一种基于智能轮胎技术的车辆状态检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于智能轮胎技术的车辆状态检测系统，所述基于智能轮胎技术的车辆状态检测系统主要由胎压检测模块、温度检测模块、测距模块、发射模块、接收模块、数据处理模块、显示模块、声光报警模块、定位模块以及供电模块组成；所述胎压检测模块、温度检测模块、测距模块可实时检测车辆行驶过程中的胎压、胎内温度及轮胎下沉量；所述发射模块、接收模块实现所检测数据的无线传输；所述数据处理模块计算并输出对应轮胎的转速及所承受的载荷。本实用新型专利技术所述的车辆状态检测系统有效利用轮胎下沉量实现对轮胎转速及所承受载荷的实时检测，在整车控制及智能交通领域具有巨大的潜力和应用前景。的潜力和应用前景。的潜力和应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能轮胎技术的车辆状态检测系统


[0001]本技术涉及一种基于智能轮胎技术的车辆状态检测系统，属于智能轮胎技术与测量


技术介绍

[0002]目前，汽车工业和高速公路的发展，对汽车轮胎提出了更高的性能要求。随着轮胎技术的不断进步，信息技术、智能技术、电子技术的不断发展，智能轮胎开始出现并具有很好的发展潜力。
[0003]智能轮胎技术是利用传感器、通信、网络、计算机、模式识别、信号处理、人工智能等现代化的信息与智能技术实现轮胎状态监测、自主判断与及时的智能处理，从而提高汽车的安全性、环保性、经济型与舒适性。此外，利用智能轮胎技术还能够为汽车的其他智能系统提供必要的状态信息，提高汽车控制系统的智能化。
[0004]因此，如何通过智能轮胎技术及测量技术获得更多的状态信息对于汽车整车控制、汽车辅助及无人驾驶、汽车网联及智能化的发展具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本技术要解决的技术问题：在借助智能轮胎技术与测量技术直接测得的轮胎胎压、温度、下沉量的基础上进一步推算得到车辆前后轴荷、整车重量与车速等状态信息参数，进一步为整车控制及智能交通领域提供可用信息。
[0006]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种基于智能轮胎技术的车辆状态检测系统，其特征在于，所述基于智能轮胎技术的车辆状态检测系统主要由胎压检测模块、温度检测模块、测距模块、发射模块、接收模块、数据处理模块、显示模块、声光报警模块、定位模块以及供电模块组成。
[0008]进一步地，所述胎压检测模块、温度检测模块、测距模块组合安装于轮辋上气门嘴阀杆处；同时还可选择对轮辋进行加工，将测距模块安装于轮辋上与气门嘴相对的位置，使车轮在转动过程中保持动平衡；所述胎压检测模块、温度检测模块、测距模块分别对汽车行驶过程中胎压、温度以及轮胎下沉量进行实时检测；胎压检测模块与温度检测模块选用英飞凌公司的SP400系列传感器，该传感器芯片采用13位的采样AD转换器，可达到较高的采样精度和更低的能耗。传感器直接接触轮内气压，将压力信号转换为电信号，利用信号调理电路进行信号的放大、补偿等数字化调理，具有体积小、功耗低、使用寿命长及集成度高等优点；测距模块采用夏普公司GP2Y0A21YK0F红外测距传感器，该传感器价格低廉、体积小、质量轻，功耗小，且使用简单，工作稳定，测量数值时不会产生较大的波动，适合对轮胎几厘米甚至几毫米的径向变形进行测量。
[0009]进一步地，未加载时，所述测距模块测得的距离为轮辋与轮胎内表面之间的垂直距离与测距模块自身厚度之差，加载完成后，测距模块测得距离减小，由此可以计算出加载过程测距模块所测距离变化量，即轮胎下沉量。
[0010]进一步地，所述所述胎压检测模块、温度检测模块、测距模块分别完成对胎压、温度以及轮胎下沉量检测后，所述发射模块、接收模块对各数据信号进行无线传输，最终由所述数据处理模块将各数据进行计算处理，并将所得状态信息直观呈现到显示模块上。
[0011]进一步地，在载荷一定的情况下，测得下沉量大小，主要受到胎压影响，在测得胎压的前提下，载荷与下沉量之间呈近似线性关系，利用这一关系，所述数据处理模块可以推算出单条轮胎所承受的载荷，再根据轮胎的数量，进一步获得前后轴荷以及整车所承受的载荷。
[0012]进一步地，轮胎在转动过程中，所述测距模块测得的距离会发生周期性的变化，测得两个相等最小距离所用的时间为一个测距周期，即车轮转动一周，利用所述测距模块单个测距周期所用的时间，所述数据处理模块可以计算得到在该周期内轮胎的平均角速度，结合轮胎规格参数可以计算得到轮胎运动过程的平均线速度，继而得到整车的实时车速。
[0013]进一步地，所述声光报警模块可在轮胎的温度、胎压达到其临界值以及轮胎的下沉量达到极限值时报警及时提醒驾驶员采取相应的处理措施，保障驾驶安全性；所述定位模块可实现对运行车辆的实时定位，以便需要时及时获取到车辆的位置信息；所述供电模块选用锂电池，保障各模块稳定运行。
[0014]综上所述，本技术的有益效果是：
[0015](1)本技术所述的一种基于智能轮胎技术的车辆状态检测系统，利用智能轮胎技术与测量技术，对轮胎胎压、温度信息进行实时检测的同时，对轮胎转动过程中的下沉量进行实时测量。
[0016](2)本技术所述的一种基于智能轮胎技术的车辆状态检测系统，综合考虑轮胎胎压以及温度对轮胎下沉量的影响，利用载荷与轮胎下沉量之间的关系，可进一步计算得出汽车前后轴荷以及整车重量等状态参数。
[0017](3)本技术所述的一种基于智能轮胎技术的车辆状态检测系统，利用测距模块测距周期，结合轮胎规格参数，可计算得到轮胎转速，进一步可推算得到整车速度。
[0018](4)本技术所述的一种基于智能轮胎技术的车辆状态检测系统，基于传感器直观测得的轮胎状态信号而综合计算得到整车状态信息可进一步拓展应用到汽车辅助及无人驾驶、汽车网联及智能化等领域，为汽车的智能控制提供更多信息支持。
[0019]下面结合附图以及具体实施例对本技术作进一步的说明。
附图说明
[0020]图1为本技术结构组成原理示意图；
[0021]图2为本技术传感器安装位置示意图；
[0022]图3为本技术工作测距原理示意图；
[0023]图4为本技术工作测距周期示意图；
[0024]图5为本技术工作流程图；
具体实施方式
[0025]如图1所示，本技术所述一种基于智能轮胎技术的车辆状态检测系统，主要由胎压检测模块、温度检测模块、测距模块、发射模块、接收模块、数据处理模块、显示模块、声
光报警模块、定位模块以及供电模块组成。
[0026]所述所述胎压检测模块、温度检测模块、测距模块分别完成对胎压、温度以及轮胎下沉量检测后，所述发射模块、接收模块对各数据信号进行无线传输，最终由所述数据处理模块进行数据处理，并将所得状态信息直观呈现到显示模块上；所述声光报警模块可在轮胎的温度、胎压达到其临界值或轮胎的下沉量达到极限值时报警及时提醒驾驶员采取相应的处理措施，保障驾驶安全性；所述定位模块可实现对运行车辆的实时定位，以便在需要时及时获取到车辆的位置信息；所述供电模块选用锂电池，保证各模块稳定运行。
[0027]如图2所示，本技术所述一种基于智能轮胎技术的车辆状态检测系统，为所述胎压检测模块、温度检测模块、测距模块提供两种安装方案：方案一，将胎压检测模块、温度检测模块、测距模块进行整体封装，安装于轮辋上气门嘴阀杆处；方案二，采取分体安装的形式，将胎压检测模块、温度检测模块作为一个整体，安装于气门嘴阀杆处，通过对轮辋进行加工处理，将测距模块安装于轮辋上与气门嘴相对的位置，使车轮在转动过程中保持动平衡。
[0028]所述胎压检测模块、温度检测模块、测距模块分别对汽车行驶过程中胎压、温度以及轮胎下沉量进行实时检测；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能轮胎技术的车辆状态检测系统，其特征在于，所述基于智能轮胎技术的车辆状态检测系统主要由胎压检测模块、温度检测模块、测距模块、发射模块、接收模块、数据处理模块、显示模块、声光报警模块、定位模块以及供电模块组成；所述胎压检测模块、温度检测模块分别对汽车行驶过程中胎压、胎内温度进行实时检测；所述测距模块可对轮胎的下沉量进行实时测量；所述发射模块与接收模块将测得的胎压、温度以及下沉量以无线传输的方式发送到数据处理模块；所述数据处理模块计算并输出对应轮胎的转速及所承受的载荷；所述显示模块用于直观显示轮胎所承受的载荷、转速、温度及胎压。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：付宏勋，赵强，张宇，张国彪，梁学萌，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：新型
国别省市：