轮胎中央充放气自动控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种轮胎中央充放气自动控制系统及方法，该系统包括中央控制阀总成（1）、储气罐（2）、充气控制组件及放气控制组件；充气控制组件包括空气压缩机（4）及无刷电机（5），无刷电机连ECU（6）并通过空气压缩机连储气罐，储气罐连中央控制阀总成；中央控制阀总成连放气控制组件，放气控制组件包括轮边放气阀总成（8）、导电滑环（9）、旋转气室（10）、有源胎压与温度传感器（11）、轮边电子控制单元（12）及单向阀（13），导电滑环为轮边放气阀总成和ECU供电，旋转气室通过单向阀连轮胎；有源胎压与温度传感器（11）连轮边电子控制单元，轮边电子控制单元连轮边放气阀总成及ECU。本发明专利技术能实时监测胎压，并自动保持和精确调整胎压。

Automatic control system and method of tire central charging and discharging

The invention discloses an automatic control system and method for tire central charging and discharging, which comprises a central control valve assembly (1), an air storage tank (2), an air charging control component and an air discharging control component; an air charging control component includes an air compressor (4) and a brushless motor (5), a brushless motor connected with an ECU (6) and an air storage tank connected with a central control valve through an air compressor. The central control valve assembly is connected with the exhaust control component, which includes the wheel-side exhaust valve assembly (8), conductive sliding ring (9), rotary chamber (10), active tire pressure and temperature sensor (11), wheel-side electronic control unit (12) and one-way valve (13). The conductive sliding ring provides power for the wheel-side exhaust valve assembly and ECU, and the rotary chamber connects the tire through one-way valve. With the temperature sensor (11), the wheel edge electronic control unit, the wheel edge electronic control unit, the wheel edge exhaust valve assembly and the ECU. The invention can monitor the tire pressure in real time, and automatically maintain and accurately adjust the tire pressure.

【技术实现步骤摘要】
轮胎中央充放气自动控制系统及方法
本专利技术涉及一种汽车轮胎的充放气设备及方法，尤其涉及一种轮胎中央充放气自动控制系统及方法。
技术介绍
目前，军用越野车、工程机械、农业机械等车辆上普遍应用了轮胎中央充放气系统（CTIS），如图1所示，该系统包含控制面板KZJM、控制器KZQ、控制阀KZF、线束XS、保压阀KF、旋转气室QS、轮胎阀LT、锁闭阀BS、轮胎TAI、储气筒ZQT以及联接各部件的气管路和线束组成。储气筒ZQT为控制阀KZF提供气源。控制面板KZJM发送测压、充气和放气指令给控制器KZQ，控制阀KZF执行控制器指令，实现对系统的气压控制；充气时，高气压通过控制阀KZF，沿气路、保压阀KF、旋转气室QS、轮胎阀LT、闭锁阀BS、气门嘴后，到达轮胎；其中，轮胎阀LT是单向阀，只能单向导通，轮胎里的气体无法流出。闭锁阀BS是一个手动气阀，上面安装气门嘴，当系统失效时，可以在外部为轮胎充放气。放气时，控制阀KZF给系统一个压力脉冲，旋转气室QS和轮胎阀LT被打开，然后控制阀KZF逐渐缓慢降低气压到预设阈值，这样的情况下，轮胎里的高压气体将逐渐降低到预设阈值，当到达放气的目标气压后，控制阀KZF关闭，保压阀KF会打开，与外界相通，快速释放系统压力，此时轮胎阀LT也迅速闭合，轮胎里的气压将不再降低。通过轮胎中央充放气系统（CTIS），驾驶员在驾驶室就可以对车辆轮胎进行充气、放气或测压，可提高轮式车辆通过沙漠、泥泞或冰雪等复杂路面的能力，提高汽车通过性、舒适性、燃油经济性及安全性。但现有技术的轮胎中央充放气系统（CTIS）存在如下三个技术难题：1、CTIS系统充气速度慢，目前最快速度也需要6分钟充满一个车桥。2、CTIS系统采用轮边放气技术，需要两套管路和旋转气室，布置困难，寿命低，可靠性差，成本尺寸等都较大，而且冬天放气孔宜被冻结；采用集中放气方式，其速度很慢，效率低下，很不利于战场的生存。3、CTIS系统不能实时显示胎压，每次操作都要先测压，而且测压时间长。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种轮胎中央充放气自动控制系统（ACTIS）及方法，能实时监测并显示胎压，能自动保持和精确调整胎压以满足各驾驶模式对胎压的要求，提高驾乘体验。本专利技术是这样实现的：一种轮胎中央充放气自动控制系统，包括中央控制阀总成、储气罐、充气控制组件及对应安装在汽车轮胎上的四组放气控制组件；充气控制组件包括空气压缩机及无刷电机，无刷电机的输入端与汽车电子控制单元的输出端连接，无刷电机的输出端通过空气压缩机与储气罐连接，储气罐与中央控制阀总成连接；中央控制阀总成与四组放气控制组件连接，每组放气控制组件包括轮边放气阀总成、导电滑环、旋转气室、有源胎压与温度传感器、轮边电子控制单元及单向阀，导电滑环安装在轮胎的轮毂轴承上，轮边放气阀总成与轮胎气门嘴连接，导电滑环为轮边放气阀总成和汽车电子控制单元供电，旋转气室安装在轮边的轮毂轴承上并与中央控制阀总成连接，位于两对轮毂轴承之间，旋转气室通过单向阀与轮胎连接；有源胎压与温度传感器设置在轮胎内，旋转气室位于气门嘴尾部，轮边电子控制单元的输入端与有源胎压与温度传感器的数据接口连接，轮边电子控制单元的输出端与轮边放气阀总成连接，轮边电子控制单元与汽车电子控制单元无线连接。所述的中央控制阀总成由四个独立控制的电磁气阀组件构成，四个独立控制的电磁气阀组件分别与四组放气控制组件对应连接。所述的轮胎中央充放气自动控制系统还包括模式旋钮，模式旋钮与汽车电子控制单元和汽车CAN总线连接。所述的轮胎中央充放气自动控制系统还包括显示屏，显示屏安装在驾驶室内，显示屏与汽车电子控制单元连接。所述的储气罐内设有储气罐压力传感器，储气罐压力传感器与汽车电子控制单元连接。一种轮胎中央充放气自动控制方法，包括如下步骤：步骤1：通过模式旋钮选择汽车的驾驶模式，在汽车电子控制单元内预设有不同驾驶模式对应的不同胎压要求；步骤2：有源胎压与温度传感器采集四个轮胎的胎压和温度数据，并通过轮边电子控制单元发送胎压和温度信号到汽车电子控制单元；步骤3：汽车电子控制单元接收胎压和温度信号，汽车电子控制单元通过中央控制阀总成控制充气控制组件对轮胎充气，并将胎压和温度信号传递给轮边电子控制单元，继而控制轮边放气阀总成对轮胎放气，使轮胎保持预设胎压；步骤4：显示屏实时显示和监测系统工作状态。在所述的步骤3中，当轮胎慢漏气时，充气控制组件对轮胎充气的具体方法为：汽车电子控制单元根据有源胎压与温度传感器实时监测和计算漏气速度，并使无刷电机控制空气压缩机将储气罐内的气体通过中央控制阀总成的电磁气阀组件对漏气轮胎进行充气。在所述的步骤3中，当轮胎胎压低于胎压阈值而车速高于车速阈值时，汽车电子控制单元控制无刷电机经空气压缩机将储气罐内的高压气体输入中央控制阀总成，中央控制阀总成的电磁气阀组件通过旋转气室经单向阀传导到胎压低的轮胎中进行自动充气至预设胎压。在所述的步骤3中，当车速低于车速阈值而车辆振动加速度大于车辆振动加速度阈值时，汽车电子控制单元通过轮边电子控制单元控制轮边放气阀总成为轮胎放气，导电滑环为轮边放气阀总成供电。在所述的步骤3中，当轮胎内部温度高于轮胎内部温度阈值且胎压高于胎压阈值时，汽车电子控制单元控制显示屏进行报警。本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：1、本专利技术可以按照所选择的驾驶模式，对轮胎进行自动充放气至预设胎压，并保持，确保车辆行驶的安全性和平稳性，提高驾乘体验。2、本专利技术能在轮胎慢漏气时根据胎压数据实时监测与计算漏气速度，并控制中央控制阀总成和无刷电机对轮胎自动充气，保证轮胎压力符合当前驾驶模式的要求。3、本专利技术能在监测到胎压较低而车速较高时为轮胎自动充气到预设额定压力，起到保护轮胎的作用。4、本专利技术能在车速较低而振动加速度较大时为轮胎自动放气，降低胎压，提高乘坐的舒适性。5、本专利技术可以计算分析胎压和温度数据，并实时显示胎压等系统工作状态，达到实时监测和爆胎预警的目的。本专利技术通过有源胎压与温度传感器实时监测并显示胎压，能自动保持和精确调整胎压以满足各驾驶模式对胎压的要求，提高驾乘体验，同时具有应急快速充放气、轮胎状态报警、实时胎压的控制与提醒等功能。附图说明图1是现有技术轮胎中央充放气系统的原理图；图2是本专利技术轮胎中央充放气自动控制系统的原理图，图中，实线为气路连接线，虚线为电路/信号连接线。图中，1中央控制阀总成，2储气罐，3储气罐压力传感器，4空气压缩机，5无刷电机，6汽车电子控制单元（ECU），7显示屏，8轮边放气阀总成（WVVA），9导电滑环（CS），10旋转气室（RATG），11有源胎压与温度传感器，12轮边电子控制单元（轮边ECU），13单向阀（OWV），14汽车CAN总线，15模式旋钮，DC直流电源。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。请参见附图2，一种轮胎中央充放气自动控制系统，包括中央控制阀总成1、储气罐2、充气控制组件及对应安装在汽车轮胎上的四组放气控制组件；充气控制组件包括空气压缩机4及无刷电机5，无刷电机5的输入端与汽车电子控制单元6（ECU）的输出端连接，优选的，无刷电机5可采用PWM调速的直流无刷电机，汽车电子控制单元6实时控制无刷电机5的转速和功率，无刷电机5的输出端通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮胎中央充放气自动控制系统，其特征是：包括中央控制阀总成（1）、储气罐（2）、充气控制组件及对应安装在汽车轮胎上的四组放气控制组件；充气控制组件包括空气压缩机（4）及无刷电机（5），无刷电机（5）的输入端与汽车电子控制单元（6）的输出端连接，无刷电机（5）的输出端通过空气压缩机（4）与储气罐（2）连接，储气罐（2）与中央控制阀总成（1）连接；中央控制阀总成（1）与四组放气控制组件连接，每组放气控制组件包括轮边放气阀总成（8）、导电滑环（9）、旋转气室（10）、有源胎压与温度传感器（11）、轮边电子控制单元（12）及单向阀（13），导电滑环（9）安装在轮胎的轮毂轴承上，轮边放气阀总成（8）与轮胎气门嘴连接，导电滑环（9）为轮边放气阀总成（8）和汽车电子控制单元（6）供电，旋转气室（10）安装在轮边的轮毂轴承上并与中央控制阀总成（1）连接，旋转气室（10）位于两对轮毂轴承之间，旋转气室（10）通过单向阀（13）与轮胎连接；有源胎压与温度传感器（11）设置在轮胎内，位于气门嘴尾部，轮边电子控制单元（12）的输入端与有源胎压与温度传感器（11）的数据接口连接，轮边电子控制单元（12）的输出端与轮边放气阀总成（8）连接，轮边电子控制单元（12）与汽车电子控制单元（6）无线连接。...

【技术特征摘要】
1.一种轮胎中央充放气自动控制系统，其特征是：包括中央控制阀总成（1）、储气罐（2）、充气控制组件及对应安装在汽车轮胎上的四组放气控制组件；充气控制组件包括空气压缩机（4）及无刷电机（5），无刷电机（5）的输入端与汽车电子控制单元（6）的输出端连接，无刷电机（5）的输出端通过空气压缩机（4）与储气罐（2）连接，储气罐（2）与中央控制阀总成（1）连接；中央控制阀总成（1）与四组放气控制组件连接，每组放气控制组件包括轮边放气阀总成（8）、导电滑环（9）、旋转气室（10）、有源胎压与温度传感器（11）、轮边电子控制单元（12）及单向阀（13），导电滑环（9）安装在轮胎的轮毂轴承上，轮边放气阀总成（8）与轮胎气门嘴连接，导电滑环（9）为轮边放气阀总成（8）和汽车电子控制单元（6）供电，旋转气室（10）安装在轮边的轮毂轴承上并与中央控制阀总成（1）连接，旋转气室（10）位于两对轮毂轴承之间，旋转气室（10）通过单向阀（13）与轮胎连接；有源胎压与温度传感器（11）设置在轮胎内，位于气门嘴尾部，轮边电子控制单元（12）的输入端与有源胎压与温度传感器（11）的数据接口连接，轮边电子控制单元（12）的输出端与轮边放气阀总成（8）连接，轮边电子控制单元（12）与汽车电子控制单元（6）无线连接。2.根据权利要求1所述的轮胎中央充放气自动控制系统，其特征是：所述的中央控制阀总成（1）由四个独立控制的电磁气阀组件构成，四个独立控制的电磁气阀组件分别与四组放气控制组件对应连接。3.根据权利要求1所述的轮胎中央充放气自动控制系统，其特征是：所述的轮胎中央充放气自动控制系统还包括模式旋钮（15），模式旋钮（15）与汽车电子控制单元（6）和汽车CAN总线（14）连接。4.根据权利要求1所述的轮胎中央充放气自动控制系统，其特征是：所述的轮胎中央充放气自动控制系统还包括显示屏（7），显示屏（7）安装在驾驶室内，显示屏（7）与汽车电子控制单元（6）连接。5.根据权利要求1所述的轮胎中央充放气自动控制系统，其特征是：所述的储气罐（2）内设有储气罐压力传感器（3），储气罐压力传感器（3）与汽车电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平，石永金，刘斌，吁苗，陈少平，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31