УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ СПОСОБ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ДАВЛЕНИЯ В ШИНАХ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ Российский патент 2018 года по МПК B60C23/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области безопасности транспортных средств в процессе дорожного движения, в частности к технологическому усовершенствованию системы контроля давления в шинах (TPMS) для легковых автомобилей.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Система контроля давления в шинах, или TPMS, может осуществлять мониторинг давления в шинах в режиме реального времени, а также обеспечивать оповещение о низком давлении в шинах или чрезмерно высоком давлении в шинах. Система TPMS включает в себя системы TPMS прямого и непрямого контроля. В системе TPMS непрямого контроля, изменения скорости шины контролируют посредством контроля деформаций шин (диаметра вращающихся колес). При этом деформации шин предопределяются отклонением от номинальной величины давления в шинах. В системе TPMS прямого контроля датчики давления контролируют давление в шинах напрямую. Деформации шины выдерживаются в их пределах через контроль давления в шинах. Конечной целью системы TPMS прямого контроля и системы TPMS непрямого контроля является мониторинг деформаций шин и удержание их в установленных пределах. Давление в шинах является промежуточной переменной величиной, которая обусловливает деформацию шины. На основании действующих стандартов TPMS (например, FM-VSS 138, GB/T26149 и др.), система TPMS должна обеспечивать давление в режиме реального времени в шинах и оповещение посредством звукового или светового сигнала, когда давление в шинах в режиме реального времени ниже 75% давления в холодной шине или свыше 125% от него.

Целью разработки системы TPMS является информирование водителей о состоянии давления в шинах путем обеспечения своевременного оповещения об аномальном давлении в шинах для того, чтобы можно было избежать аварий, связанных с неисправностью шин. В соответствии с техническим отчетом об оценке эффективности системы TPMS, представленным NHTSA в ноябре 2012 года, наличие системы TPMS на транспортном средстве, по оценкам, приводит к сокращению на 55,6% вероятности того, что автомобиль будет иметь одну или более шин с недостаточно высоким внутренним давлением (25% или еще ниже рекомендуемого давления в холодной шине изготовителя транспортного средства). Тем не менее, трудно оценить уменьшение вероятности отказа и аварий шин. Другими словами, система TPMS не является эффективным средством предотвращения отказов и аварий шин.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Свойство шины показывает, что давление в шине пропорционально нагрузке на шину, которая пропорциональна деформации шины, когда нагрузки на шину не превышают номинальной нагрузки. Самый прямой и удобный способ сохранить деформации шины в установленных пределах - это контроль и регулировка давления в шинах. Из-за «резерва нагрузки» характеристики свойства шин, нагрузки на шины не могут превышать максимальной нагрузки, так же, как и быть ниже пропорциональности загрузки транспортного средства. Для легковых автомобилей шинные деформации останутся в пределах, если шины будут накачаны должным образом в зависимости от нагрузки. Таким образом, необходимо указывать давление в шинах в соответствии с наполовину нагруженным состоянием (<3 чел.) и нагруженным состоянием (4-7 пассажиров) (если взять для примера автомобиль Audi Q7, у которого обозначено давление в передних шинах 240 кПа при наполовину нагруженном состоянии и 300 кПа при полностью нагруженном состоянии). Давление в задних шинах 240 кПа при наполовину нагруженном состоянии и 340 кПа при нагруженном состоянии.

Имеющаяся на сегодняшний день система TPMS анализирует давление в режиме реального времени шины и формирует предписания, основанные на давлении в холодных шинах при наполовину нагруженном состоянии. Это не соответствует техническому стандарту шин (GB/T2978), в котором давление в шинах должно меняться с нагрузкой. Система TPMS имеет очевидный и определенный технический недостаток, из-за которого происходит сбой при изменении нагрузки. С популяризацией систем TPMS, все больше и больше производителей легковых автомобилей показывают только одно давление в шинах вместо давления в холодной шине под половинной нагрузкой и при полной нагрузке. Технические погрешности еще существуют в этой области.

Исследование транспортных средств, оснащенных системой TPMS, показывает, что система TPMS не может обеспечить оповещение об аномальных давлениях в шинах, когда деформации шины приводят к изменениям нагрузки далеко за пределами установленных. Современная система TPMS, которая включает в себя системы TPMS прямого и непрямого контроля, не может обнаружить недостаточное давление или серьезную степень недостаточного давления, вызванного изменениями нагрузки. Существующие продукты TPMS и транспортные средства, оснащенные системой TPMS, не отвечают всем техническим стандартам, предъявляемым к системам для обеспечения эффективного контроля рабочего режима в ходе эксплуатации.

Заявка на патент КНР №201010592003.0 описывает способ определения аномалии давления в шинах грузовых автомобилей. В этой заявке базе данных предлагается помогать ликвидации последствий недостатков существующей системы TPMS. Эта база данных может включать в себя такие параметры, как модели шин, отношения между нагрузкой на шины и контрольными давлениями, давление в шинах в режиме реального времени, нагрузки, скорости, температуры и так далее. Давление в шинах при 18°C может быть рассчитано с учетом давления в шинах в режиме реального времени, в соответствии с зависимостью от контрольных значений давления в шинах, нагрузки, температуры и скорости. Затем давление в шинах при 18°C сравнивается с контрольными давлениями шин в базе данных, прежде чем система TPMS сможет смоделировать точный сигнал оповещения.

Технические решения, раскрытые в заявке на патент Китая №201010592003.0, указаны для использования грузовыми автомобилями. В этом патенте используется много параметров. Это сможет повысить точность предупреждений об аномальных давлениях за счет ограниченных условий рабочего режима шин. Водители могут чувствовать себя подавленно частыми предупреждениями и уточнением данными. Как таковые, эти подходы не могут быть практичными в движении на дороге.

Свойства шин определяются техническими знаниями. Накачивание шин в правильном режиме, в соответствии с нагрузкой, определяют технические знания, которые регулируются национальным стандартом. Технически, мониторинг нагрузки и определение ориентира динамического давления в шинах не трудно осуществить. Производители легковых автомобилей переоценивают функции резерва нагрузки шин; игнорируют исследования по опасности, вызванной деформациями шин в связи с изменениями нагрузки; или принимают как должное тот факт, что водители игнорируют необходимость правильного накачивания шин, в зависимости от нагрузки. У них проявляется комплекс технической предвзятости, и в качестве эталона принимается только одно показание давления в шинах. Эта предвзятость вводит в заблуждение пользователей, которые принимают за основу динамические давления в шинах в зависимости от нагрузки. Одним из доказательств предвзятости является то, что на заводской табличке значится только одно показание давления для легковых автомобилей, в то время как должно быть обозначено давление в шинах в соответствии с половиной нагрузки и при нагруженном состоянии.

Система TPMS непрямого контроля (WSB) (TPMS на основе скорости колеса) подразумевает зависимость давления в шинах от контроля скорости вращения колеса (деформации шин), потому что эти факторы связаны между собой. Система TPMS непрямого контроля может собирать данные скорости вращения колеса в режиме реального времени через доли секунды после начала движения автомобиля. После некоторых исправлений погрешностей, эта скорость вращения колеса становится стандартной (текущей) скоростью колеса, которая является случайным образом выбранной и основана на предположении, что (текущее) давление в шинах нормально. Этот (текущий) стандарт скорости вращения колеса не имеет отношения к давлению в холодной шине, и это неприемлемо, когда (текущее) давление в шинах не соответствует норме. Система TPMS непрямого контроля создаст неправильное давление в шинах, если стандарт скорости вращения колеса будет не соблюдаться из-за недостаточного давления в шинах и чрезмерной деформации, вызванной увеличением нагрузки. Другими словами, существующие системы TPMS непрямого контроля не могут обнаружить серьезные нарушения значений давления в шинах и деформацию шин, вызванных увеличением нагрузки. Одним из решений является создание условий, чтобы иметь стандарт скорости автомобиля и стандарт скорости вращения колеса, которые не меняются по мере деформации шин.

В качестве важного аспекта, система контроля безопасности транспортных средств является активно действующей. Система может включать в себя процессор, выполненный с возможностью определения в реальном времени исходной величины и степени безопасности шин, основанной на реальном времени и состоянии транспортного средства.

В некоторых вариантах осуществления, базовый уровень безопасности шин в режиме реального времени содержит контрольное значение давления в шинах, и процессор выполнен с возможностью определения динамической корреляции значений отношения между контрольным значением давления в шинах и нагрузкой на шины, и возможностью поиска в базе данных или расчета математической зависимости.

Варианты осуществления, раскрытые здесь, могут исправить некоторые недостатки в нынешней системе TPMS. В частности, раскрываются детали контроля давления в шинах. Построение базы данных контрольных стандартов давления в шинах и/или математических отношений между нагрузками и давлением в шинах: контрольные значения давления в шинах являются показателями давления в холодной шине (холодные шины, которые соответствуют степени нагрузки), когда транспортное средство загружено правильно. Все контрольные значения давления в шинах включаются в базу данных. Давление в шинах по нагрузке определяется в зависимости от модели автомобиля и типа шин.

Контрольные значения актуального давления в шинах соотносятся с давлением в холодных шинах, которое соответствуют нагрузке текущего момента. Блок обработки данных (ECU) системы контроля давления в шинах (TPMS) может запросить соответствующий стандарт давления в шинах из базы данных после определения величины нагрузки на текущий момент. Так что реализуются динамические корреляции между контрольными значениями давления в шинах и нагрузками. Контрольное значение давления в шинах можно регулировать на основе математических соотношений между нагрузками и давлением в шинах. Данные нагрузки в режиме реального времени собирают с помощью датчиков нагрузки, установленных на несущих частях каждого колеса, и/или данные поступают непосредственно или косвенно от других типов датчиков, установленных на других частях автомобиля. Сбор данных включает способы непрерывного сбора и/или импульсного сбора данных статических и/или динамических нагрузок.

Датчики нагрузки включают, но не ограничиваются этим, датчики давления, датчики перемещений, датчики сиденья, инфракрасные датчики, ультразвуковые датчики.

Данные нагрузки шины в режиме реального времени передаются на блок обработки данных (ECU) системы контроля давления в шинах (TPMS) с помощью проводной и/или беспроводной передачи данных. Система TPMS может предоставлять водителю информацию, такую как контрольное значение давления в шинах и в режиме реального времени показания давления воздуха в шинах с одновременным звуковым сигналом и/или отображением на экране. Например, давление в шинах в режиме реального времени, контрольное значение давления в шинах в его границах (±25%) могут быть отображены по меньшей мере одним из следующего: звуковые сигналы, визуальные сигналы на экране или световая индикация. Варианты осуществления, раскрытые согласно изобретению, обеспечивают технологии, которые могут улучшить системы TPMS непрямого контроля для легковых автомобилей, в том числе:

1. Контрольные значения скорости автомобилей в системе TPMS могут быть измерены с помощью навигационных систем транспортного средства (таких, как системы GPS, или навигационная спутниковая система «BeiDou»). Может быть создана база данных скоростей вращения колес, соответствующих стандартным установочным скоростям автомобилей и стандартным типам колес. Математическое уравнение для скоростей автомобиля и скорости вращения колес представляется в таком виде: , где

Vg является скоростью автомобиля, измеряемой GPS,

ω - угловая скорость колеса,

n - количество оборотов колеса,

z является числом зубьев датчика скорости вращения колеса,

α - угол (в радианах) между двумя зубьями (соответствующими двум электрическим сигналам),

R является радиусом вращающегося колеса.

2. Износ шин и радиус вращающейся шины в режиме реального времени можно рассчитать из величины пробега автомобиля на основе соотношения между сроком службы шины и максимальным износом шины. Отношение радиуса вращения колеса в режиме реального времени к стандартному установочному радиусу вращения колеса может быть использовано для коррекции отклонений скорости вращения колеса в результате износа шины в реальном времени.

3. Сопоставление данных скорости вращения колеса в режиме реального времени после коррекции данных стандартной контрольной скорости вращения колеса и компенсации, или вычисление на основе математических моделей взаимосвязи скорости машины \ видоизменения формы шины \ изменения давления в шинах, определяет, что давление в шинах аномальное, и тогда посылается предупредительный сигнал.

В некоторых вариантах осуществления стандартным колесом считается колесо с новой шиной или шиной без износа, и в холодном, накачанном из расчета на половину нагрузки состоянии. База данных или математическое соотношение основывается на параметрах стандартной шины, в пределах между нулевой отметкой и пределом скорости автомобиля, определенной по GPS, в диапазоне от 75% до 125% давления холодной шины, накачанной из расчета на половину нагрузки.

В некоторых вариантах осуществления данные пробега шины основываются на данных пробега транспортного средства по GPS и/или показаниях спидометра транспортного средства.

Варианты осуществления, раскрытые здесь, могут иметь один или более следующих предпочтительных технических результатов:

Во-первых, технические подходы основаны на исследованиях шины с превышением предела деформации и полученного скрытого недостаточного давления, вызванного изменениями нагрузки на шины. Причина и опасности технических отклонений для легковых автомобилей очевидны. Причины, по которым наличие системы TPMS на транспортном средстве не ведет к сокращению дорожно-транспортных происшествий вследствие повреждения шины, описаны. База данных стандартного давления воздуха в шинах может быть создана по данным нагрузки на шины в режиме реального времени. Стандартное давление шины можно исправить нагрузкой на шину в режиме реального времени. Это техническое усовершенствование для системы TPMS прямого контроля характеризуется использованием динамического стандарта давления воздуха в шинах, то есть, контрольным значением давления в шине является давление воздуха в холодной шине, соответствующее нагрузке в данный момент времени. Этот способ, который может исправить недостатки существующей системы TPMS прямого контроля, не изучался и игнорировался из-за технических предубеждений в отношении легковых автомобилей. Данное изобретение также может улучшить контроль давления в шинах и отображение информации для нынешних систем TPMS путем предоставления водителям информации, как, например, показаний контрольного значения давления воздуха в шинах, пределов давления в шинах и давления воздуха в шинах в режиме реального времени при одновременном отображении на экране и/или подаче звукового сигнала, что позволит водителю быстро отрегулировать давление в шинах.

Во-вторых, с помощью GPS автомобиля записывается скорость автомобиля в стандартном исполнении и с использованием базы данных контрольных значений, соответствующих скорости вращения колес, определенных по GPS, или в виде математического соотношения между скоростями автомобиля и скоростями вращения колес, и математического соотношения между пробегом и износом; этот способ может исправить и отрегулировать износ шин, вызванный погрешностями учета скорости автомобиля и скорости вращения колес, и обеспечить наличие данных контрольных значений скорости колес для системы TPMS непрямого контроля. Деформация шин является принципиально важным свойством шины, так как диапазон деформации не изменяется при изменении нагрузки и давления в шинах.

Диапазон деформации шин не изменяется вне зависимости от того, нагружена ли шина полностью или нагружена наполовину, и является ли давление воздуха в шинах высоким или низким. Деформация шины влияет на радиус вращения шины, который определяет скорость вращения шины.

Предлагаемая система TPMS непрямого контроля обеспечивает бесперебойный контроль за деформацией шины посредством контроля скорости шины, когда стандарт скорости вращения шины и компенсации износа от изменения скорости шины хорошо известны. Как таковые, способы непрямого контроля безопасности шины в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, раскрытыми в данном документе, не обязательно должны контролировать давление воздуха в шинах, нагрузку на шину, или рассчитать базовый уровень давления воздуха в шинах, даже если система безопасности шины все еще может быть отнесена к "системе TPMS".

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг. 1 отображена схема программного обеспечения, иллюстрирующая технологии прямого улучшенного способа с использованием системы TPMS.

На Фиг. 2 показана схема, иллюстрирующая одновременное отображение на один экран справочных данных давления в шинах и данных о давлении в шинах в режиме реального времени.

На Фиг. 3 отображена схема программного обеспечения, иллюстрирующая технологии непрямого улучшенного способа с использованием системы TPMS.

На Фиг. 4 показана схема математического выражения эталонной базы данных скорости вращения колеса.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вариант 1 осуществления изобретения, где технология системы TPMS прямого контроля применяется к пассажирским транспортным средствам. На конкретном этапе проектирования транспортного средства изготовители могут получить значения нагрузки на шины на каждой оси при половине загрузки и полной загрузке, или меньше половины загрузки из руководства по эксплуатации шины, данных технического стандарта и калибровочных измерений. Производители могут также получить соответствующие значения давления холодной шины. Все эти данные включают базу данных динамического давления в шинах TPMS.

Если принять легковой автомобиль Audi А6 в качестве примера, то установочное давление для задних шин в холодном состоянии составляет 220 кПа при менее половины нагрузки (3 человека) и 290 кПа при полной нагрузке (5 человек). Эти давления могут быть включены в базу данных стандарта давления в шинах TPMS непосредственно, в качестве динамического давления в шинах TPMS. Линейную математическую зависимость между нагрузкой и давлением можно рассчитать на основе давления в шинах при половинной нагрузке и полной нагрузке. Давление в холодной шине в различных условиях нагрузки (1, 2, 3, 4, 5 пассажиров) может быть рассчитано в соответствии с этой линейной математической зависимостью. Стандарт текущего значения давления в шинах можно рассчитать из нагрузки реального момента времени в соответствии с аналитической математической моделью давления в шинах TPMS с нагрузкой в качестве аргумента. Благодаря наличию алгоритма нагрузки, деформация шины может быть под контролем при использовании давления холодной шины при половинной нагрузке и полной нагрузке в качестве стандарта.

Датчики нагрузки (давления) шины монтируются на несущие части каждого колеса. Эти датчики могут быть подключены к центру обработки данных системы TPMS или через шину данных (например, CAN-BUS) взаимодействовать с центром обработки данных системы TPMS, или могут передавать данные по беспроводному каналу на процессор. Здесь можно использовать математическую модель, которая может исправить и компенсировать давление в холодной шине на основании соотношения нагрузки на шины, деформации и давления в шинах. Стандарт давления в шинах будет соответствовать нагрузке на шины после компенсации давления холодной шины в режиме реального времени в соответствии с нагрузкой на шины.

Благодаря использованию динамического стандарта давления в шинах, блок обработки данных (ECU) системы контроля давления в шинах (TPMS) может анализировать давление в шинах в режиме реального времени на основе текущего стандарта давления в шинах и обеспечивать отображение давления в шинах в режиме реального времени, а также максимальные и минимальные значения текущего стандарта давления в шинах одновременно на экране и/или с помощью звукового сигнала. Фиг. 1 показывает блок-схему процесса.

Считывание стандарта давления в шинах и его максимумов и минимумов значений обеспечивает водителю давление в шинах, которое соответствует нагрузке. На Фиг. 2, цифра 1 обозначает давление шины в режиме реального времени, 3 - стандарт давления в шинах, 2 - максимум значения стандарта давления в шинах, 4 - минимум значения стандарта давления в шинах. Сравнивая в режиме реального времени давление в шинах и стандарт давления в шинах, водитель может получить величину отклонения давления в шинах от его стандарта и отрегулировать давление шины правильно и своевременно.

Вариант 2 осуществления изобретения предполагает, что нагрузку на шину можно контролировать опосредованно с помощью датчиков сиденья или других датчиков. В режиме реального времени нагрузка на шину может быть рассчитана из произведения количества пассажиров и среднего веса пассажира. Например, Audi А6 имеет полную массу 1800 кг. Если средний вес пассажира составляет 100 кг, то общий вес автомобиля увеличится до 2310 кг из расчета 510 кг увеличения веса от 5 пассажиров и багажа. Таким образом, в режиме реального времени нагрузка на шину может быть примерно рассчитываться по количеству пассажиров. Этот вариант осуществления мог бы отвечать жизненным реалиям из-за свойства "запаса нагрузки" и низкого требования к точности нагрузки на шины.

Существующие автомобильные датчики безопасности - продукт относительно проверенных технологий. Например, некоторые модели автомобилей имеют все сидения, оснащенные датчиками ремней, и большинство моделей автомобилей имеют, по крайней мере, датчики переднего ряда сидений. Путем простого размещения датчиков задних сидений можно обеспечить непрямой контроль загрузки автомобиля. После установки продукта технологии TPMS, из-за рабочих условий нет необходимости менять условия автомобильной электрической шины, и Вариант 2 осуществления настоящего изобретения является особенно подходящим для установки продукта технологии TPMS. Кроме непрямого контроля данных нагрузки, Вариант 2 аналогичен Варианту 1.

Вариант 3 осуществления изобретения включает в себя косвенный способ TPMS ликвидации и исправления дефекта. В существующих системах TPMS непрямого контроля, для получения данных скорости вращения колес с помощью датчиков скорости вращения колес ABS контролируют скорость вращения колес, и полученные сигналами передают через проводку автомобиля в блок обработки данных (ECU) системы TPMS. С предоставлением разрешения на доступ к находящемуся внутри автомобиля устройству GPS в существующей системы TPMS непрямого контроля, данные скорости автомобиля по GPS подаются в систему TPMS непрямого контроля в варианте осуществления настоящего изобретения, в качестве эталона скорости для системы TPMS. В эталоне скорости GPS используется новая или без износа шина, и загрузка автомобиля отмечается давлением в холодной шине, накачанной под половину нагрузки, записанной в эталоне скорости GPS при диапазоне скоростей от нуля до максимальной скорости транспортного средства /с учетом соответствующих значений скорости вращения колес (величин электрических сигналов датчика скорости вращения колеса), в том числе колес при стандартной половинной нагрузке и от 75% до 125% диапазона данных скорости вращения колеса при половинной нагрузке (заштрихованная область на фиг. 4); создание базы данных контрольных показателей скорости GPS базы с учетом скорости вращения колеса, скорости движения автомобиля, или установка рекомендованной скорости вращения колеса транспортного средства на основании скорости транспортного средства по GPS, или скорости вращения колеса (количество электрических сигналов) математическим выражением: , где

Vg является скоростью автомобиля, измеряемой GPS,

ω - угловая скорость колеса,

n - количество оборотов колес,

z является числом зубьев датчика скорости вращения колес,

α - угол (в радианах) между двумя зубьями (соответствующими двум электрическим сигналом),

R является радиусом вращающихся колес.

На основании соответствия между пределом износа шин и сроком службы шин, можно получить соответствующие данные пробега шины и степени износа. Например, срок службы определенного типа шины определен пробегом 50000 км, износ протектора шины снижает его предельную высоту на 5 мм, то есть радиус вращения шины уменьшается на 5 мм, в случае пробега в 10000 км радиус вращения уменьшится на 1 мм. Таким образом, с помощью накопленных данных пробега автомобиля по GPS, или данных пробега автомобиля по спидометру, или данных совокупного количества сигналов датчика скорости колес, радиус вращения колеса (шины) может быть рассчитан в любое время. Радиус вращающегося колеса (с изношенной шиной) и стандартный радиус вращения колеса относительно скорости вращения колес в реальном времени определяют поправочный коэффициент, а искажение данных скорости вращения колеса приводят к преждевременному износу шин при реальной скорости вращения колес.

Если автомобиль в процессе эксплуатации из-за случайных повреждений нуждается в замене шины, то, поскольку новые шины имеют больший радиус качения, чем другие колеса, радиус качения изменяется, и скорости вращения колеса с изношенной шиной увеличивают обратный ход шины; центр обработки данных системы TPMS легко определяет изменения скорости вращения колеса, и реализует через режим "диалог человека и машины" (сигнальная лампочка + запрос на отображение текста), требуя от водителя убедиться в произведенных изменениях (кнопка настройки). Если эта информация о переустановке шин подтверждается, центр обработки данных TPMS вновь начинает производить расчет совокупных изменений износа шины и пробега шины; в противном случае давление в шине может рассматриваться системой как аномально высокое.

После того, как данные измерений скорости GPS сформулируют для системы TPMS непрямого контроля контрольный показатель скорости автомобиля или установочное значение, становится возможным определить контрольный показатель скорости вращения колеса и скорректировать погрешности расчета скорости вращения колеса в режиме реального времени с учетом износа шин. В связи с созданием базы данных скорости вращения колеса TPMS, система TPMS, минуя этапы обучения и запоминания, устанавливает в режиме реального времени контрольные значения скорости вращения колеса, которые могут быть использованы для контроля режима функционирования транспортного средства, значительно сокращая время отклика системы TPMS; система TPMS только контролирует скорости вращения колеса и происходящие изменения, то есть, когда скорость вращения колеса в режиме реального времени изменяется, данные заносятся в виде переменных значений в базу данных системы TPMS, которая оперирует ими в диапазоне установочных значений в режиме реального времени (диапазон охвата показан на фиг. 4), а вы можете определить давление шины, чтобы адаптироваться к нагрузке и деформациям, избежать перерасхода топлива, быть уверенным в том, что давление в шинах будет определяться в рамках установленных значений, тем самым давая возможность устранения возникающих неисправностей, обнаруженных системой TPMS непрямого контроля, как это показано на фиг. 3 с диаграммой поступления потока данных.

Способы непрямого контроля с использованием системы TPMS с сигнальным контролем скорости вращения колеса могут включать в себя ряд своих разновидностей, таких как сигнальный контроль скорости вращения колеса по " сравнительному способу скорости вращения колеса», "способу рабочего радиуса вращения", "способу торсионной жесткости", "частотному способу", и "способу модели шины", а также компенсационные способы расчета разницы скоростей шин в процессе поворота автомобиля. Представленные различные варианты осуществления настоящего изобретения, в которых рассматриваются и конкретизируются такие понятия с учетом их применения, как установочное значение скорости автомобиля по GPS, заданная установочная скорость вращения колеса и создание базы данных для внесения изменений и исправлений в величины давления в шинах с учетом их износа, остальные способы контроля скорости вращения колеса и математический анализ реляционной модели могут способствовать дальнейшему совершенствованию существующих способов TPMS.

Изобретение относится к системам безопасности транспортных средств. Способ использования системы контроля давления в шинах автомобилей содержит контроль давления в шинах, в котором создают базу данных контрольных значений давления в шинах и определяют контрольные значения давления в шинах на текущий момент как данные о нагрузке в реальном времени. При создании базы данных используют контрольные значения давления в шинах, которые находятся в допустимом диапазоне нагрузки, и данные, соответствующие давлению накачивания холодных шин. На основе данных выводят математическую зависимость между нагрузкой на шину и давлением в накаченной шине. Величина нагрузки на шину является независимой переменной величиной. Контрольные значения определяют в соответствии с данными нагрузки на шины в режиме реального времени, находят значения давления в шинах в базе данных контрольных значений, соответствующие нагрузке на шину в данный момент времени, что определяет текущее контрольное значение давления, чтобы определить динамическую конфигурацию, связанную с нагрузкой. Динамическая конфигурация содержит математическую зависимость нагрузки на шину и давления. Достигается повышение безопасности управления транспортным средством. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Усовершенствованный способ с использованием системы контроля давления в шинах легковых автомобилей, включающий контроль давления в шинах, в котором:

1) создают базу данных контрольных значений давления в шинах и/или математическую зависимость нагрузки на шину от давления в накачанной шине,

причем используют данные контрольных значений давления в шинах, которые находятся в допустимом диапазоне нагрузки на шину, и данные нагрузки, соответствующей давлению накачивания холодных шин, при этом данные контрольных значений давления в шинах находятся в одной базе данных, или данные в соответствии с конструктивными параметрами транспортных средств и конструктивных параметров, на основе которых

выводят математическую зависимость между нагрузкой на шину и давлением в накаченной шине,

причем величина нагрузки на шину является независимой переменной величиной;

2) определяют контрольные значения давления в шинах на текущий момент как данные о нагрузке в реальном времени, соответствующие данным о давлении накачивания холодных шин и,

причем в соответствии с данными нагрузки на шины в режиме реального времени от блока обработки данных (ECU) системы контроля давления в шинах (TPMS) находят значения давления в шинах в базе данных контрольных значений, соответствующие нагрузке на шину в данный момент времени, что определяет текущее контрольное значение давления в шинах, чтобы определить динамическую конфигурацию, связанную с нагрузкой,

причем динамическая конфигурация включает в себя математическую зависимость нагрузки на шину и давления, в результате чего

корректируют контрольные значения давления в шинах под нагрузкой в режиме реального времени.

2. Усовершенствованный способ по п. 1, в котором данные нагрузки на шину прямо или косвенно получают в режиме реального времени от датчиков нагрузки, установленных в точке и/или поверхности приложения нагрузки, и/или с использованием датчиков, установленных в других частях транспортного средства, для получения данных нагрузки на колеса в режиме реального времени,

причем обеспечена возможность получения данных статической нагрузки и/или непрерывных данных динамической нагрузки и/или осуществления прерывистого сбора данных.

3. Усовершенствованный способ по п. 1, в котором датчики нагрузки на колесо включают, помимо прочего, датчики давления, датчики перемещений, датчики сиденья, инфракрасные датчики, ультразвуковые датчики.

4. Усовершенствованный способ по п. 1, в котором данные нагрузки на шины в режиме реального времени передают в блок обработки данных (ECU) системы контроля давления в шинах (TPMS) с помощью проводной и/или беспроводной передачи данных.

5. Усовершенствованный способ по п. 1, в котором

данные давления в шинах от системы контроля давления в шинах (TPMS) включают одновременно отображаемые в цифровом виде контрольные значения давления в шинах и давление в шинах в реальный момент времени с обеспечением отображения на экранном дисплее и/или с помощью голосовых сообщений, такие как текущие контрольные данные давления в шинах, текущие нижний и верхний пределы контрольных данных давления в шинах (например, ±25%), и одновременно данные в режиме реального времени о давлении в шинах с обеспечением отображения на экранном дисплее и/или с помощью голосовых сообщений.

6. Усовершенствованный способ с использованием системы непрямого контроля давления в шинах легковых автомобилей, включая контроль сигналов скорости вращения колес и анализ данных, в котором:

1) используют данные скорости транспортного средства по глобальной системе позиционирования (GPS, «BeiDou») в качестве справочных данных скорости транспортного средства системы контроля давления в шинах (TPMS),

устанавливают рекомендованные значения для базы данных на основании измеряемых GPS скоростей вращения колес транспортного средства и/или посредством математической модели или выражения для скорости транспортного средства/скорости колес: Vg=ωR=n2πR=nzαR, где

Vg является скоростью автомобиля, измеряемой GPS,

ω - угловая скорость колес,

n - количество оборотов колес,

z является числом зубьев датчика скорости вращения колес,

α - угол (в радианах) между двумя зубьями (соответствующими двум электрическим сигналам),

R является радиусом вращающихся колес;

2) в соответствии с соотношением срока службы шин и предела износа шин, на основании величины пробега шины выполняют расчеты износа шины и радиуса качения колес в режиме реального времени, и

посредством определения коэффициента поправки, как соотношения радиуса качения колес в режиме реального времени к номинальному значению радиуса качения колес автомобиля, корректируют вызванные износом шины погрешности скорости вращения колес в режиме реального времени;

3) сравнивают данные скоростей вращения колес в режиме реального времени, в отношении которых выполнена корректировка погрешностей, с базой данных номинальных значений скорости вращения колес или

производят аналитический расчет посредством модели математической зависимости данных скорости автомобиля/скорости вращения колес/деформации шины/давления в шине, и

на этой основе делают вывод об аномальном давлении в шине с последующей подачей тревожного сигнала.

7. Усовершенствованный способ по п. 6, в котором

стандартным колесом считают колесо с новой шиной, без износа, с половиной давления накачивания в холодном состоянии и в накаченном состоянии;

причем база данных контрольных значений скорости вращения колеса и/или модель математической зависимости для стандартного колеса в режиме половинной нагрузки, в диапазоне от нуля до максимальной скорости при скорости автомобиля по GPS, 75% от половины нагрузки давления накачивания в холодном состоянии и 125% от диапазона половины нагрузки давления накачивания в холодном состоянии, соответствующим совокупности данных скорости вращения колеса и/или модели математической зависимости.

8. Усовершенствованный способ по п. 6, в котором данные пробега шины являются накопленными данными, полученными от бортовых датчиков автомобильной системы GPS и/или автомобильного спидометра (одометра).