一种基于热量补偿和主动控制的汽车轮胎防滑系统

    技术2024-12-23  38


    本发明属于汽车安全防护领域,具体涉及一种基于热量补偿和主动控制的汽车轮胎防滑系统。


    背景技术:

    1、轮胎作为汽车与地面接触的唯一零部件,其健康情况直接影响着车辆驾驶人员和乘客的安全。特别是冬季的雨雪天气,交通环境变得恶劣,车辆容易打滑,对行车安全造成极大威胁。而汽车打滑的外在原因主要有以下几点,一是因为潮湿或者雨雪使地面变得湿滑,降低了轮胎与路面之间的摩擦系数,导致轮胎在行驶或制动时失去了足够的抓地力,容易发生打滑现象;二是因为雨雪天气温度较低,轮胎的橡胶本体材料变硬,同时轮胎花纹缝隙中塞满冰雪导致轮胎的抓地力或者制动性能变弱,增加轮胎打滑的风险。

    2、针对雨雪天气汽车轮胎容易打滑的问题,现有的防滑系统主要有两类:(1)为汽车安装雪地胎,其橡胶配方和花纹都采用了特殊处理,使其在冰冻、积雪、湿滑等冬季路面,依然保持出色的抓地力,保障驾驶的安全性;(2)为汽车安装防滑链,防滑链可将车辆的重力集中到铁链的几个点上,产生巨大的压强,轧透冰雪层直达路面,从而增大摩擦力,增加车辆行驶的安全系数。

    3、虽然上述两类装置虽然都能用来改善轮胎打滑的问题,但也都存在着局限性。由于雪地胎采用了特殊的设计和材料,其制造成本通常较普通轮胎更高,这使得雪地胎的购买和更换成本相对较高;而且雪地胎不适用于暖季行驶和所有路况,所以每年都需要装卸,费时费力。而安装了防滑链后,车辆的行驶速度通常受到限制;还会与路面进行摩擦产生噪音,影响驾驶舒适性。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种基于热量补偿和主动控制的汽车轮胎防滑系统,提供了一种简便、快速、通用的汽车轮胎防滑系统。

    2、本发明所采用的技术方案是:

    3、一种基于热量补偿和主动控制的汽车轮胎防滑系统,包括:

    4、所述的检测电路分别与温度传感器和控制电路连接;控制电路分别与所述检测电路和输出接口连接;输出接口与所述控制电路和热量传输电路连接;热量传输电路与所述输出接口连接;温度传感器与所述检测电路连接;

    5、所述检测电路包括依次连接的检测电路输入接口、信号调理电路、仪表放大电路、滤波电路、模数转换器、数字信号处理器、校准电路和检测电路输出接口,

    6、控制电路,分别与检测电路和输出接口;

    7、热量传输电路,分别与风扇、发动机、电加热开关、阀门、控制电路和输出接口连接;

    8、输出接口,分别与控制电路和热量传输电路连接。

    9、检测电路包括依次连接的检测电路输入接口、信号调理电路、仪表放大电路、滤波电路、模数转换器、数字信号处理器、校准电路和检测电路输出接口,检测电路输入接口与三个温度传感器、汽车防滑转调节系统(asr)、防抱死系统(abs)和动态稳定系统(esp)连接。

    10、所述热量传输电路包括热量传输电路输入接口、热源切换器、电机驱动器、舵机驱动器、风扇、阀门、发动机、电加热器和传输管道,所述热量传输电路输入接口与输出接口连接,所述电机驱动器与风扇连接,所述舵机驱动器与阀门连接,热源切换器分别于发动机和电加热器相连;

    11、所述传输管道设置有进气孔1和进气孔2和出气孔1、出气孔2、出气孔3、出气孔4,所述一个进气孔与发动机连接,所述一个进气孔与电加热器连接,所述和出气孔1、出气孔2、出气孔3、出气孔4分别设置于汽车的四个轮胎上方。

    12、所述控制电路包括依次连接的检测信号输入接口、总控制器、控制信号输出接口,所述总控制器内设置有模数转换器、特征提取器以及神经网络处理器,所述检测信号输入接口与模数转换器连接,神经网络控制器与控制信号输出接口连接,控制信号输出接口与输出接口相连。

    13、所述神经网络处理器包括输入层、隐藏层和输出层。

    14、温度传感器设置有三个,一个温度传感器设置于轮胎皮壳处,用来测量轮胎的温度;一个温度传感器设置于发动机上,与发动机外壁固定连接,用来测量发动机的温度;一个温度传感器设置于汽车尾部,与汽车尾部外壳内壁固定连接,用来测量环境温度。

    15、本发明的有益效果是:

    16、本发明公开的一种基于热量补偿和主动控制的汽车轮胎防滑系统,能够实现实时、简便、准确的汽车轮胎防滑操作,具体地,在道路交通较差的情况下,当汽车的检测电路通过汽车胎温、环境温度、发动机温度以及asr驱动防滑程序等实时状态来检测汽车的状态,并将信息传递给控制电路;控制电路会根据这些信息来判断此时汽车是否需要进行防滑操作。若需要,控制电路会通过电机驱动使风扇开始工作,通过舵机驱动实现阀门的开启,并且会根据实际情况来调节阀门的开合程度,前期准备工作完成。此时控制电路会判断发动机是否有足够的热量来对轮胎进行加温。若有,则发动机热量通过管道将从出气孔排到轮胎处对轮胎进行加温。若没有,则电加热系统将开始工作,同样的,所产生的热量也通过管道将从出气孔排到轮胎处对轮胎进行加温,即可实现汽车轮胎的防滑,确保驾驶安全。



    技术特征:

    1.一种基于热量补偿和主动控制的汽车轮胎防滑系统,其特征在于,包括检测电路(1)和温度传感器(5);

    2.如权利要求1所述的一种基于热量补偿和主动控制的汽车轮胎防滑系统,其特征在于,所述控制电路(2)包括依次连接的检测信号输入接口(21)、总控制器(22)、控制信号输出接口(23),所述总控制器(22)内设置有模数转换器(211)、特征提取器(212)以及神经网络处理器(213),所述检测信号输入接口(11)与模数转换器(211)连接,神经网络控制器(213)与控制信号输出接口(21)连接,控制信号输出接口(2)与输出接口(3)相连。

    3.如权利要求2所述的一种基于热量补偿和主动控制的汽车轮胎防滑系统,其特征在于,所述神经网络处理器(213)包括输入层(2011)、隐藏层(2012)和输出层(2013)。

    4.如权利要求1或2所述的一种基于热量补偿和主动控制的汽车轮胎防滑系统,其特征在于,所述温度传感器a(51)设置有一个,一个所述温度传感器a(51)设置于轮胎(6)皮壳处,一个所述温度传感器a(51)与轮胎处车壳内壁固定连接。

    5.如权利要求1或2所述的一种基于热量补偿和主动控制的汽车轮胎防滑系统,其特征在于,所述温度传感器b(52)置有一个,一个所述温度传感器b(52)设置于发动机(47)上,一个所述温度传感器b(52)与所述发动机(47)的外壁固定连接。

    6.如权利要求1或2所述的一种基于热量补偿和主动控制的汽车轮胎防滑系统,其特征在于,所述温度传感器c(53)设置有一个,一个所述温度传感器c(53)设置于汽车尾部,一个所述温度传感器c(53)与汽车尾部外壳内壁固定连接。


    技术总结
    本发明公开了一种基于热量补偿和主动控制的汽车轮胎防滑系统,包括传感器、检测电路、控制电路、热量传输电路及输出接口,其中检测电路分别与传感器和控制电路相连接;控制电路分别与检测电路和热量传输电路相连接;热量传输电路与控制电路相连接;输出接口与热量传输接口相连接。汽车会主动对汽车胎温、环境温度、汽车防滑转调节系统(ASR)、防抱死系统(ABS)以动态稳定系统(ESP)等情况进行主动检测,据此对热源选择、通风量、通风速度、风温及通风时间等参数进行控制。本发明可解决轮式汽车在积雪结冰道路上行驶时容易打滑的问题,能够在不影响汽车正常行驶的情况下实现汽车的防滑性能,进而提高汽车行驶的安全性。

    技术研发人员:李京杰,孙豪杰,孙希明,任威
    受保护的技术使用者:大连理工大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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