专利名称：一种机动车轮胎异常磨损预警装置及带有该装置的车辆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种机动车轮胎异常磨损预警装置及带有该装置的车辆，属于车辆安全领域。
技术背景随着我国经济的发展，汽车客运和货运业高速增长，交通事故明显增多，汽车安全性问题引起广泛关注；轮胎异常磨损可使运行成本増加0. I 0. 2元/公里，成为运费成本不可忽略的一部分；轮胎损耗后排到大气将成为污染源，因此在汽车上设置轮胎异常磨损预警装置，减少轮胎磨损，是很有必要的。导致机动车轮胎磨损的原因主要有超载、运动干涉、零部件匹配磨损(自由行程増大)、气压不足等原因。对于轮胎是否出现异常磨损，一般是在机动车做定期检测或者发生事故之后才能发现，而在行驶途中机动车是否发生轮胎异常磨损的状况却无从知晓。机动车轮胎磨损后会大大降低机动车行驶平顺性及操作稳定性等，甚至长期的轮胎异常磨损可能会导致事故的发生，造成严重的经济损失。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种机动车轮胎异常磨损预警装置及带有该装置的车辆，能够及时掌握机动车轮胎是否出现异常磨损情況，防止事故的发生。本实用新型为解决上述技术问题而提供了一种机动车轮胎异常磨损预警装置，该预警装置包括信号采集系统、信号处理系统和报警系统，信号采集系统的输出端与信号处理系统的输入端相连，信号处理系统的输出端与报警系统相连，信号采集系统包括载荷カ采集单元、轮胎胎压采集単元、拉杆カ采集单元、四轮定位參数采集単元和轴距轮距采集单元，它们的输出端都与信号处理系统的输入端相连，载荷力采集单元用于采集每个车轮载荷，轮胎胎压采集単元用于采集轮胎胎压，四轮定位參数用于采集机动车四位轮定位參数，拉杆カ采集单元用于采集机动车横拉杆及转向直拉杆拉压カ和位移，轴距轮距采集単元用于采集机动车行驶过程中轴距及轮距信息。所述的信号处理系统为微处理器MCU，该微处理器MCU用于将接收到来自信号采集系统的各传感器信号与预置的报警范围进行比较，井向报警系统发送对比結果。所述的四轮定位參数采集单元为光学传感器用于安装在前悬车架处，包括目镜、光学测试镜和物镜。所述的报警系统包括显示器和报警器，显示器和报警器都与信号处理系统的输出端相连。本实用新型为解决上述技术问题还提供了一种车辆，包括车辆轮胎、前悬车架、横拉杆、转向拉杆和机动车轮胎异常磨损预警装置，所述的机动车辆还包括机动车轮胎异常磨损预警装置，该预警装置包括信号采集系统、信号处理系统和报警系统，信号采集系统的输出端与信号处理系统的输入端相连，信号处理系统的输出端与报警系统相连，信号采集系统包括载荷カ采集单元、轮胎胎压采集单元、拉杆カ采集单元、四轮定位參数采集单元和轴距轮距采集単元，它们的输出端都与信号处理系统的输入端相连，载荷力采集单元安装在车架与气囊的接触点位置，用于采集每个车轮载荷，轮胎胎压采集単元安装在轮胎内壁上，用于采集轮胎胎压，四轮定位參数用于采集机动车四位轮定位參数，拉杆カ采集单元安装在横拉杆和直拉杆臂上，用于采集机动车横拉杆及转向直拉杆拉压カ和位移，轴距轮距采集单元用于采集机动车行驶过程中轴距及轮距信息。所述的信号处理系统为微处理器MCU，该微处理器MCU用于将接收到来自信号采集系统的各传感器信号与预置的报警范围进行比较，井向报警系统发送对比結果。 所述的四轮定位參数采集单元为光学传感器用于安装在前悬车架处，包括目镜、光学测试镜和物镜。所述的报警系统包括显示器和报警器，显示器和报警器都与信号处理系统的输出端相连。本实用新型的有益效果是本实用新型通过采集车辆轴荷信息、轴距、轮距信息、轮胎胎压信息、四轮定位信息和横拉杆及转向直拉杆的拉压カ信息，信号处理系统将采集到各指标信息与预置的报警范围进行比较，井向报警系统发送对比結果。驾驶员通过本实用新型的机动车轮胎异常磨损预警装置可立即发现轮胎的异常状况及磨损原因，及时进行修理，能提高轮胎寿命，并有效避免事故的发生。本发明可靠性高，应用范围广。
图I是本实用新型的机动车轮胎异常磨损预警装置结构框图；图2是本实用新型实施例中转向拉杆上的力和位移传感器的安装图；图3是轴距和轮距采集传感器安装位置图；图4是载荷力采集传感器安装位置图；图5是四轮定位參数采集传感器安装位置图；图6是轮胎胎压采集传感器安装位置图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做进ー步说明。本实用新型的一种机动车轮胎异常磨损预警装置的实施例如图I所示，本实用新型的一种机动车轮胎异常磨损预警装置包括信息采集系统、信号处理系统和报警系统，信息采集系统的输出端与信号处理系统的输入端相连，信号处理系统的输出端与报警系统相连，信号采集系统包括载荷カ采集单元、轮胎胎压采集单元、拉杆カ采集单元、四轮定位參数采集単元和轴距轮距采集単元，它们的输出端都与信号处理系统的输入端相连，信号处理系统的核心为微处理器MCU,微处理器MCU中设置有车辆轴荷信息、轴距、轮距信息、轮胎胎压信息、四轮定位信息和横拉杆、转向直拉杆的拉压カ信息，并设置有报警范围，报警系统包括显示器和报警器，显示器和报警器都与信号处理系统的输出端相连。拉杆カ采集单元为位移传感器和カ传感器，用于采集机动车横拉杆及转向直拉杆拉压カ和位移，其用于安装在车辆横拉杆和直拉杆臂上，安装位置如图2所示；轴距轮距采集单元为位移传感器，包括两对相对应的传感器以及用于安装在车架中心的定位传感器，用于采集机动车行驶过程中轴距及轮距信息，其布置图如图3所示；载荷力采集单元为力传感器，用于采集每个车轮载荷，以空气悬架车辆为例，载荷力采集单元用于安装在车架与气囊的接触点位置，通过采集气囊压力变化得到车架施加至底盘部分的载荷力，布置图如图4所示；四轮定位参数采集单元用于采集前悬的定位参数，例如车轮外倾角、主销内倾角、主销后倾角、前轮前束等信息，以主销内倾角为例，布置图如图5所示，将两个传感器分别布置在主销顶部以及中部，通过两个传感器采集数 据即可得出主销内倾角，其余参数可通过类似方式测得；轮胎胎压采集单元用于采集轮胎胎压 ，为保证测量精度，胎压传感器用于安装在轮胎内壁上，利用无线发射器感应胎压并反馈信息，如图6所示。机动车轮胎异常磨损预警装置可以实现以下几个方面的控制，以客车数据为例，其具体工作过程如下当信号处理系统检测到汽车轴荷信息超过额定载荷值的10%时，信号处理系统将此对比结果发送至报警系统，报警系统将显示异常原因，并红灯状态报警。当信号处理系统检测到汽车前后平行轴距超过初始轴距10%、左右轮交叉轴距差超过5mm、左右平行轮距差大于5mm等三种情况时，信号处理系统将此对比结果发送至报警系统，报警系统将显示异常原因，并红灯状态报警。当信号处理系统检测到汽车轮胎胎压超过正常值的0. 25bar时，信号处理系统将此对比结果发送至报警系统，报警系统将显示异常原因，并红灯状态报警。当信号处理系统检测到汽车轮胎前轮前束值变化大于0. 5度、轮胎外倾角变化大于I度、独立悬架的轮胎内倾角变化大于3度，或后倾角变化大于3度时，信号处理系统将此对比结果发送至报警系统，报警系统将显示异常原因，并红灯状态报警。当信号处理系统检测到汽车转向拉杆或横拉杆的拉杆力初始动态值小于额定值的50%时，判断拉杆处于自由行程状态，当自由行程超过设计值允许误差时，信号处理系统将此对比结果发送至报警系统，报警系统将显示异常原因，并红灯状态报警。本实用新型的一种车辆的实施例本实用新型的一种车辆包括包括车辆轮胎、前悬车架、横拉杆、转向拉杆和机动车轮胎异常磨损预警装置，其中机动车轮胎异常磨损预警装置的结构如图I所示，包括包括信息采集系统、信号处理系统和报警系统，信息采集系统的输出端与信号处理系统的输入端相连，信号处理系统的输出端与报警系统相连，信号采集系统包括载荷力采集单元、轮胎胎压采集单元、拉杆力采集单元、四轮定位参数采集单元和轴距轮距采集单元，它们的输出端都与信号处理系统的输入端相连，信号处理系统的核心为微处理器MCU,微处理器MCU中设置有车辆轴荷信息、轴距、轮距信息、轮胎胎压信息、四轮定位信息和横拉杆、转向直拉杆的拉压力信息，并设置有报警范围，报警系统包括显示器和报警器，显示器和报警器都与信号处理系统的输出端相连。拉杆力采集单元为位移传感器和力传感器，用于采集机动车横拉杆及转向直拉杆拉压力和位移，安装在车辆横拉杆和直拉杆臂上，安装位置如图2所示；轴距轮距采集单元为位移传感器，包括两对相对应的传感器以及安装在车架中心的定位传感器，用于采集机动车行驶过程中轴距及轮距信息，其布置图如图3所示；载荷力采集单元为力传感器，用于采集每个车轮载荷，以空气悬架车辆为例，载荷力采集单元安装在车架与气囊的接触点位置，通过采集气囊压力变化得到车架施加至底盘部分的载荷力，布置图如图4所示；四轮定位参数采集单元用于采集前悬的定位参数，例如车轮外倾角、主销内倾角、主销后倾角、前轮前束等信息，以主销内倾角为例，布置图如图5所示，将两个传感器分别布置在主销顶部以及中部，通过两个传感器采集数据即可得出主销内倾角，其余参数可通过类似方式测得；轮胎胎压采集单元用于采集轮胎胎压，为保证测量精度，胎压传感器安装在轮胎内壁上，利用无线发射器感应胎压并反馈信息，如图6所示。该机动车可以实现以下几个方面的控制，以客车数据为例，其具体工作过程与本实用新型的一种机动车轮胎异常磨损预警装置的实施例中所述的具体工作过程一样，这里不再重复叙述。 最后所应说明的是以上实施例仅用以说明而非限定本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种机动车轮胎异常磨损预警装置，其特征在于该预警装置包括信号采集系统、信号处理系统和报警系统，信号采集系统的输出端与信号处理系统的输入端相连，信号处理系统的输出端与报警系统相连，信号采集系统包括载荷カ采集单元、轮胎胎压采集単元、拉杆カ采集单元、四轮定位參数采集単元和轴距轮距采集単元，它们的输出端都与信号处理系统的输入端相连，载荷力采集单元用于采集每个车轮载荷，轮胎胎压采集単元用于采集轮胎胎压，四轮定位參数用于采集机动车四位轮定位參数，拉杆カ采集单元用于采集机动车横拉杆及转向直拉杆拉压カ和位移，轴距轮距采集単元用于采集机动车行驶过程中轴距及轮距信息。
2.根据权利要求I所述的机动车轮胎异常磨损预警装置，其特征在于所述的信号处理系统为微处理器MCU，该微处理器MCU用于将接收到来自信号采集系统的各传感器信号与预置的报警范围进行比较，井向报警系统发送对比結果。
3.根据权利要求I所述的机动车轮胎异常磨损预警装置，其特征在于所述的四轮定位參数采集单元为光学传感器用于安装在前悬车架处，包括目镜、光学测试镜和物镜。
4.根据权利要求1、2或3所述的机动车轮胎异常磨损预警装置，其特征在于所述的报警系统包括显示器和报警器，显示器和报警器都与信号处理系统的输出端相连。
5.ー种机动车辆，包括车辆轮胎、前悬车架、横拉杆和转向拉杆，其特征在于所述的机动车辆还包括机动车轮胎异常磨损预警装置，该预警装置包括信号采集系统、信号处理系统和报警系统，信号采集系统的输出端与信号处理系统的输入端相连，信号处理系统的输出端与报警系统相连，信号采集系统包括载荷カ采集单元、轮胎胎压采集単元、拉杆カ采集単元、四轮定位參数采集単元和轴距轮距采集単元，它们的输出端都与信号处理系统的输入端相连，载荷力采集单元安装在车架与气囊的接触点位置，用于采集每个车轮载荷，轮胎胎压采集单元安装在轮胎内壁上，用于采集轮胎胎压，四轮定位參数用于采集机动车四位轮定位參数，拉杆カ采集单元安装在横拉杆和直拉杆臂上，用于采集机动车横拉杆及转向直拉杆拉压カ和位移，轴距轮距采集単元用于采集机动车行驶过程中轴距及轮距信息。
6.根据权利要求5所述的机动车辆，其特征在干所述的信号处理系统为微处理器MCU，该微处理器MCU用于将接收到来自信号采集系统的各传感器信号与预置的报警范围进行比较，并向报警系统发送对比结果。
7.根据权利要求5所述的机动车辆，其特征在于所述的四轮定位參数采集单元为光学传感器用于安装在前悬车架处，包括目镜、光学测试镜和物镜。
8.根据权利要求5、6或7所述的机动车辆，其特征在于所述的报警系统包括显示器和报警器，显示器和报警器都与信号处理系统的输出端相连。
专利摘要本实用新型涉及一种机动车轮胎异常磨损预警装置及带有该装置的车辆，属于车辆安全领域。该预警装置包括信号采集系统、信号处理系统和报警系统，信号采集系统包括载荷力传感器、气压传感器、力和位移传感器、光学传感器和位移传感器，它们的输出端都与动态监测系统的输入端相连，载荷力传感器用于采集每个车轮载荷，气压传感器用于采集轮胎胎压，光学传感器用于采集机动车四位轮定位参数，力和位移传感器用于采集机动车横拉杆及转向直拉杆拉压力，位移传感器用于采集机动车行驶过程中轴距及轮距信息。通过本实用新型驾驶员可立即发现轮胎的异常状况及磨损原因，及时进行修理，能提高轮胎寿命，并有效避免事故的发生，本实用新型可靠性高，应用范围广。
文档编号B60C23/00GK202541224SQ20122008403
公开日2012年11月21日 申请日期2012年3月8日 优先权日2012年3月8日
发明者史松源, 吕应召, 师雪超, 张保锋, 张喆, 张超尘, 梁荣朝, 赵登峰, 闫治祥, 魏建华 申请人:郑州宇通客车股份有限公司