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一种重型沙漠轮胎充放气控制系统及方法

申请号 CN202311803877.X 申请日 2023-12-25 公开(公告)号 CN117698342A 公开(公告)日 2024-03-15
申请人 中国重汽集团济南特种车有限公司; 发明人 焦金龙; 马咸军; 王照鲁; 时展鹏; 李恺;
摘要 本 发明 属于车辆控制技术领域,具体提供一种重型沙漠轮胎充放气控制系统及方法,包括充放气控 制模 块 、轮胎充放气控制总成、左侧胎压 传感器 、右侧胎压传感器、车桥左侧 载荷 测量器、车桥右侧载荷测量器、车桥左侧离地高度探测器、车桥右侧离地高度探测器、重 力 质心感应器、轮间差速 锁 和桥间差速锁;本发明通过左侧胎压传感器、右侧胎压传感器、重力质心感应器、车桥左侧载荷测量器、车桥右侧载荷测量器、车桥左侧离地高度探测器和车桥右侧离地高度探测器分别获取车辆相应的车辆状态数据;另外通过轮胎放气,增加轮胎与沙漠的接地比,并且减小轮胎 滚动半径 增加车辆驱动力,并挂合车辆桥间差速锁和轮间差速锁,有效帮助车辆驶出沙漠下陷路面。
权利要求

1.一种重型沙漠轮胎充放气控制系统,轮胎对称设置在车辆上配置的车桥上,其特征在于,包括充放气控制模、轮胎充放气控制总成、左侧胎压传感器、右侧胎压传感器、车桥左侧载荷测量器、车桥右侧载荷测量器、车桥左侧离地高度探测器、车桥右侧离地高度探测器、重质心感应器、轮间差速和桥间差速锁;左侧胎压传感器、右侧胎压传感器、重力质心感应器、车桥左侧载荷测量器、车桥右侧载荷测量器、车桥左侧离地高度探测器和车桥右侧离地高度探测器均连接到充放气控制模块的输入端,轮胎充放气控制总成、轮间差速锁和桥间差速锁均连接到充放气控制模块的输出端。
2.根据权利要求1所述的重型沙漠轮胎充放气控制系统,其特征在于,轮胎充放气控制总成包括气源、截止、分气块、左侧轮胎充放气控制阀、右侧轮胎充放气控制阀、第一充气管路、第二充气管路和第三充气管路,气源通过第一充气管路连接到分气块,截止阀设置在第一充气管路上,分气块通过第二充气管路连接到车辆左侧轮胎,左侧轮胎充放气控制阀设置在第二充气管路上,分气块通过第三充气管路连接到车辆右侧轮胎,右侧轮胎充放气控制阀设置在第三充气管路上。
3.根据权利要求1所述的重型沙漠轮胎充放气控制系统,其特征在于,还包括左侧轮胎充气指示灯、左侧轮胎放气指示灯、右侧轮胎充气指示灯和右侧轮胎放气指示灯,左侧轮胎充气指示灯、左侧轮胎放气指示灯、右侧轮胎充气指示灯和右侧轮胎放气指示灯均连接到充放气控制模块的输出端。
4.根据权利要求1所述的重型沙漠轮胎充放气控制系统,其特征在于,还包括左侧轮胎温度传感器、右侧轮胎温度传感器和车速传感器,左侧轮胎温度传感器、右侧轮胎温度传感器和车速传感器均连接到充放气控制模块的输入端。
5.根据权利要求1所述的重型沙漠轮胎充放气控制系统,其特征在于,还包括无线接收器,无线接收器连接到充放气控制模块。
6.根据权利要求1所述的重型沙漠轮胎充放气控制系统,其特征在于,还包括控制模块工作指示灯和故障指示灯,控制模块工作指示灯和故障指示灯均连接到充放气控制模块的输出端。
7.根据权利要求1所述的重型沙漠轮胎充放气控制系统,其特征在于,还包括直流24V电源和保险丝,直流24V电源的正极通过保险丝连接到充放气控制模块的电源端,直流24V电源的负极接地。
8.一种重型沙漠轮胎充放气控制方法,其特征在于,包括:
通过左侧胎压传感器、右侧胎压传感器、重力质心感应器、车桥左侧载荷测量器、车桥右侧载荷测量器、车桥左侧离地高度探测器和车桥右侧离地高度探测器分别获取车辆相应的车辆状态数据;
对获取到的车辆相应车辆状态数据进行综合分析,判断车辆是否处于两侧轮胎下陷状态或单侧轮胎下陷状态;
若是,则控制轮胎充放气控制总成对轮胎进行放气,并挂合轮间差速锁和桥间差速锁。
9.根据权利要求8所述的重型沙漠轮胎充放气控制方法,其特征在于,对获取到的车辆相应车辆状态数据进行综合分析,判断车辆是否处于两侧轮胎下陷状态的方法具体包括:
当车桥左侧载荷测量器和车桥右侧载荷测量器检测到的车桥载荷无变化、左侧胎压传感器和右侧胎压传感器检测到的轮胎胎压无变化、车桥左侧离地高度探测器和车桥右侧离地高度探测器检测到的车桥距地面距离减小时,判定车辆处于两侧轮胎下陷状态,充放气控制模块控制轮胎充放气控制总成对两侧轮胎进行放气,并挂合轮间差速锁和桥间差速锁。
10.根据权利要求8所述的重型沙漠轮胎充放气控制方法,其特征在于,对获取到的车辆相应车辆状态数据进行综合分析,判断车辆是否处于单侧轮胎下陷状态的方法具体包括:
当车桥左侧载荷测量器和车桥右侧载荷测量器检测到的车桥载荷无变化、左侧胎压传感器和右侧胎压传感器检测到的轮胎胎压无变化、车桥左侧离地高度探测器或车桥右侧离地高度探测器检测到的车桥距地面距离减小、重力质心感应器检测到车辆质心偏向车桥距地面距离减小的一侧时,判定车辆处于单侧轮胎下陷状态,充放气控制模块控制轮胎充放气控制总成对两侧轮胎进行放气,未下陷侧轮胎的放气速度大于下陷侧轮胎的放气速度,并挂合轮间差速锁和桥间差速锁。

说明书全文

一种重型沙漠轮胎充放气控制系统及方法

技术领域

[0001] 本发明属于车辆控制技术领域,具体涉及一种重型沙漠轮胎充放气控制系统及方法。

背景技术

[0002] 随着技术的发展和市场的转运需求,一些专用大型特种作业车辆应运而生,且这些大型车辆在沙漠地方用的越来越多。重型沙漠车辆行驶在到沙丘和松软沙泽地区时,由于沙漠昼夜地表温度相差40多度,轮胎放气不及时,容易引起爆胎现象或陷入沙中,车辆无法行驶,严重时会造成翻车事故;而在砂砾路面行驶充气不及时,造成车辆行驶缓慢,油耗增加,并且胎温急速升高,降低轮胎使用寿命。现有车辆根据驾驶员经验判断进行人工充放气,需要时间较多,严重降低车辆工作效率,有时判断失误造成爆胎事故和增加车辆运行成本。

发明内容

[0003] 针对现有技术的上述不足,本发明提供一种重型沙漠轮胎充放气控制系统及方法,以解决上述技术问题。
[0004] 第一方面,本发明提供一种重型沙漠轮胎充放气控制系统,其中,轮胎对称设置在车辆上配置的车桥上,该重型沙漠轮胎充放气控制系统包括充放气控制模、轮胎充放气控制总成、左侧胎压传感器、右侧胎压传感器、车桥左侧载荷测量器、车桥右侧载荷测量器、车桥左侧离地高度探测器、车桥右侧离地高度探测器、重质心感应器、轮间差速和桥间差速锁;左侧胎压传感器、右侧胎压传感器、重力质心感应器、车桥左侧载荷测量器、车桥右侧载荷测量器、车桥左侧离地高度探测器和车桥右侧离地高度探测器均连接到充放气控制模块的输入端,轮胎充放气控制总成、轮间差速锁和桥间差速锁均连接到充放气控制模块的输出端。
[0005] 本技术方案的进一步改进该有,轮胎充放气控制总成包括气源、截止、分气块、左侧轮胎充放气控制阀、右侧轮胎充放气控制阀、第一充气管路、第二充气管路和第三充气管路,气源通过第一充气管路连接到分气块,截止阀设置在第一充气管路上,分气块通过第二充气管路连接到车辆左侧轮胎,左侧轮胎充放气控制阀设置在第二充气管路上,分气块通过第三充气管路连接到车辆右侧轮胎,右侧轮胎充放气控制阀设置在第三充气管路上。
[0006] 本技术方案的进一步改进该有,还包括左侧轮胎充气指示灯、左侧轮胎放气指示灯、右侧轮胎充气指示灯和右侧轮胎放气指示灯,左侧轮胎充气指示灯、左侧轮胎放气指示灯、右侧轮胎充气指示灯和右侧轮胎放气指示灯均连接到充放气控制模块的输出端。
[0007] 本技术方案的进一步改进该有,还包括左侧轮胎温度传感器、右侧轮胎温度传感器和车速传感器,左侧轮胎温度传感器、右侧轮胎温度传感器和车速传感器均连接到充放气控制模块的输入端。
[0008] 本技术方案的进一步改进该有,还包括无线接收器,无线接收器连接到充放气控制模块。
[0009] 本技术方案的进一步改进该有,还包括控制模块工作指示灯和故障指示灯,控制模块工作指示灯和故障指示灯均连接到充放气控制模块的输出端。
[0010] 本技术方案的进一步改进该有,还包括直流24V电源和保险丝,直流24V电源的正极通过保险丝连接到充放气控制模块的电源端,直流24V电源的负极接地。
[0011] 第二方面,本发明提供一种重型沙漠轮胎充放气控制方法,包括:
[0012] 通过左侧胎压传感器、右侧胎压传感器、重力质心感应器、车桥左侧载荷测量器、车桥右侧载荷测量器、车桥左侧离地高度探测器和车桥右侧离地高度探测器分别获取车辆相应的车辆状态数据;
[0013] 对获取到的车辆相应车辆状态数据进行综合分析,判断车辆是否处于两侧轮胎下陷状态或单侧轮胎下陷状态;
[0014] 若是,则控制轮胎充放气控制总成对轮胎进行放气,并挂合轮间差速锁和桥间差速锁。
[0015] 本技术方案的进一步改进该有,对获取到的车辆相应车辆状态数据进行综合分析,判断车辆是否处于两侧轮胎下陷状态的方法具体包括:
[0016] 当车桥左侧载荷测量器和车桥右侧载荷测量器检测到的车桥载荷无变化、左侧胎压传感器和右侧胎压传感器检测到的轮胎胎压无变化、车桥左侧离地高度探测器和车桥右侧离地高度探测器检测到的车桥距地面距离减小时,判定车辆处于两侧轮胎下陷状态,充放气控制模块控制轮胎充放气控制总成对两侧轮胎进行放气,并挂合轮间差速锁和桥间差速锁。
[0017] 本技术方案的进一步改进该有,对获取到的车辆相应车辆状态数据进行综合分析,判断车辆是否处于单侧轮胎下陷状态的方法具体包括:
[0018] 当车桥左侧载荷测量器和车桥右侧载荷测量器检测到的车桥载荷无变化、左侧胎压传感器和右侧胎压传感器检测到的轮胎胎压无变化、车桥左侧离地高度探测器或车桥右侧离地高度探测器检测到的车桥距地面距离减小、重力质心感应器检测到车辆质心偏向车桥距地面距离减小的一侧时,判定车辆处于单侧轮胎下陷状态,充放气控制模块控制轮胎充放气控制总成对两侧轮胎进行放气,未下陷侧轮胎的放气速度大于下陷侧轮胎的放气速度,并挂合轮间差速锁和桥间差速锁。
[0019] 本发明的有益效果在于,本发明通过左侧胎压传感器、右侧胎压传感器、重力质心感应器、车桥左侧载荷测量器、车桥右侧载荷测量器、车桥左侧离地高度探测器和车桥右侧离地高度探测器分别获取车辆相应的车辆状态数据;并对获取到的车辆相应车辆状态数据进行综合分析,判断轮胎的下陷情况,下陷侧轮胎缓慢放气,未下陷侧轮胎快速放气,防止车辆质心向下陷侧偏移而翻车问题。另外通过轮胎放气,增加轮胎与沙漠的接地比,并且减小轮胎滚动半径增加车辆驱动力,并挂合车辆桥间差速锁和轮间差速锁,有效帮助车辆驶出沙漠下陷路面。
[0020] 此外,本发明设计原理可靠,结构简单,具有非常广泛的应用前景。附图说明
[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022] 图1是本发明一个实施例的系统的示意性框图
[0023] 图2是本发明一个实施例的方法的示意性流程图
[0024] 110为充放气控制模块,120为轮胎充放气控制总成,121为气源,122为截止阀,123为分气块,124为左侧轮胎充放气控制阀,125为右侧轮胎充放气控制阀,126为第二充气管路,127为第三充气管路,131为左侧胎压传感器,132为右侧胎压传感器,141为车桥左侧载荷测量器,142为车桥右侧载荷测量器,151为车桥左侧离地高度探测器,152为车桥右侧离地高度探测器,160为重力质心感应器,171为轮间差速锁,172为桥间差速锁,L 1为左侧轮胎充气指示灯,L2为左侧轮胎放气指示灯,L3为右侧轮胎充气指示灯,L4为右侧轮胎放气指示灯,181为左侧轮胎温度传感器,182为右侧轮胎温度传感器,183为车速传感器,184为无线接收器,L5为控制模块工作指示灯,L6为故障指示灯,185为直流24V电源,F 1为保险丝,191为左侧轮胎,192为右侧轮胎。

具体实施方式

[0025] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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,都应当属于本发明保护的范围。
[0026] 除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
[0027] 如图1所示,本发明提供一种重型沙漠轮胎充放气控制系统,其中,轮胎对称设置在车辆上配置的车桥上,该重型沙漠轮胎充放气控制系统包括充放气控制模块、轮胎充放气控制总成、左侧胎压传感器、右侧胎压传感器、车桥左侧载荷测量器、车桥右侧载荷测量器、车桥左侧离地高度探测器、车桥右侧离地高度探测器、重力质心感应器、轮间差速锁和桥间差速锁;左侧胎压传感器、右侧胎压传感器、重力质心感应器、车桥左侧载荷测量器、车桥右侧载荷测量器、车桥左侧离地高度探测器和车桥右侧离地高度探测器均连接到充放气控制模块的输入端,轮胎充放气控制总成、轮间差速锁和桥间差速锁均连接到充放气控制模块的输出端。
[0028] 具体地,轮胎充放气控制总成包括气源、截止阀、分气块、左侧轮胎充放气控制阀、右侧轮胎充放气控制阀、第一充气管路、第二充气管路和第三充气管路,气源通过第一充气管路连接到分气块,截止阀设置在第一充气管路上,分气块通过第二充气管路连接到车辆左侧轮胎,左侧轮胎充放气控制阀设置在第二充气管路上,分气块通过第三充气管路连接到车辆右侧轮胎,右侧轮胎充放气控制阀设置在第三充气管路上。
[0029] 另外,该重型沙漠轮胎充放气控制系统还包括左侧轮胎充气指示灯、左侧轮胎放气指示灯、右侧轮胎充气指示灯和右侧轮胎放气指示灯,左侧轮胎充气指示灯、左侧轮胎放气指示灯、右侧轮胎充气指示灯和右侧轮胎放气指示灯均连接到充放气控制模块的输出端。
[0030] 该重型沙漠轮胎充放气控制系统还包括左侧轮胎温度传感器、右侧轮胎温度传感器和车速传感器,左侧轮胎温度传感器、右侧轮胎温度传感器和车速传感器均连接到充放气控制模块的输入端,当车辆在在正常道路工况上进行行驶时,充放气控制模块结合左侧轮胎温度传感器、右侧轮胎温度传感器、左侧胎压传感器和右侧胎压传感器进行综合分析,并控制轮胎充放气控制总成对各轮胎进行轮胎气压自动调整,使轮胎气压达到最理想承载和行驶状态。
[0031] 此外,该重型沙漠轮胎充放气控制系统还包括无线接收器、控制模块工作指示灯和故障指示灯,无线接收器连接到充放气控制模块;控制模块工作指示灯和故障指示灯均连接到充放气控制模块的输出端,指示灯能够将系统的工作情况展示给驾驶员。
[0032] 最后,该重型沙漠轮胎充放气控制系统还包括直流24V电源和保险丝,直流24V电源的正极通过保险丝连接到充放气控制模块的电源端,直流24V电源的负极接地。
[0033] 如图2所示,本发明提供一种重型沙漠轮胎充放气控制方法,包括:
[0034] 步骤210,通过左侧胎压传感器、右侧胎压传感器、重力质心感应器、车桥左侧载荷测量器、车桥右侧载荷测量器、车桥左侧离地高度探测器和车桥右侧离地高度探测器分别获取车辆相应的车辆状态数据;
[0035] 步骤220,对获取到的车辆相应车辆状态数据进行综合分析,判断车辆是否处于两侧轮胎下陷状态或单侧轮胎下陷状态;若是,则转到步骤230;
[0036] 步骤230,控制轮胎充放气控制总成对轮胎进行放气,并挂合轮间差速锁和桥间差速锁。
[0037] 其中,对获取到的车辆相应车辆状态数据进行综合分析,判断车辆是否处于两侧轮胎下陷状态的方法具体包括:当车桥左侧载荷测量器和车桥右侧载荷测量器检测到的车桥载荷无变化、左侧胎压传感器和右侧胎压传感器检测到的轮胎胎压无变化、车桥左侧离地高度探测器和车桥右侧离地高度探测器检测到的车桥距地面距离减小时,判定车辆处于两侧轮胎下陷状态,充放气控制模块控制轮胎充放气控制总成对两侧轮胎进行放气,并挂合轮间差速锁和桥间差速锁。
[0038] 以及,对获取到的车辆相应车辆状态数据进行综合分析,判断车辆是否处于单侧轮胎下陷状态的方法具体包括:当车桥左侧载荷测量器和车桥右侧载荷测量器检测到的车桥载荷无变化、左侧胎压传感器和右侧胎压传感器检测到的轮胎胎压无变化、车桥左侧离地高度探测器或车桥右侧离地高度探测器检测到的车桥距地面距离减小、重力质心感应器检测到车辆质心偏向车桥距地面距离减小的一侧时,判定车辆处于单侧轮胎下陷状态,充放气控制模块控制轮胎充放气控制总成对两侧轮胎进行放气,未下陷侧轮胎的放气速度大于下陷侧轮胎的放气速度,并挂合轮间差速锁和桥间差速锁。
[0039] 车辆驶出下陷端轮胎后,车辆在正常道路工况下工作,充放气控制模块通过多个传感器采集数据,通过无线传输,进行有效分析,控制轮胎充放气总成对轮胎进行充气,使得轮胎气压与车桥载荷、行驶速度保持一致,同时重型沙漠轮胎充放气控制系统中对应的指示灯亮起,提醒驾驶员重型沙漠轮胎充放气控制系统工作正常,车辆各轮胎气压均为最理想状态。
[0040] 本发明能够通过左侧胎压传感器、右侧胎压传感器、重力质心感应器、车桥左侧载荷测量器、车桥右侧载荷测量器、车桥左侧离地高度探测器和车桥右侧离地高度探测器分别获取车辆相应的车辆状态数据;并对获取到的车辆相应车辆状态数据进行综合分析,判断轮胎的下陷情况,下陷侧轮胎缓慢放气,未下陷侧轮胎快速放气,防止车辆质心向下陷侧偏移而翻车问题。另外通过轮胎放气,增加轮胎与沙漠的接地比,并且减小轮胎滚动半径增加车辆驱动力,并挂合车辆桥间差速锁和轮间差速锁,有效帮助车辆驶出沙漠下陷路面。车辆驶出轮胎下陷区后,系统按照正常道路工况下条件对各轮胎气压自动调整,使轮胎气压达到最理想承载和行驶状态,并解除车辆桥间差速锁和轮间差速锁。且该系统的数据采集、分析、控制均由电控单元智能分析完成,各元件之间互相精密配合,系统高度集中,不需要驾驶员进行手动操作,有效降低驾驶员的误操作以及劳动作业强度。
[0041] 尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述,但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下,本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换,而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/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,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
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