CN106739852A - 一种胎压可变的行走装置 - Google Patents

Abstract

一种胎压可变的行走装置,属于车辆主动安全技术领域；包括无线信号发射接收装置，无线控制阀，无线控制单向阀，胎压传感器，空气压缩机等。其特征在于：所述轮胎通过内外腔室隔板将轮胎内部分为内腔和外腔，再通过无线控制阀门、无线控制单向阀和空气压缩机将内腔和外腔的气体进行相应的气体交换，实现外腔的增压和泄压，从而实现轮胎胎压可变，该轮胎还能实现免充气，甚至还可实现一定幅度的车身姿态控制，其中轮胎胎压可根据汽车行驶工况和驾驶员制动转向意图增减轮胎胎压，使得轮胎与地面附着系数相应增大或者减小，相应的轮胎和地面间相互作用力的增大或者减小，汽车的动力性、制动性能和安全性得以改善。该发明的优点在于实现了汽车轮胎胎压可变，免充气，以及一定幅度的车身姿态控制。

Description

一种胎压可变的行走装置

技术领域

本发明涉及一种胎压可变的行走装置，属于车辆主动安全技术领域。

背景技术

普通轮胎装备到汽车上通常会采用汽车推荐的胎压值，并且在相当长的时间段内，胎压保持不变，这就意味着，轮胎在推荐胎压下与地面接触面积保持不变，轮胎和地面相互作用产生的作用力不变。

现代汽车大多装有ABS（制动防抱死系统）主动安全装置，它通过控制车辆的轮胎滑移率，使其和地面保持最大的附着系数，从而提供较大的制动力，但是无法进一步提高附着系数。

轮胎的胎压与轮胎与地面的附着系数成非线性关系，胎压越低，轮胎变形越严重，与地面附着系数就越大，滚动阻力越大。

发明内容

本发明在于解决上述问题，提供一种胎压可变的新型轮胎，它具有胎压可变，免充气的特性。本发明的主要技术方案如下：

一种胎压可变的的轮胎，包括无线信号发射接收装置，无线控制阀，无线控制单向阀，第一胎压传感器，第二胎压传感器，空气压缩机，内外腔室隔板，第一高低压腔室隔板，第二高气压腔室隔板，气门，平衡块，（本装置未包括空气压缩机的电力配套装置，其包括无线输电发射端，和无线输电接收端，接收端接入空气压缩机电源输入端）。其特征在于：无线控制阀和无线控制单向阀均利用无线信号控制阀门的开闭，其中无线控制单向阀只允许高压内腔内填充气体向轮胎外腔单方向流动，无线信号发射接收装置分别安装于四个轮胎上方的车架或车身上，为了信号强度与轮胎距离保持在一定范围，内外腔室隔板、第一高低压腔室隔板、第二高低压腔室隔板均为铝制，内外腔室隔板将轮胎内部分为内腔和外腔两个封闭的腔室，第一高低压腔室隔板和第二高低压腔室隔板将内腔分为高压内腔和低压内腔两个封闭的腔室;第一胎压传感器安装于内外腔室隔板外侧，用于检测轮胎外腔胎压，第二胎压传感器安装于高压内腔内的轮胎轮毂上，用于检测高压内腔胎压，无线控制阀安装于低压内腔和外腔的内外腔室隔板上，无线控制单向阀安装于高压内腔和外腔的内外腔室隔板上，空气压缩机安装于第一高低压腔室隔板上，其工作与否是由无线信号控制,进气端接通低压内腔，出气端接通高压内腔，平衡块通过一定的定位结构可安装固定在第二高低压腔室隔板附近任一的三维空间位置，用来平衡空气压缩机和其他装置带来的动不平衡和静不平衡，气门安装于低压内腔内侧的轮毂上，伸出轮胎，方便维修后补充轮胎填充气体；所述无线控制阀和无线控制单向阀均利用无线信号控制阀门的开闭。所述轮胎通过内外腔室隔板将轮胎内部分为内腔和外腔，轮胎内填充气体在内腔和外腔进行相应的气体交换，使得轮胎外腔胎压增大或者降低，轮胎胎压即实现增大或者降低。所述第一高低压腔室隔板和第二高低压腔室隔板将内腔分为高压内腔和低压内腔两个封闭的腔室，外腔通过这两个腔室实现快速增压和泄压。所述轮胎内填充气体只在轮胎内部各腔室发生气体交换，不与外界环境发生交换，不存在漏气现象，所以轮胎可以实现免充气。所述轮胎胎压可根据汽车行驶工况和驾驶员制动转向意图增减轮胎胎压，使得轮胎与地面附着系数相应增大或者减小，相应的轮胎和地面间相互作用力的增大或者减小，汽车的动力性、制动性能和安全性得以改善。

本发明比较现有轮胎的优点：

免充气，轮胎内的气体只在内腔和外腔之间发生交换，没有与外界气体发生交换，所以不存在气体泄漏。

在免充气的基础上，我们可以使用氮气或者其他气体填充轮胎，可以防止爆胎，提高轮胎行驶的稳定性和舒适性，减少轮胎噪音，轮胎及铝合金刚圈或铁圈不致氧化，延长轮胎使用寿命 。

实现胎压可变，使得轮胎与地面的纵向和横向附着系数提高，在高速行驶情况下，有利于紧急制动和紧急转向时缩短制动距离，防止侧翻和侧滑，甚至可实现小幅度的车身姿态控制。

附图说明

图1为本发明所述的轮胎纵向剖面图 。

图2为本发明所述的轮胎横向剖面图。

具体实施方式

轮胎纵向剖面图(图1)

1. 胎面，2. 无线控制阀，3. 内外腔室隔板，4. 第一高低压腔室隔板,5.外腔，6.空气压缩机，7. 第二胎压传感器，8. 无线控制单向阀，9. 高压内腔，10.第二高低压腔室隔板，11. 平衡块，12. 低压内腔，13. 气门，14. 第一胎压传感器，15. 无线信号发射接收装置。

轮胎横向剖面图(图2)

1.胎面，3.内外腔室隔板，7.第二胎压传感器, 10 .第二高低压腔室隔板，12.气门，14.第一胎压传感器，16.轮毂。

下面结合附图对本发明做详细说明:

当无线控制阀2和无线控制单向阀8都关闭时，车载ECU通过无线信号发射接收装置15向空气压缩机6发射一个控制信号，使得空气压缩机6工作, 空气压缩机6将低压内腔12的气体抽出并加压到高压内腔9，从而使得高压内腔9和低压内腔12分别维持较高气压和较低气压；当车载ECU通过第二胎压传感器7检测到高压内腔9胎压到达系统预设值时，控制无线信号发射接收装置15向空气压缩机6发射一个控制信号，使得空气压缩机6停止工作，高压内腔9和低压内腔12的气体联系切断（即气体不再发生流动交换）。

1.在高速制动情况下：

（1）制动泄压:

汽车通过车速传感器检测到汽车处于高速行驶状态，若此时还通过其他传感器检测到驾驶员有急踩制动踏板的驾驶意图，则车载ECU通过无线信号发射接收装置15向轮胎内的无线控制阀2发射一控制信号，使无线控制阀2打开,在较大的内外腔压力差下，外腔5内气体被压入低压内腔12，外腔5胎压明显降低，轮胎与地面接触面积增大，轮胎与地面附着系数增大，从而获得的制动力增大，制动距离缩短。

（2）制动结束恢复正常胎压：

汽车通过车速传感器检测到汽车处于极低速行驶状态，甚至停驶状态时，若同时检测制动信号消失，车载ECU则通过无线信号发射接收装置15向无线控制阀2、无线控制单向阀8分别发射一控制信号，使无线控制阀2关闭，无线控制单向阀8打开，在压力差下，高压内腔9的气体被压到外腔5中，外腔5胎压恢复到合适值（这个胎压值取决于空气压缩机通电工作的时间，是可控的），车载ECU通过第一胎压传感器14判断外腔5胎压恢复到正常值，即控制无线信号发射接收装置15向无线控制单向阀8发射一控制信号，使得无线控制单向阀8关闭，轮胎即可保持在合适胎压。

2.冰雪路面等低附着系数路面行驶时：

驾驶员将汽车的驾驶状态设置为雪地模式时，车载ECU即通过无线信号发射接收装置15向无线控制阀2发射一控制信号，使得无线控制阀2打开，轮胎外腔5气体被压入低压内腔12，外腔5胎压降低，第一胎压传感器14将外腔5胎压通过无线信号反馈给车载ECU，当胎压降低三分之一到二分之一或者其他合适值时，车载ECU控制无线信号发射接收装置15向无线控制阀2发射一控制信号，使得无线控制阀2关闭，这样即实现轮胎胎压降低到一合适值。

3．高速行驶工况的转向：

汽车通过车速传感器检测到汽车处于高速行驶状态，若此时还通过方向盘角位移传感器检测到驾驶员短时间内转动较大角度，则车载ECU通过无线信号发射接收装置15向转向侧的两个轮胎的无线控制阀2各发射一个控制信号,使它们的无线控制阀2打开，在内外腔室压力差下，外腔5室内气体被压入低压内腔，转向侧轮胎的外腔5胎压明显降低，由于另一侧的车辆轮胎外腔5胎压不变，车身于是产生一定的倾侧角度，借助这个倾侧角度，使得汽车能更加安全的高速通过一个弯道；当车辆安全平稳高速过弯后，若车载ECU通过车速传感器和方向盘角位移传感器分别判断车辆车速已经明显降低到安全车速和方向盘输入角度很小时（即可认为此时车辆进入直行），车载ECU控制无线信号发射接收装置15向转向侧两个轮胎的无线控制阀2和无线控制单向阀8各发射一个控制信号，使得无线控制阀2关闭，无线控制单向阀8打开，高压内腔9内的高压气体被压入外腔5中，轮胎胎压开始恢复正常值，汽车正常行驶。

4.较大坡度的行驶:

为防止汽车在爬较大坡度时汽车发生遛坡，车载ECU 通过车速传感器和车轮转速传感器计算车轮滑移率，判断驱动轮有无发生抱死，车载ECU通过坡度传感器检测到汽车正在爬坡时，若此时同时通过车速传感器和车轮转速传感器检测到汽车驱动轮发生打滑，车载ECU则控制无线信号发射接收装置15向驱动轮的无线控制阀2发射一控制信号，使得无线控制阀2打开，外腔5胎压降低，轮胎与地面的附着系数增大，车辆的最大爬坡度也会有所增加，这样车辆即可通过一些较高坡度的路面，当车载ECU通过各传感器的反馈信号判断出车辆结束爬坡行驶，则控制无线信号发射接收装置15向驱动轮的无线控制阀2和无线控制单向阀8发射一控制信号，使得无线控制阀2关闭，无线控制单向阀打开8，高压内腔9的高压气体被压入外腔5，胎压升高至正常值，车载ECU通过第一胎压传感器14判断外腔5胎压恢复到合适值，即控制无线信号发射接收装置15向无线控制单向阀2发射一控制信号，使得无线控制单向阀2关闭，轮胎即保持在合适胎压。

5.该技术配合ESP（电子控制稳定系统）的使用：

可变胎压的技术甚至可配合ESP技术一起使用, 在ESP系统介入工作时， ESP系统给某一车轮一制动力，若单独制动某个车轮不足以稳定车辆，ESP只能通过降低发动机扭矩输出的方式或制动其它车轮来满足需求。此时可以通过降低需要制动的轮胎的胎压来增大车轮与地面的附着系数，从而增强ESP的车身稳定效果。具体操作过程是，在ESP系统刚介入某个轮胎时，车载ECU判断出到ESP正在工作介入于某个或者某几个轮胎，于是立即控制那个轮胎的胎压降低，具体过程和高速制动时轮胎泄压过程一样，不再赘述，当ESP结束工作时，车载ECU重新控制那个轮胎恢复到合适胎压值。

本发明主要提供的是一种基于轮胎胎压可变的汽车主动安全装置，在不背离本发明的本质情况下，可将该轮胎技术的气体增压方式，气体泄压方式作出相应的改变，或将该技术应用在其他安全技术上，但这些改动都应属于本发明所属的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种胎压可变的行走装置，包括无线信号发射接收装置，无线控制阀，无线控制单向阀，第一胎压传感器，第二胎压传感器，空气压缩机，内外腔室隔板，第一高低压腔室隔板，第二高气压腔室隔板，气门，平衡块，（本装置未包括空气压缩机的电力配套装置，其包括无线输电发射端，和无线输电接收端，接收端接入空气压缩机电源输入端）；其特征在于无线控制阀和无线控制单向阀均利用无线信号控制阀门的开闭，其中无线控制单向阀只允许高压内腔内填充气体向轮胎外腔单方向流动，无线信号发射接收装置分别安装于四个轮胎上方的车架或车身上，为了信号强度与轮胎距离保持在一定范围，内外腔室隔板、第一高低压腔室隔板、第二高低压腔室隔板均为铝制，内外腔室隔板将轮胎内部分为内腔和外腔两个封闭的腔室，第一高低压腔室隔板和第二高低压腔室隔板将内腔分为高压内腔和低压内腔两个封闭的腔室；第一胎压传感器安装于内外腔室隔板外侧，用于检测轮胎外腔胎压，第二胎压传感器安装于高压内腔内的轮胎轮毂上，用于检测高压内腔胎压，无线控制阀安装于低压内腔和外腔的内外腔室隔板上，无线控制单向阀安装于高压内腔和外腔的内外腔室隔板上，空气压缩机安装于第一高低压腔室隔板上，其工作与否是由无线信号控制，进气端接通低压内腔，出气端接通高压内腔，平衡块通过一定的定位结构可安装固定在第二高低压腔室隔板附近任一的三维空间位置，用来平衡空气压缩机和其他装置带来的动不平衡和静不平衡，气门安装于低压内腔内侧的轮毂上，伸出轮胎，方便维修后补充轮胎填充气体。

2.如权利要求1所述的一种胎压可变的行走装置，其特征在于：所述无线控制阀和无线控制单向阀均利用无线信号控制阀门的开闭。

3.如权利要求1所述的一种胎压可变的行走装置，其特征在于：所述轮胎通过内外腔室隔板将轮胎内部分为内腔和外腔，轮胎内填充气体在内腔和外腔进行相应的气体交换，使得轮胎外腔胎压增大或者降低，轮胎胎压即实现增大或者降低。

4.如权利要求1所述的一种胎压可变的行走装置，其特征在于：所述第一高低压腔室隔板和第二高低压腔室隔板将内腔分为高压内腔和低压内腔两个封闭的腔室，外腔通过这两个腔室实现快速增压和泄压。

5.如权利要求1所述的一种胎压可变的行走装置，其特征在于：所述轮胎内填充气体只在轮胎内部各腔室发生气体交换，不与外界环境发生交换，不存在漏气现象，所以轮胎可以实现免充气。

6.如权利要求1所述的一种胎压可变的行走装置，其特征在于：所述轮胎胎压可根据汽车行驶工况和驾驶员制动转向意图增减轮胎胎压，使得轮胎与地面附着系数相应增大或者减小，相应的轮胎和地面间相互作用力的增大或者减小，汽车的动力性、制动性能和安全性得以改善。