[發明專利]基于滑轉率控制的越野車輪胎中央充放氣系統及控制方法

在審

• 申請號: 201810508636.5
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108819625A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 臧利國;孫海波;孫海燕;許麗嬌
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: B60C23/00
• 分類號: B60C23/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;徐瑛

1.基于滑轉率控制的越野車輪胎中央充放氣系統，其特征在于，包括滑轉率獲取系統和輪胎中央充放氣系統，所述滑轉率獲取系統獲取滑轉率，并與預設滑轉率范圍值比較，以此來調節輪胎的充放氣。

2.根據權利要求1所述的基于滑轉率控制的越野車輪胎中央充放氣系統，其特征在于，所述滑轉率獲取系統包括信號采集裝置和控制與顯示裝置，所述的信號采集裝置包括車輪角速度傳感器、輪胎壓力傳感器、車速傳感器和車輪載荷傳感器；所述的控制與顯示裝置包括電子控制單元、氣動控制單元、儀表顯示單元和多功能控制面板，所述多功能控制面板包括充/放氣控制按鈕、越野模式按鈕、公路模式按鈕、松軟模式按鈕。

3.根據權利要求1所述的基于滑轉率控制的越野車輪胎中央充放氣系統，其特征在于，所述輪胎中央充放氣系統包括空氣供給與存儲裝置、旋轉密封裝置、輪胎充/放氣閥及相應管路。

4.根據權利要求3所述的基于滑轉率控制的越野車輪胎中央充放氣系統，其特征在于，所述的空氣供給與存儲裝置包括氣泵和儲氣罐。

5.根據權利要求3所述的基于滑轉率控制的越野車輪胎中央充放氣系統，其特征在于，所述的旋轉密封裝置包括密封板、旋轉密封圈、配流軸和缸筒，所述的密封板、旋轉密封圈、配流軸和缸筒集成安裝在車輪部，并始終與輪胎相通。

6.根據權利要求3所述的基于滑轉率控制的越野車輪胎中央充放氣系統，其特征在于，所述的輪胎充/放氣閥包括車輪閥、快速放氣閥和安全閥。

7.基于滑轉率控制的越野車輪胎中央充放氣系統的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)滑轉率獲取系統采集數據并將數據上傳至電子控制單元，由電子控制單元計算出滑轉率；

(2)電子控制單元將計算出的滑轉率與預設的滑轉率范圍值作比較，以此來對輪胎進行充放氣調節。

8.根據權利要求7所述的基于滑轉率控制的越野車輪胎中央充放氣系統的控制方法，其特征在于，所述步驟(1)的具體步驟為：

隨著車輛向前行進，滑轉率獲取系統獲取車輪角速度傳感器、車速傳感器、車輪載荷傳感器、輪胎壓力傳感器依次檢測的當前角速度值ω、車速值Va、車載值F_Z、胎壓值p，并上傳至電子控制單元，由電子控制單元計算出滑轉率。

9.根據權利要求8所述的基于滑轉率控制的越野車輪胎中央充放氣系統的控制方法，其特征在于，通過以下公式計算滑轉率：

滑轉率公式：

式中：ω為車輪角速度，單位為rad/s；r為車輪有效滾動半徑，單位為m；Va為車身實際移動的速度，單位為m/s；

若子午線輪胎在微速滾動時的滾動半徑為r₀，那么在一定車速V_a下的有效滾動半徑r的公式為：

r＝r₀+10^{-(1.97p+1.31)}Va^{(0.735p+1.147)} (公式二)

根據(公式一)、(公式二)得無載荷條件下滑轉率公式：

若在一定撓度(mm)下，其有效滾動半徑r'公式為：

r'＝0.9544r-0.0812δ-1.0356δ²/r (公式四)

子午線輪胎變形δ與載荷、內壓之間關系的經驗公式為：

式中F_Z為車輪載荷，單位為N；p為輪胎內壓，單位為kPa；δ為變形量，單位為mm；其中a、b、c、d₀為常數，a＝0.774，b＝0.00147，c＝431.704，d₀＝1.899；

根據(公式一)、(公式四)得在一定撓度下滑轉率公式：

將(公式二)、(公式五)代入(公式六)最終得到在一定撓度下的滑轉率計算公式。

10.根據權利要求7所述的基于滑轉率控制的越野車輪胎中央充放氣系統的控制方法，其特征在于，所述步驟(2)的具體步驟為：

電子控制單元根據各傳感器所上傳的信號進行計算并與預設范圍值K1-K2進行比較，當計算的滑轉率在最適合的范圍值內時，電子控制單元不向氣動控制單元發布指令，則不進行任何操作，而當計算的滑轉率小于K1時，電子控制單元給氣動控制單元發布相應的充氣指令，則氣動控制單元控制相應的車輪閥進行充氣操作，當滑移率到達K1-K2時，停止充氣；同樣，當計算的滑轉率大于K2時，電子控制單元給氣動控制單元發布相應的放氣指令，則氣動控制單元控制相應的快速放氣閥進行放氣操作，當滑移率到達K1-K2，停止放氣操作；車輛未停止，整個系統一直運行，直至車輛停止后，則系統停止工作。