Объектом настоящего изобретения является способ оценки запаса хода устройства для езды на спущенной шине; под устройством для езды на спущенной шине транспортного средства подразумевают комплекс, содержащий, по меньшей мере для каждого колеса, пневматическую шину, сигнализатор падения давления и средства поддержания работоспособности протектора пневматической шины в случае потери давления в шине.
Способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет также оценить условия повторного использования устройства для езды на спущенной шине; эти условия, после езды на спущенной шине или при очень небольшом давлении в шине, могут заключаться либо в простом повторном использовании устройства после ремонта и накачивания пневматической шины, либо в замене шины, либо в замене защитной подушки, либо в том и другом.
Известно, что падение давления в пневматической шине может быть мгновенным, например, при разрыве шины, или очень медленным, например, после прокола, но во всех случаях возникает угроза аварии из-за потери контроля над управлением транспортного средства. Поэтому были разработаны так называемые устройства для «езды на спущенной шине», которые содержат кольцевую защитную подушку, устанавливаемую внутри пневматической шины и предназначенную для ограничения ее проседания и, в случае необходимости, для предотвращения явления расклинивания, то есть смещения борта шины к внутренней стороне обода, в результате чего происходит сход шины с обода.
Такое устройство описано, например, в патентах WO 94/13498 и ЕР 0796747 (Michelin et Cie).
Были также разработаны пневматические шины с усиленной конструкцией, в частности боковинами, позволяющими продолжать езду при слабом и даже нулевом давлении в шине. Пример таких пневматических шин, называемых «самонесущими», приведен в патенте US 6,026,878 (Goodyear).
При этом создается парадоксальная ситуация: указанные современные устройства для езды на спущенной шине настолько эффективны, что водитель практически не замечает потери давления в одной из шин его автомобиля. Поэтому такие устройства должны содержать приборы для измерения давления в шинах, которые должны предупреждать водителя, как только давление в одной из шин опускается ниже определенного порога.
По заявлениям шинопроизводителей эти современные устройства для езды на спущенной шине, основанные на использовании средств поддержания работоспособности протектора пневматической шины в случае падения в ней давления, расположенных внутри или снаружи шины, обеспечивают возможность езды на спущенной шине на ограниченной скорости (максимально порядка 80 км/час), а также на ограниченное расстояние (порядка 200 км).
В действительности приведенные предельные значения определяются в экстремальных условиях эксплуатации транспортных средств и поэтому зачастую занижают реальный потенциал использования этих устройств и обеспечиваемый ими запас хода.
Задачей настоящего изобретения является постоянное информирование водителя о реальном запасе хода транспортного средства в результате значительного падения давления в шине с учетом реальных условий езды.
Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает водителя оперативной информацией о реальном запасе хода транспортного средства, в частности информацией о максимально допустимом пройденном расстоянии, о необходимости остановки и об условиях повторного использования устройства для езды на спущенной шине.
Для решения поставленной задачи в настоящем изобретении используется обработка данных, поступающих от различных датчиков и отражающих основные параметры устройства для езды на спущенной шине и автотранспортного средства в целом.
Поставленная задача решается тем, что в способе оценки запаса хода устройства для езды на спущенной шине, содержащего, по меньшей мере для каждого колеса, пневматическую шину, сигнализатор падения давления и средства поддержания работоспособности протектора пневматической шины в случае падения в ней давления, согласно изобретению, начиная с момента обнаружения сигнализатором падения давления перехода определенного порога падения давления, периодически измеряют пройденное расстояние и характеристический параметр C(t) условий езды; в зависимости от C(t) и от расстояния, пройденного за период Δt, определяют величину, характеризующую потенциальное элементарное повреждение устройства за указанный истекший период Δt; производят расчет оценочного значения общего повреждения путем комбинации элементарных повреждений, рассчитанных с момента начала езды на спущенной шине; и информируют водителя автотранспортного средства об оценочной величине общего повреждения устройства езды на спущенной шине.
Предпочтительно, на основе серии ходовых испытаний в условиях, соответствующих условиям характеристического параметра С, определить функцию F(C), дающую для любого значения параметра С оценку е запаса хода нового устройства для езды на спущенной шине в этих условиях С:
e(t)=F[C(t)
Можно произвести оценку потенциального элементарного повреждения ΔJ в течение периода езды Δt при помощи отношения:
ΔJ=Δd/e(t),
в котором Δd=[d(t)-d(t-Δt)] равно расстоянию, пройденному автотранспортным средством за период Δt.
В предпочтительном варианте выполнения с учетом J, потенциала использования устройства для езды на спущенной шине, для каждого периода измерения Δt оценку J(t) приводят к данному моменту при помощи соотношения:
J(t)=J(t-Δt)-ΔJ
В предпочтительном варианте водителю автотранспортного средства сообщается приведенное к текущему моменту значение J(t). Можно также с учетом Е, остающегося запаса хода устройства для езды на спущенной шине в текущих условиях езды, произвести оценку Е при помощи соотношения:
Е=J(t)×e(t)
и водителю автотранспортного средства регулярно сообщается обновленное значение этой оценки.
Возможно также, не выходя за рамки настоящего изобретения, для расчета Е использовать другую формулу. В частности, для того чтобы не учитывать значительного уменьшения e(t) на первых километрах езды, можно заранее ввести прогнозируемое уменьшение параметра е(t).
Когда снижение потенциала использования переходит заданный порог J0, водитель получает сигнал, рекомендующий ему остановиться при первой возможности.
В предпочтительном варианте выполнения шина считается спущенной, когда измеренное давление в шине становится меньше заданного порога.
Чтобы избежать переоценки остающегося запаса хода, которая может привести к слишком длительной езде на спущенной шине, значение указанного реального запаса хода сравнивают с максимальным эмпирическим значением и наименьшее из этих двух значений используют для расчета оставшегося запаса хода.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в качестве характеристического параметра используют температуру воздуха внутри пневматической шины, а именно:
C(t)=T(t)
В упрощенном варианте изобретения e(t)=F[C(t)] получают из:
,
где:
- е - смоделированный запас хода, выраженный в километрах (км) и соответствующий запасу хода, остающемуся до остановки устройства для езды, действующего при постоянной температуре Т;
- Т - температура воздуха внутри пневматической шины (в градусах Цельсия);
- Т0 - произвольная контрольная температура (в градусах Цельсия), например максимально возможная температура;
- е0 - запас хода, рассчитываемый при температуре Т0; е0 примерно равно 200 км;
- ΔТ (в градусах Цельсия) - температурный интервал, соответствующий запасу хода, поделенному на 2; ДТ примерно равно 10°С.
Можно применить другое упрощенное выражение для соотношения между запасом хода и температурой воздуха внутри пневматической шины:
e(t)=e'0(T0-T)+e'1
где:
- е - смоделированный запас хода, выраженный в км и соответствующий запасу хода, остающемуся до остановки устройства для езды, функционирующего при постоянной температуре Т;
- Т - измеренная температура воздуха внутри пневматической шины (в градусах Цельсия);
- Т0 - произвольная контрольная температура (в градусах Цельсия), например максимально возможная температура;
- e'0 - градиент линейного отношения между запасом хода и перепадом между максимальной температурой и измеренной температурой воздуха внутри пневматической шины (Т0-Т);
- e'1 - запас хода, рассчитанный при температуре Т0.
Не выходя за рамки настоящего изобретения, можно использовать другой характеристический параметр условий езды на спущенной шине, отдельно или в сочетании с другими параметрами.
Указанные характеристические параметры предпочтительно выбирать из следующих параметров: давление накачивания, местонахождение рассматриваемой шины, прикладываемая нагрузка, температура окружающей среды, скорость автотранспортного средства, тип автотранспортного средства, скорость движения дворников, продольные и поперечные усилия, действующие на колесо.
Можно также использовать такие параметры, как местонахождение, температура воздуха внутри шины и давление в остальных, накачанных шинах.
Помимо оценки повреждения и запаса хода устройства для езды на спущенной шине, способ в соответствии с настоящим изобретением можно также применять для оценки возможности повторного использования спущенной шины, а также для оценки повторного использования защитной вставки, если таковая имеется в шине.
В дальнейшем настоящее изобретение поясняется описанием со ссылкой на фигуру 1, на которой представлена принципиальная схема способа.
Что касается J, потенциала использования рассматриваемого устройства для езды на спущенной шине, его первоначально устанавливают равным 1, если устройство является новым.
Во время езды производят контрольные измерения за период Δt. Принимая за t' момент, в который были произведены предыдущие замеры, получают Δt=t-t'. В зависимости от обстоятельств Δt может быть постоянной или непостоянной.
Определяют, не является ли в этот момент t давление одной из шин автотранспортного средства меньшим порога р0, порядка 0,7 бар. Если этого не происходит, то данную операцию возобновляют в следующий промежуток времени.
Если давление в одной из шин меньше этого значения, то измеряют расстояние d(t), пройденное с момента пересечения данного контрольного порога, а также характеристическую величину для езды на спущенной шине, например температуру воздуха внутри шины С(t).
Затем рассчитывают расстояние, пройденное с момента последнего замера:
Δd=[d(t)-d(t-Δt)] и
e(t)=F[C(t)]
e(t) является оценкой запаса хода нового устройства для езды на спущенной шине в условиях C(t). Функцию F(C) определяют опытным путем на основе серии испытаний, проводимых при изменении условий езды на спущенной шине. Эту функцию обычно ограничивают заданным максимальным значением, например 1500 км.
После этого рассчитывают потенциальное элементарное повреждение за рассматриваемый период измерений:
ΔJ=Δd/e(t)
и текущий потенциал использования устройства приводят к данному моменту при помощи соотношения:
J(t)=J(t-Δt)-ΔJ
После этого водителя автотранспортного средства можно информировать о текущем оцененном значении потенциала использования устройства, приведенном к J×100, например в %. Можно также информировать об оценочном значении Е оставшегося запаса хода в текущих условиях езды, полученном, например, из произведения:
Е=J(t)×e(t)
Затем значение J(t) сравнивают с первым порогом порядка 10%; если данный порог перейден, то водителя предупреждают, что ему необходимо остановиться в ближайшее время, если же J(t) равно 0, то водитель получает указание остановиться немедленно.
Если указанный порог не перейден, то операции способа в соответствии с настоящим изобретением возобновляются на следующем периоде Δt.
Далее, для основных характеристических параметров указываются наиболее неблагоприятные условия и определяется, каким может быть расчетное увеличение запаса хода.
Прежде всего указывается остаточное давление рассматриваемой шины: давление в «спущенной» шине не обязательно является нулевым, как этого не происходит и при испытаниях в экстремальных условиях; если потеря давления происходит медленно (примерно 80% при проколе) в начале езды на спущенной шине, шина нагревается и давление в ней даже временно повышается; можно рассчитывать, что при дополнительном давлении в 0,2 бар минимальный запас хода может увеличиться в 10 раз.
Что касается нагрузки автотранспортного средства, то испытания проводятся при максимальной загрузке, что не всегда происходит на практике: например, в случае автомобиля типа «универсал» уменьшение нагрузки примерно на 60 даН увеличивает минимальный запас хода в 2 раза.
Температура окружающего воздуха при испытаниях в экстремальных условиях может равняться 40°С. Перепад меньше чем на 12°С увеличивает минимальный запас хода в 2 раза.
Влияние оказывают также погодные условия: при влажной погоде запас хода значительно увеличивается благодаря понижению температуры функционирования устройства.
Важную роль играет также состояние дорожного покрытия: так, на неровном покрытии, являющемся причиной повышенных динамических нагрузок, запас хода резко уменьшается.
Разбивка пути на несколько этапов позволяет существенно увеличить запас хода, так как во время остановок происходит охлаждение устройства для езды на спущенной шине.
Продольные усилия оказывают значительное отрицательное влияние на устройство для езды на спущенной шине, так как они создают динамические перегрузки, в частности, при торможении. Особенно чувствительными они являются для устройства для езды на спущенной шине, расположенной на передней оси.
Отрицательное влияние на устройство для езды на спущенной шине оказывают также поперечные усилия, так как на поворотах создаются локальные динамические перегрузки.
Важное значение имеет также местонахождение спущенной шины на автотранспортном средстве, то есть на передней или задней оси, так как реальные условия езды зависят от регулировок подвесок (например, от угла развала колес), которые могут быть разными спереди и сзади.
Ниже приводится пример выполнения в конкретных условиях.
Испытания проводились на автомобиле марки «Рено Сценик», оборудованном устройством для езды на спущенной шине «PAX» компании «Мишлен», содержащей резиновую защитную подушку. Размер шин равнялся 185-620 R 420. Давление равнялось нулю (при снятом золотнике). Заявленный производителем запас хода составлял 200 км.
В данном испытании максимальный запас хода был установлен в 1500 км и единственным известным параметром была температура (Т) воздуха внутри шины. В силу технологических причин максимальная измеряемая внутренняя температура равнялась 110°С.
Когда температура стала меньшей 110°С, была использована формула:
при Т0, принятой за 110°С, и опытным путем были определены следующие значения:
е0=250 км и ΔТ=12°С
Когда температура была равной 110°С, была использована эмпирическая формула:
е(Т)=еlim при еlim=200 км
Данное испытание позволило получить значения запаса хода, приведенные в предпоследнем столбце нижеследующей таблицы 1, при этом в условиях трех типов езды были получены следующие результаты:
- первая строка таблицы соответствует результату моделирования цикла в городских условиях на машине, называемой «ходовой»;
- вторая строка соответствует езде смешанного типа в условиях «шоссе/автомагистраль»;
- третья строка соответствует езде другого смешанного типа в условиях «шоссе/автомагистраль»;
- столбец 1 соответствует средней нагрузке (при максимальной нагрузке в 425 даН);
- столбец 2 соответствует разбивке пути в виде числа остановок на более чем 15 минут;
в столбце 3 приведена средняя скорость езды;
в столбце 4 приведен процент протяженности влажной дороги;
в столбце 5 приведена средняя температура окружающей среды;
в столбце 6 - средняя температура воздуха внутри пневматической шины во время езды;
в столбце 7 указан измеренный реальный запас хода;
в столбце 8 - запас хода, рассчитанный согласно способу по настоящему изобретению;
- столбец 9 - «выигрыш» в запасе хода по сравнению с запасом хода, заявленным конструктором (200 км).
Таблица 1
В рассматриваемом случае испытаний запас хода устройства для езды на спущенной шине был связан с запасом хода защитной подушки, установленной вокруг обода колеса устройства.
Из таблицы видно, что выигрыш в запасе хода благодаря заявленному способу является значительным даже в неблагоприятных условиях езды «шоссе/автомагистраль» на предписанной скорости и при более повышенной нагрузке (вторая строка таблицы).
Наконец, предпочтительно устанавливать сигнальное устройство для подачи сигнала водителю, когда оставшийся запас хода становится меньше заранее определенного значения.
Далее следует описание второго теста. Он проводился на автомобиле марки «Пежо-806», оборудованном устройством для езды на спущенной шине PAX, содержащем резиновую защитную подушку. Размер шин составляет 205-650 R 440. Давление в шинах - нулевое (при снятом золотнике).
Как и в предыдущем случае, был установлен максимальный запас хода в 1500 км и единственным известным параметром была температура (Т) внутри шины. В силу технологических причин измеряемая максимальная внутренняя температура равнялась 110°С.
Когда температура стала ниже 110°С, была применена эмпирическая формула:
e(t)=e'0(T0-T)+e'1
где Т0 равнялась 110°С, и следующими значениями для е'0 и e'1, определенными опытным путем:
е'0=10.0 км/°С, е'1=138 км
Когда температура была равной или превышала 110°С, была использована эмпирическая формула:
е(Т)=еlim, при еlim=138 км
Были получены значения запаса хода, приведенные в предпоследнем столбце нижеследующей таблицы 2, показывающей условия для девяти ходовых испытаний, при этом:
в первом столбце приведена средняя статическая нагрузка;
в столбце 2 - средняя скорость езды;
в столбце 3 - средняя температура окружающей среды;
в столбце 4 - измеренная средняя температура воздуха внутри шины;
в столбце 5 - измеренная максимальная температура воздуха внутри шины;
в столбце 6 указан измеренный реальный запас хода;
в столбце 7 - запас хода, рассчитанный при помощи заявленного способа;
в столбце 8 приведена разность между расчетным запасом хода и реальным запасом хода.
Таблица 2
Выбранная функция приведения может быть легко применена. Как показали предыдущие результаты, она позволяет существенно улучшить реальные условия использования устройства для езды на спущенной шине, обеспечивая повышенную продолжительность его использования при езде на спущенной шине, когда это позволяют реальные условия.
В обоих случаях испытаний запас хода устройства для езды на спущенной шине связан с запасом хода защитной подушки, установленной вокруг обода колеса устройства.
Изобретение относится к транспортному машиностроению и предназначено для шин, имеющих устройство со средствами поддержания работоспособности шины в случае падения давления. Для реализации заявленного способа имеется сигнализатор падения давления. Начиная с момента, когда указанный сигнализатор фиксирует достижение заранее определенного порога падения давления, периодически измеряют пройденное расстояние и характеристический параметр условий езды. В зависимости от него и расстояния, пройденного за определенный период, определяют характеристическую величину потенциального элементарного повреждения устройства за указанный истекший период. Затем рассчитывают оценочно значение общего повреждения путем сочетания указанных элементарных повреждений, рассчитанных с начала езды на спущенной шине, и информируют водителя об оценочном значении общего повреждения устройства для езды на спущенной шине. В результате водитель обеспечивается оперативной информацией о реальном запасе хода транспортного средства в результате значительного падения давления в шине с учетом реальных условий езды. 25 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
e=F(C).
ΔJ=Δd/e(t),
где Δd равно расстоянию, пройденному автотранспортным средством за период Δt.
J(t)=J(t-Δt)-ΔJ.
Е=J(t)·e(t).
где е - смоделированный запас хода, соответствующий запасу хода, остающемуся до остановки устройства для езды, действующего при постоянной температуре Т, км;
Т - температура воздуха внутри пневматической шины, °C;
Т0 - произвольная контрольная температура, °C;
е0 - запас хода, рассчитываемый при температуре Т0;
ΔТ - температурный интервал, соответствующий запасу хода, поделенному на 2, °C;
e(t)=e'0(T0-T)+e'1,
где е - смоделированный запас хода, соответствующий запасу хода, остающемуся до остановки устройства для езды, действующей при постоянной температуре Т, км;
Т - измеренная температура воздуха внутри пневматической шины, °C;
Т0 - произвольная контрольная температура, °C;
e'0 - градиент линейного отношения между запасом хода и перепадом (Т0-Т) между максимальной температурой и измеренной температурой воздуха внутри пневматической шины;
e'1 - запас хода, рассчитанный при температуре Т0.
| US 4186377 А, 29.01.1980 | |||
| US 6087930 A, 11.07.2000 | |||
| WO 9413498 A, 03.06.1997 | |||
| Способ соединения токоподводабЕзРАСТВОРНОгО иОНОСЕлЕКТиВНОгОэлЕКТРОдА C иОНОчуВСТВиТЕльНОйМЕМбРАНОй | 1977 |
|
SU796747A1 |
