一种基于智能预测的轮胎保护装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于智能预测的轮胎保护装置及其控制方法，包括轮胎装置、检测系统、采集模块、控制系统以及制动系统；轮胎装置包括轮胎和轮毂基座，检测系统安装于轮胎装置上，用于检测轮毂基座与轮胎内壁的距离、检测轮胎内的胎压信号以及检测轮胎的温度信号；采集模块将采集到的距离信号、胎压信号和温度信号传送至控制系统；控制系统用于控制制动系统，进而控制车辆运行；并用于提示轮胎检修提醒。且该控制方法采用T‑S模糊预测控制，根据输入信号，经过控制算法得到轮胎行驶安全系数，根据行驶安全系数的不同，实现轮胎的警告、检修、急停控制功能，使车辆更加安全行驶。

A tire protection device based on Intelligent Prediction and its control method

The invention discloses a tire protection device based on Intelligent Prediction and its control method, including tire device, detection system, acquisition module, control system, and brake system. The tire device includes tires and hub base, and the detection system is installed on the tire device to detect the distance between the hub base and the inner wall of the tire. Test the tire pressure signal in the tire and the temperature signal of the tire. The acquisition module transfers the distance signal, the tire pressure signal and the temperature signal to the control system. The control system is used to control the brake system and control the running of the vehicle, and is used to prompt the tire maintenance and reminding. And this control method uses T S fuzzy predictive control, according to the input signal, through the control algorithm to get the tire driving safety coefficient, according to the different driving safety coefficient, to realize the warning, repair and stop control function of the tire, so that the vehicle is more safe driving.

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能预测的轮胎保护装置及其控制方法
本专利技术涉及一种轮胎保护装置，特别是涉及一种基于智能预测的轮胎保护装置及其控制方法。
技术介绍
驾驶行为的舒适度及安全性很大程度上取决于汽车轮胎的工作状态。然而，要精确地评估轮胎气压、温度及轮胎/道路摩擦力等参数并不容易，尤其当驾驶人驾驶车辆在道路上行驶时，此类参数的估计就显得更为困难。为解决此类问题，近20年专利技术了一系列新型的轮胎传感器及检测设备以改善驾驶行为体验，使之更加安全和舒适。NHTSA的调查数据表示，在过去的10年中，轮胎故障已发展成极大的安全隐患，且其中大部分的轮胎故障是由生产缺陷或保养不当造成的。在不同的轮胎故障类型中，轮胎气压不足被认为是当前道路交通事故的首要因素。另外，胎压不足还会引起轮胎表面磨损加剧，车辆性能下降，燃油消耗增加等。除轮胎胎压外，轮胎的工作状态同时还受到包括轮胎胎面、轮胎材质、温度及轴承等多种因素影响。因此，对轮胎工作状态进行全面检查和监测，从而保障车辆更加安全、舒适的行驶。目前胎压监测技术已经广泛的应用市场，并且已经纳入国家标准，新生产的车辆必须配置胎压监测装置。如前所述，影响行驶安全和舒适的主要影响因素是胎压，除此之外，还有其他影响因素也需要考虑，如轮胎温度、轮胎形变、轮胎/道路摩擦力等。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本专利技术的目的是提供一种基于智能预测综合监测轮胎各重要参数，并基于监测的数据进行智能预测报警，提高车辆行驶的安全性和舒适型的轮胎保护装置及其控制方法。技术方案：本专利技术提供了一种基于智能预测的轮胎保护装置，包括轮胎装置、检测系统、采集模块、控制系统以及制动系统；所述轮胎装置包括轮胎和轮毂基座；所述检测系统安装于轮胎装置上，用于检测轮毂基座与轮胎内壁的距离、检测轮胎内的胎压信号以及检测轮胎的温度信号；所述采集模块将采集到的距离信号、胎压信号和温度信号传送至控制系统；所述控制系统用于控制制动系统，进而控制车辆运行；并用于提示轮胎检修提醒。进一步的，所述检测系统包括超声波系统、胎压监测系统和温度检测系统，所述采集模块为无线采集模块；所述超声波系统通过基准偏差镜安装于轮毂基座上，超声波系统发射的超声波沿超声波路径进行传输，用于监测轮毂基座与轮胎内壁的距离信号，并将检测到的距离信号通过无线传输方式发送至无线采集模块；所述胎压监测系统用于检测轮胎内的胎压，并将检测到的胎压信号通过无线传输方式送至无线采集模块；所述温度检测系统检测轮胎的温度信号，并将检测到的温度信号通过无线传输方式送至无线采集模块。进一步的，所述控制系统包括控制器、辅助制动执行机构、语音提醒系统和显示系统；所述控制器的输出分别与辅助制动执行机构、语音提醒系统和显示系统的输入连接；所述辅助制动执行机构的输出与制动系统连接，用于控制车辆；所述语音提醒系统用于语音提示轮胎需要检修；所述显示系统用于提示轮胎建议维修。进一步的，所述制动系统包括制动器、制动分泵、制动踏板以及辅助制动分泵；所述制动器安装在轮毂上，制动踏板的输出与制动分泵连接，当踩动制动踏板时，通过制动分泵将制动力传输至制动器，控制车辆；所述控制系统的输出与辅助制动分泵连接，将制动力传输到制动器，控制车辆。本专利技术还公开了另一种基于智能预测的轮胎保护装置，包括轮胎装置、检测系统、采集模块、控制系统以及制动系统；所述轮胎装置包括轮胎和轮毂基座；所述检测系统安装于轮胎装置上，包括超声波系统、胎压监测系统和温度检测系统，所述超声波系统通过基准偏差镜安装于轮毂基座上，超声波系统发射的超声波沿超声波路径进行传输，用于监测轮毂基座与轮胎内壁的距离信号，并将检测到的距离信号通过无线传输方式发送至采集模块；所述胎压监测系统用于检测轮胎内的胎压，并将检测到的胎压信号通过无线传输方式送至采集模块；所述温度检测系统检测轮胎的温度信号，并将检测到的温度信号通过无线传输方式送至采集模块；所述采集模块为无线采集模块，其将采集到的距离信号、胎压信号和温度信号传送至控制系统；所述控制系统包括控制器、辅助制动执行机构、语音提醒系统和显示系统，所述控制器的输出分别与辅助制动执行机构、语音提醒系统和显示系统的输入连接；所述辅助制动执行机构的输出与制动系统连接，用于控制车辆；所述语音提醒系统用于语音提示轮胎需要检修；所述显示系统用于提示轮胎建议维修；所述制动系统包括制动器、制动分泵、制动踏板以及辅助制动分泵，所述制动器安装在轮毂上，制动踏板的输出与制动分泵连接，当踩动制动踏板时，通过制动分泵将制动力传输至制动器，控制车辆；所述控制系统的输出与辅助制动分泵连接，将制动力传输到制动器，控制车辆。其中，所述辅助制动执行机构为行程电机。所述制动器为液压式制动器。本专利技术还公开了一种基于所述智能预测轮胎保护装置的控制方法，该控制方法采用T-S模糊预测控制，包括以下步骤：(1)定义输入、输出变量及模糊分割输入变量x＝[x1,x2,x3]；输出变量y；各变量定义如下：输入变量x1：胎压值c；输入变量x2：胎温值t；输入变量x3：变形量△l；输出变量y：安全系数s；各输入变量的模糊分割为：输入变量x1：胎压值c模糊分割：[PL(正大)，ZE(零)，NL(负大)]；输入变量x2：胎温值t模糊分割：[PL(正大)，ZE(零)，NL(负大)]；输入变量x3：变形量△l模糊分割：[PL(正大)，ZE(零)，NL(负大)]；输出变量y：安全系数s，采用T-S模糊模型，输出值是精确值，无需模糊分割；(2)模糊推理T-S模糊模型采用“if-then”规则定义模糊规则，具体T-S模糊控制规则为Ri：其中，为模糊系统的模糊集合，i为模糊集合数，i＝1,2,3，即正大、零、负大，j为输入变量个数，j＝1,2,3；与为模糊系统参数，范围为(0，1)，yi为根据模糊控制规则得到第i条规则的输出，输入部分是模糊的，输出部分是确定的，T-S模糊推理表示输出为输入的线性组合；输入变量x＝[x1,x2,x3]，首先根据模糊规则计算各输入变量的隶属度：式中，分别为隶属度函数的中心和宽度；(3)模糊计算与输出将隶属度进行模糊计算，采用模糊算子为连乘算子：式中，ωi为模糊算子，物理意义为第i条模糊控制规则的权重，为输入变量x1属于模糊集合的隶属度，为输入变量x2属于模糊集合的隶属度，为输入变量x3属于模糊集合的隶属度。第i条规则输出为yi，它的权重为ωi，则根据模糊计算结果计算模糊模型的总输出值y：(4)输出信号处理将输出值y按等级划分为五个等级：优秀：0.9≤y≤1；良好：0.8≤y<0.9；建议检修：0.7≤y<0.8；警告：0.6≤y<0.7；危险急停：y<0.6；其中，优秀与良好表明轮胎可以正常运行。进一步的，所述T-S模糊预测控制，还包括建议检修控制方案、警告控制方案和急停控制方案；所述建议检修控制方案为：控制器输出建议检修至显示系统，提醒驾驶员对车辆进行检查；所述警告控制方案为：控制器输出警告信号至语音提醒系统，提醒驾驶员对车辆进行检查；所述急停控制方案：分为自动控制模式与手动控制模式，可通过切换开关进行切换。更进一步的，所述自动控制模式为：控制器输出控制信号，控制辅助制动执行机构进行间歇性制动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于智能预测的轮胎保护装置，其特征在于：包括轮胎装置、检测系统、采集模块、控制系统以及制动系统；所述轮胎装置包括轮胎(1)和轮毂基座(15)；所述检测系统安装于轮胎装置上，用于检测轮毂基座与轮胎内壁的距离、检测轮胎内的胎压信号以及检测轮胎的温度信号；所述采集模块将采集到的距离信号、胎压信号和温度信号传送至控制系统；所述控制系统用于控制制动系统，进而控制车辆运行；并用于提示轮胎检修提醒。

【技术特征摘要】
1.一种基于智能预测的轮胎保护装置，其特征在于：包括轮胎装置、检测系统、采集模块、控制系统以及制动系统；所述轮胎装置包括轮胎(1)和轮毂基座(15)；所述检测系统安装于轮胎装置上，用于检测轮毂基座与轮胎内壁的距离、检测轮胎内的胎压信号以及检测轮胎的温度信号；所述采集模块将采集到的距离信号、胎压信号和温度信号传送至控制系统；所述控制系统用于控制制动系统，进而控制车辆运行；并用于提示轮胎检修提醒。2.根据权利要求1所述的一种基于智能预测的轮胎保护装置，其特征在于：所述检测系统包括超声波系统(4)、胎压监测系统(8)和温度检测系统(16)，所述采集模块为无线采集模块(14)；所述超声波系统通过基准偏差镜(2)安装于轮毂基座上，超声波系统发射的超声波沿超声波路径(3)进行传输，用于监测轮毂基座与轮胎内壁的距离信号，并将检测到的距离信号通过无线传输方式发送至无线采集模块；所述胎压监测系统用于检测轮胎内的胎压，并将检测到的胎压信号通过无线传输方式送至无线采集模块；所述温度检测系统检测轮胎的温度信号，并将检测到的温度信号通过无线传输方式送至无线采集模块。3.根据权利要求1所述的一种基于智能预测的轮胎保护装置，其特征在于：所述控制系统包括控制器(13)、辅助制动执行机构(10)、语音提醒系统(11)和显示系统(12)；所述控制器的输出分别与辅助制动执行机构、语音提醒系统和显示系统的输入连接；所述辅助制动执行机构的输出与制动系统连接，用于控制车辆；所述语音提醒系统用于语音提示轮胎需要检修；所述显示系统用于提示轮胎建议维修。4.根据权利要求3所述的一种基于智能预测的轮胎保护装置，其特征在于：所述制动系统包括制动器(5)、制动分泵(6)、制动踏板(7)以及辅助制动分泵(9)；所述制动器安装在轮毂上，制动踏板的输出与制动分泵连接，当踩动制动踏板时，通过制动分泵将制动力传输至制动器，控制车辆；所述控制系统的输出与辅助制动分泵连接，将制动力传输到制动器，控制车辆。5.一种基于智能预测的轮胎保护装置，其特征在于：包括轮胎装置、检测系统、采集模块、控制系统以及制动系统；所述轮胎装置包括轮胎(1)和轮毂基座(15)；所述检测系统安装于轮胎装置上，包括超声波系统(4)、胎压监测系统(8)和温度检测系统(16)，所述超声波系统通过基准偏差镜(2)安装于轮毂基座上，超声波系统发射的超声波沿超声波路径(3)进行传输，用于监测轮毂基座与轮胎内壁的距离信号，并将检测到的距离信号通过无线传输方式发送至采集模块；所述胎压监测系统用于检测轮胎内的胎压，并将检测到的胎压信号通过无线传输方式送至采集模块；所述温度检测系统检测轮胎的温度信号，并将检测到的温度信号通过无线传输方式送至采集模块；所述采集模块为无线采集模块，其将采集到的距离信号、胎压信号和温度信号传送至控制系统；所述控制系统包括控制器(13)、辅助制动执行机构(10)、语音提醒系统(11)和显示系统(12)，所述控制器的输出分别与辅助制动执行机构、语音提醒系统和显示系统的输入连接；所述辅助制动执行机构的输出与制动系统连接，用于控制车辆；所述语音提醒系统用于语音提示轮胎需要检修；所述显示系统用于提示轮胎建议维修；所述制动系统包括制动器(5)、制动分泵(6)、制动踏板(7)以及辅助制动分泵(9)，所述制动器安装在轮毂上，制动踏板的输出与制动分泵连接，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆玉正，颜森林，宋翔，
申请(专利权)人：南京晓庄学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32