一种智能监测轮胎及其使用方法与流程

1.本发明属于轮胎监测技术领域，具体的说是一种智能监测轮胎及其使用方法。


背景技术：

2.现有汽车轮胎监测系统仅能够监测胎压、温度等信息，无法监测轮胎磨损情况及路面信息。汽车是现代生活中必不可少的出行工具，汽车状态密切关系着驾乘人员安全性、舒适性、耗能量。当前监测车辆状态主要通过悬挂的工作状态和轮毂的运动轨迹判断，然而，这些方法难以准确感知与路面直接接触的轮胎状态，因此，无法准确预警由于轮胎磨损或复杂路面状态引起的复杂驾乘状态，存在较高的安全隐患并直接影响驾乘体验。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种智能监测轮胎及其使用方法，本发明在轮胎中集成柔性应变传感器件阵列，检测汽车行驶过程中的轮胎状态，建立深度学习算法模型，可以识别车辆轮胎运行状态、轮胎磨损情况、路面类型、坑洼情形，通过车载显示端查看，同时通过整车控制单元主动调整车辆运行状态，提高驾乘体验。
4.本发明技术方案如下，一种智能监测轮胎，包括：轮胎、信号处理器和智能显示装置，其中，轮胎内侧粘有一层面压力拉伸传感器，面压力拉伸传感器粘有一层压力补偿材料，面压力拉伸传感器能够与轮胎再外力作用下同时发生形变，信号处理器集成在面压力拉伸传感器上，信号处理器与智能显示装置通过无线信号相连接。
5.一种智能监测轮胎使用方法，包括以下步骤：
6.在轮胎运行或静止状态下，通过采集面压力拉伸传感器及压力补偿材料形变，计算出轮胎当前状态，并将信息反馈给整车控制器，整车控制器实时做出调整或报警。
7.进一步的，轮胎运行状态下：采集面压力拉伸传感器及压力补偿材料形变，计算出轮胎内气压数值，监测轮胎的胎压；
8.进一步的，轮胎静止状态下：采集面压力拉伸传感器及压力补偿材料形变，计算出轮胎的变形量与压力载荷，与数据库比对，计算轮胎厚度情况，监测轮胎磨损状态；
9.进一步的，轮胎运行状态下：采集面压力拉伸传感器及压力补偿材料形变，与经验值模型比对，确定路面信息。
10.本发明的有益效果为：
11.本发明在轮胎中集成柔性应变传感器件阵列，检测汽车行驶过程中的轮胎状态，建立深度学习算法模型，可以识别车辆轮胎运行状态、轮胎磨损情况、路面类型、坑洼情形，通过车载显示端查看，同时通过整车控制单元主动调整车辆运行状态，提高驾乘体验。
附图说明
12.图1为本发明轮胎结构图。
13.图2为本发明系统控制示意图。
14.图中：
15.1-轮胎；10-面压力拉伸传感器；11-压力补偿材料。
具体实施方式
16.需要说明的是，在本发明的描述中术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
17.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；连接可以是机械连接，也可以是电连接；相连可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
18.本发明由集成新型面传感器的轮胎1、信号处理器和智能显示装置组成。轮胎1最内层粘贴一层面压力拉伸传感器10，面压力拉伸传感器10粘贴一层压力补偿材料11。装有轮胎1的车辆行驶在路面上，轮胎1随着路面发生相应的形变，传感材料贴附于轮胎内部，随轮胎同步产生形变从而输出信号变量，多通道传感材料贴附于轮胎内侧不同区域，感知整个轮胎变形分布，轮胎变形信号回传，利用检测与对标工作实现形变量、载荷的准确推算。
19.信号处理器就固定在轮胎上，直接与面压力传感器集成在一起，然后通过粘接工艺粘在轮胎内壁上，现在芯片尺寸都很小，它可以通过一个与其集成的振动发电机实现自供电。
20.通过在纤维材料内部构建随应变产生拓扑结构变化的导电网络，引起宏观电阻量变化，检测电阻变化量实现对变形量的监测。
21.通过算法计算出路面及地形信息显示在智能显示装置上，反馈给整车控制器(现有汽车上装有主动悬架及牵引力控制的)驱动车辆做出适应性调整以实现车辆的平顺、舒适、安全等要求。
22.胎压监测功能，通过采集粘贴在内层的面压力拉伸传感器10微小形变，结合算法计算出轮胎1内气压数值，从而监测轮胎1的胎压。
23.轮胎磨损监测，在车辆静止状态下，通过采集粘贴在内层的面压力拉伸传感器10及压力补偿材料11形变，结合算法计算出轮胎1各个位置的变形量，与经验值模型“不同橡胶厚度情况下的形变量”数据库进行比对，计算出各个位置轮胎1的厚度情况，从而监测轮胎1的磨损情况。
24.路面信息反馈，在车辆行驶状态下，通过采集轮胎1与路面接触位置轮胎1的形变量，与各种地形经验值“砂石、水泥等不同路面轮胎形变量”数据库进行比对，从而确定当前行驶的路面信息。
25.智能控制车辆运行状态，在车辆行驶状态下，将上述的路面信息反馈给整车控制器，以最佳的动力输出、悬架响应模式等驱动车辆保证通过性、平顺性、安全性、舒适性等。
26.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所
作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
27.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。


技术特征：
1.一种智能监测轮胎，其特征在于，包括：轮胎、信号处理器和智能显示装置，其中，轮胎内侧粘有一层面压力拉伸传感器，面压力拉伸传感器粘有一层压力补偿材料，面压力拉伸传感器能够与轮胎再外力作用下同时发生形变，信号处理器集成在面压力拉伸传感器上，信号处理器与智能显示装置通过无线信号相连接。2.如权利要求1所述轮胎的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：在轮胎运行或静止状态下，通过采集轮胎形变数据，计算出轮胎当前状态，并将信息反馈给整车控制器，整车控制器实时做出调整或报警。3.如权利要求2所述的一种智能监测轮胎使用方法，其特征在于，所述轮胎运行状态下：采集面压力拉伸传感器及压力补偿材料形变，计算出轮胎内气压数值，监测轮胎的胎压。4.如权利要求2所述的一种智能监测轮胎使用方法，其特征在于，所述轮胎静止状态下：采集面压力拉伸传感器及压力补偿材料形变，计算出轮胎的变形量与压力载荷，与数据库比对，计算轮胎厚度情况，监测轮胎磨损状态。5.如权利要求2所述的一种智能监测轮胎使用方法，其特征在于，所述轮胎运行状态下：采集面压力拉伸传感器及压力补偿材料形变，与经验值模型比对，确定路面信息。

技术总结
本发明公开了一种智能监测轮胎及其使用方法，属于轮胎监测技术领域，本发明在轮胎最内层粘贴一层面压力拉伸传感器，在面压力拉伸传感器表面粘贴一层压力补偿材料。将装有轮胎的车辆行驶在路面上，轮胎随着路面发生相应的形变，传感材料贴附于轮胎内部，随轮胎同步产生形变从而输出信号变量，多通道传感材料贴附于轮胎内侧不同区域，感知整个轮胎变形分布，轮胎变形信号回传，利用检测与对标工作实现形变量、载荷的准确推算，检测汽车行驶过程中的轮胎状态，建立深度学习算法模型，可以识别车辆轮胎运行状态、轮胎磨损情况、路面类型、坑洼情形，通过车载显示端查看，同时通过整车控制单元主动调整车辆运行状态，提高驾乘体验。提高驾乘体验。提高驾乘体验。


技术研发人员：辛大勇 王祎男 王德新 翟诺 吴显琪 刘涛 王卓君 王天一 张影
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/6/27