胎1内还设置有轮速传感器11，轮速传感器11设置在轮毂总成上，所述轮速传感器11与车速测量设备12通信连接，所述轮速传感器11可采用霍尔式轮速传感器，所述车速测量设备12与行车电脑通信连接；当车速大于80km/h时，所述行车电脑给气压控制单元61发送信号给轮胎1充气至达到顶警戒值A，当车速小于30km/h时，所述行车电脑给气压控制单元61发送信号给轮胎1放气至达到底警戒值A，如果车速位于30km/h～80km/h之间时，胎压调节为标准胎压值。通过胎压调节与车速调节的联动，使得高速时增加了对车胎的保护，软路低速时增加了车胎对软路路面的保护，大大增加了车速、汽车与路面状况的适应度。

进一步地，所述储气筒6与气压控制单元61之间还设置有安全阀62。通过安全阀62限制气压的过高。

进一步地，所述距离感应器44采用的型号为SJ-GU-TFmini-T-01A05。实际上也可以是定制的任何市面上常见的距离感应器44。距离感应器44的电源供应是通过线缆连接到蓄电池。如图3所示，线缆可以从支撑底板41内穿出。

所述气压控制单元61采用微处理器，通过压力传感器、电子控制电路设计的压力控制以及放大驱动电路为其他充、放气阀门提供控制信号。

进一步地，所述弹性件45为压缩弹簧，所述压缩弹簧套置于第一、二套筒的外围。

实施例二：

本实施例提供了一种汽车胎压监测与可变控制的汽车，包括实施例一种的汽车胎压监测与可变控制系统。

本实用新型中的胎压监测系统中，将中央接收和处理模块置于汽车行车电脑中，每个轮胎1上都设置有信号发送模块，信号发送模块与胎压传感器、温度传感器和车胎变形监测部件中的距离感应器44通信连接，并将各个传感器的的监测结果发送给中央接收和处理模块(，中央接收和处理模块中包括有信号接收模块)。为了方便驾驶员观察当前的胎压信息，将中央接收和处理模块安装在驾驶室内，四个轮胎轮毂中安装有四个信号发送模块。轮胎在行驶时转速特别高，因此必须设计无线数据传输模块，方便驾驶员掌握实时的轮胎行驶状况，以便实时获取轮胎压力和温度数据，压力传感器、车胎变形监测部件和温度传感器均安装于车胎内部。由于胎压监测系统工作在复杂的工况下，所以最好采用射频通信方式传输测量数据。

具体使用过程：

汽车在高速路上行驶，速度在30～80km/h之间时，增加轮胎压力可以防止轮胎损坏，行车电脑控制气压控制单元61给轮胎充气，气压值为设定的标准胎压值，为2.4～2.5bar，此处可以采用2.4bar。如果车辆在一段时间内继续加速，系统会给轮胎充气以满足速度要求，当速度高于80km/h时，胎压达到顶警戒值A之后不再增高；当速度低于30km/h时，胎压降至底警戒值A，并不再降低，实现低速、中速、高速三种模式的切换。

在软路面上行驶时，降低轮胎气压可以增加轮胎1与地面的接触面积，使汽车更容易在软路面上行驶。它还可以减少对路面的损坏。这对建筑工地和农田很重要。驾驶员可以直接控制每个轮胎1的气压，车辆的操纵性大大提高。

本实用新型的另一个特殊功能是在出现特殊情况时(轮胎缓慢泄漏或被刺穿时)为了保持轮胎内的气压，系统将根据驾驶员预先设定的胎压底警戒值A为最低标准自动给轮胎充气，行车电脑监测充气的时间，如果充气时间超过3分钟，则发出警报提醒驾驶员，因为正常情况下胎压改变时，补足胎压需要的时间仅仅为1分钟。

这个过程中，首先，行车电脑(也可以叫ECU或车载电脑)作为大脑接收轮胎1的各种信号，计算每个轮胎1的气压，计算完成后，在与规定警戒值进行对比，根据实时气压的对比，不断向轮胎给出相应的充放气指令。一般情况下，车辆轮胎气压的理想值是0.21Mpa～0.26Mpa，即顶警戒值A为0.26Mpa，底警戒值为A0.21Mpa。如果实轮胎气压不在规定范围内，系统会向相应轮胎发出充放气指令，直至轮胎气压到至规定范围；如果实际气压在规定范围内，由车胎变形监测部件4监测轮胎的变化量，顶警戒值B设为6mm，底警戒值B设为4mm，变形量过大或者过小，都要由胎压可变控制系统进行调节，直至规定范围内。保证汽车行驶时胎压的稳定。

以上所述为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书以及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种汽车胎压监测与可变控制系统，其特征在于：包括轮胎、行车电脑、车胎压力传感器、车胎变形监测部件、温度传感器、储气筒、轮边阀、放气阀；所述轮胎内设置有车胎压力传感器、车胎变形监测部件和温度传感器，所述车胎压力传感器用于检测轮胎胎压，所述车胎变形监测部件用于检测轮胎的形变，所述温度传感器用于检测轮胎内的温度；所述车胎压力传感器、车胎变形监测部件和温度传感器均与行车电脑之间信号通信连接；所述车胎变形监测部件包括支撑底板、第一套筒、第二套筒、距离感应器和弹性件，所述支撑底板固定设置在轮胎内的轮毂上，所述支撑底板的顶部设置有第一套筒，所述第一套筒内间隙套置有第二套筒，所述第二套筒的顶部设置有盖板、底部开口，所述第二套筒的顶部位于第一套筒的上方，所述第一、二套筒的外侧设置有弹性件，所述弹性件使得第二套筒的顶部始终有远离第一套筒的趋势，所述第二套筒的底端外沿设置有凸台A，所述第一套筒的顶端内侧壁设置有凸台B，所述凸台A始终位于凸台B的下方；所述第一套筒的内侧底部固定设置有距离感应器，所述距离感应器用于感应盖板与距离感应器之间的距离H；所述盖板顶部外侧始终与轮胎的橡胶内侧壁相抵；所述储气筒的一端与空气压缩装置相连，其另一端与气压控制单元连接，所述气压控制单元的另一端通过轮边阀与四个轮胎相连通，所述气压控制单元与轮边阀之间还设置有放气阀；所述气压控制单元用于接收行车电脑发来的充放气信号并控制储气筒给轮胎进行充气或控制放气阀给轮胎进行放气，所述行车电脑接收轮胎压力或者轮胎变形量以控制发出充气或者放气的信号。

2.根据权利要求1所述的汽车胎压监测与可变控制系统，其特征在于：所述行车电脑里设置有胎压顶警戒值A和底警戒值A，以及车胎变形的顶警戒值B和底警戒值B，当压力值高于顶警戒值A时，所述行车电脑发出高压警报并给气压控制单元发出放气信号；当所述压力值低于底警戒值A时，所述行车电脑发出低压警报并给气压控制单元发出充气信号；当变形量高于顶警戒值B时，所述行车电脑给气压控制单元发出充气信号，当变形量低于底警戒值B时，所述行车电脑给气压控制单元发出放气信号。

3.根据权利要求2所述的汽车胎压监测与可变控制系统，其特征在于：当所述行车电脑接收到车胎变形监测部件的变形量超过顶警戒值B达3秒以上，向气压控制单元发送信号给车胎放气，当所述行车电脑接收到车胎变形监测部件的变形量低于顶警戒值B达3秒以上，向气压控制单元发送信号给车胎充气。

4.根据权利要求2所述的汽车胎压监测与可变控制系统，其特征在于：所述形变警戒值设置为4mm～5mm。

5.根据权利要求1所述的汽车胎压监测与可变控制系统，其特征在于：所述轮胎内还设置有轮速传感器，所述轮速传感器与车速测量设备通信连接，所述车速测量设备与行车电脑通信连接；当车速大于80km/h时，所述行车电脑给气压控制单元发送信号给轮胎充气至达到顶警戒值A，当车速小于30km/h时，所述行车电脑给气压控制单元发送信号给轮胎放气至达到底警戒值A，如果车速位于30km/h～80km/h之间时，胎压调节为标准胎压值，所述标准胎压值设置为2.4～2.5bar。

6.根据权利要求1所述的汽车胎压监测与可变控制系统，其特征在于：所述储气筒与气压控制单元之间还设置有安全阀。

7.根据权利要求1所述的汽车胎压监测与可变控制系统，其特征在于：所述距离感应器采用的型号为SJ-GU-TFmini-T-01A05。

8.根据权利要求1所述的汽车胎压监测与可变控制系统，其特征在于：所述弹性件为压缩弹簧，所述压缩弹簧套置于第一、二套筒的外围。

9.一种汽车胎压监测与可变控制的汽车，其特征在于：所述汽车内设置有如权利要求1～8任一项所述的汽车胎压监测与可变控制系统。

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