本发明涉及汽车技术领域,尤其是涉及一种轮胎的胎压调节方法及装置。
背景技术:
轮胎胎压过高或过低对整车的行车性能具有重要影响,为保证驾驶安全性和舒适度,应当对轮胎胎压进行监测以及合理控制。
在现有技术中,仅具有胎压监测功能,而没有根据实际胎压状态自动调节胎压的功能,给用户带来不便。具体而言,仅通过在轮胎的腔内加装胎压监测传感器,以在汽车静止或者行驶过程中对轮胎气压和温度进行实时自动监测,并对轮胎高压、低压、高温进行及时报警。
技术实现要素:
本发明解决的技术问题是提供一种轮胎的胎压调节方法及装置,可以实现调节轮胎的胎压,增强便利性。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种轮胎的胎压调节方法,所述轮胎的腔内包括半导体热电模块,所述方法包括以下步骤:确定所述轮胎的实际胎压;根据预设胎压和所述实际胎压的差值,确定流经所述半导体热电模块的待调电流,所述待调电流具有电流值和方向;根据所述待调电流调节流经所述半导体热电模块的电流;其中,所述半导体热电模块适于根据流经的电流吸收或放出热量,以调节所述轮胎的胎压。
可选的,所述根据预设胎压和所述实际胎压的差值,确定流经所述半导体热电模块的待调电流包括:基于所述预设胎压和实际胎压的差值,确定待调温度差;根据所述待调温度差确定待调热量差;根据所述待调热量差确定所述待调电流。
可选的,基于所述预设胎压和实际胎压的差值,确定待调温度差包括:依据如下公式确定所述待调温度差:
δt=δpv/nr;
其中,δt为所述待调温度差;
δp为所述预设胎压和实际胎压的差值;
v为预设的轮胎体积;
n为预设的轮胎内气体物质的量;
r为理想气体常数。
可选的,根据所述待调温度差确定待调热量差包括:依据如下公式确定所述待调热量差:
δq=δt×m×c;
其中,δq为所述待调热量差;
δt为所述待调温度差;
m为预设的轮胎内气体的质量;
c为预设的轮胎内气体的比热容。
可选的,根据所述待调热量差确定所述待调电流包括:依据如下公式确定所述待调电流:
δi=δq/π;
其中,δi为所述待调电流;
δq为所述待调热量差;
π为预设的所述半导体热电模块的帕尔帖系数。
可选的,所述轮胎包括与所述半导体热电模块连接的可变电阻,根据所述待调电流调节流经所述半导体热电模块的电流包括:通过所述可变电阻调节流经所述半导体热电模块的电流的值。
可选的,所述轮胎包括与所述半导体热电模块串联的电流换向器,根据所述待调电流调节流经所述半导体热电模块的电流包括:通过所述电流换向器调节流经所述半导体热电模块的电流的方向。
可选的,所述轮胎的胎压调节方法还包括:确定所述轮胎的实际温度;当所述实际温度超出预设温度范围时,停止调节流经所述半导体热电模块的电流。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种轮胎的胎压调节装置,所述轮胎的腔内包括半导体热电模块,所述装置包括:第一确定单元,适于确定所述轮胎的实际胎压;第二确定单元,适于根据预设胎压和所述实际胎压的差值,确定流经所述半导体热电模块的待调电流,所述待调电流具有电流值和方向;调节单元,适于根据所述待调电流调节流经所述半导体热电模块的电流;其中,所述半导体热电模块适于根据流经的电流吸收或放出热量,以调节所述轮胎的胎压。
可选的,所述第二确定单元包括:第一确定子单元,适于基于所述预设胎压和实际胎压的差值,确定待调温度差;第二确定子单元,适于根据所述待调温度差确定待调热量差;第三确定子单元,适于根据所述待调热量差确定所述待调电流。
可选的,所述第一确定子单元适于依据下述公式确定所述待调温度差:
δt=δpv/nr;
其中,δt为所述待调温度差;
δp为所述预设胎压和实际胎压的差值;
v为预设的轮胎体积;
n为预设的轮胎内气体物质的量;
r为理想气体常数。
可选的,所述第二确定子单元适于依据下述公式确定所述待调热量差:
δq=δt×m×c;
其中,δq为所述待调热量差;
δt为所述待调温度差;
m为预设的轮胎内气体的质量;
c为预设的轮胎内气体的比热容。
可选的,所述第三确定子单元适于依据下述公式确定所述待调电流:
δi=δq/π;
其中,δi为所述待调电流;
δq为所述待调热量差;
π为预设的所述半导体热电模块的帕尔帖系数。
可选的,所述轮胎包括与所述半导体热电模块连接的可变电阻,所述调节单元包括:第一调节子单元,适于通过所述可变电阻调节流经所述半导体热电模块的电流的值。
可选的,所述轮胎包括与所述半导体热电模块串联的电流换向器,所述调节单元包括:第二调节子单元,适于通过所述电流换向器调节流经所述半导体热电模块的电流的方向。
可选的,所述轮胎的胎压调节装置还包括:第三确定单元,适于确定所述轮胎的实际温度;停止单元,适于当所述实际温度超出预设温度范围时,停止调节流经所述半导体热电模块的电流。
与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:
在本发明实施例中,可以确定所述轮胎的实际胎压;根据预设胎压和所述实际胎压的差值,确定流经所述半导体热电模块的待调电流,所述待调电流具有电流值和方向;根据所述待调电流调节流经所述半导体热电模块的电流。通过上述过程,可以在轮胎的腔内调节流经半导体热电模块的电流值与方向,使所述半导体热电模块吸收或放出热量,以通过所述轮胎的腔内温度变化,实现调节轮胎的胎压,增强便利性。
进一步,在本发明实施例中,当所述实际温度超出预设温度范围时,可以停止调节流经所述半导体热电模块的电流,以实现对轮胎的保护。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种轮胎的胎压调节方法的流程图;
图2是本发明实施例中的一种半导体热电模块的示意图;
图3是图1中步骤s12的一种具体实现的流程图;
图4是本发明实施例中的一种轮胎的胎压调节装置的结构示意图;
图5是图4中第二确定单元42的一种具体实现的结构示意图;
图6是图4中调节单元43的一种具体实现的结构示意图。
具体实施方式
轮胎胎压过高或过低对整车的行车性能具有重要影响,为保证驾驶安全性和舒适度,应当对轮胎胎压进行胎压监测以及合理控制。
胎压过低容易增加油耗、引发不利驾乘安全的因素并且损坏轮胎。具体而言,当胎压过低时,一方面,与路面的摩擦系数增大,容易导致油耗上升;另一方面,容易致使驾控方向盘的手感沉重,进而使车辆发生跑偏,引发驾乘危险;再一方面,胎压过低使轮胎各部位的运动量增大,过度的碾压造成轮胎的异常发热,轮胎与地面的摩擦成倍增加,胎温急剧升高,轮胎变软,强度急剧下降,当车辆高速行驶时,还可能导致爆胎,并且胎压过低使得帘线以及橡胶的功能降低,引发脱层或者帘线折断与轮辋之间产生过度的摩擦造成胎圈部位损伤、异常磨损,引起胎体变形增大,胎侧易出现裂口,同时由于产生屈挠运动导致过度发热,促发橡胶老化、帘布层疲劳、帘线折断等问题,还会由于轮胎接地面积增大而加速胎肩磨损。
胎压过高容易引发不利驾乘安全的因素并且减少轮胎寿命。具体而言,当胎压过高时,一方面由于轮胎的摩擦力、附着力降低,影响制动效果,并且导致方向盘震动、跑偏,降低驾乘舒适性;另一方面,胎压过高容易加速轮胎胎面中央的花纹局部磨损,使轮胎寿命下降,并且由于车身的震动变大,间接影响到其他零部件的寿命,并且胎压过高会使轮胎帘线受到过度的伸张变形,胎体弹性下降,使汽车在行驶中受到的负荷,并使耐轧性能下降。当遇到路面的钉子、玻璃等尖锐物体时,很容易扎入胎内,冲击会产生内裂和爆破,发生爆胎。
在现有技术中,为了及时获得胎压状态,许多车辆配置有胎压监测功能。但是,目前的胎压监测功能仅通过在轮胎里面加装四个胎压监测传感器,以在汽车静止或者行驶过程中对轮胎气压和温度进行实时自动监测,并对轮胎高压、低压、高温进行及时报警,而没有根据实际胎压状态自动调节胎压的功能,给用户带来不便。
本发明的发明人经过研究发现,现有的改变胎压的方法为通过人工操作气泵进行充放气体从而进行胎压调节,而且由于受到特定的充放气设备的限制,往往需要用户将车辆驾驶到具有该设备的地方才能实施,给用户带来不便的同时,不利于行车舒适性和安全性。
在本发明实施例中,可以利用所述半导体热电模块根据流经的电流方向不同而吸收或放出热量的特点,在轮胎的腔内放置半导体热电模块,通过调节流经半导体热电模块的电流,使所述半导体热电模块吸收或放出热量,以改变轮胎的腔内气体的温度,实现调节轮胎的胎压,增强便利性。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参照图1,图1是本发明实施例中的一种轮胎的胎压调节方法的流程图,所述轮胎的胎压调节方法可以包括步骤s11至s13:
步骤s11:确定所述轮胎的实际胎压;
步骤s12:根据预设胎压和所述实际胎压的差值,确定流经半导体热电模块的待调电流,所述待调电流具有电流值和方向;
步骤s13:根据所述待调电流调节流经所述半导体热电模块的电流。
在步骤s11的具体实施中,可以通过胎压传感器实时地确定轮胎的实际胎压。所述胎压传感器可以复用现有的胎压监测系统中的胎压传感器。
在步骤s12的具体实施中,可以利用所述半导体热电模块根据流经的电流方向不同而吸收或放出热量的特点,在轮胎的腔内放置半导体热电模块,进而根据预设胎压和所述实际胎压的差值,确定流经半导体热电模块的待调电流,所述待调电流具有电流值和方向。
具体地,半导体热电模块可以依据半导体电子制冷与帕尔帖效应原理,实现制冷和制热两种功能。
帕尔帖原理,该效应是在1834年由j.a.c帕尔帖首先发现的。即利用当两种不同的导体a和b组成的电路且通有直流电时,在导体a和b的一端接头处,除产生焦耳热以外还会释放其它热量,而在导体a和b的另一端接头处,则吸收热量。并且帕尔帖效应所引起的该现象具有可逆性,即改变电路中的电流方向时,放热和吸热的接头也随之改变。
进一步地,吸收和放出的热量q与电流强度i成正比,且与两种导体的性质及热端的温度有关,即:qab=iπab;
其中,πab称为导体a和b之间的相对帕尔帖系数,单位为v,当πab为正值时,表示吸热,反之为放热。进而由于吸放热是可逆的,所以πab=-πab。帕尔帖系数πab的大小取决于构成闭合回路的导体a和b的材料性质和接点温度,其数值可由赛贝克系数αab和接头处的绝对温度t得出,πab=αabt。
更进一步地,帕尔帖系数具有加和性,即:qac=qab+qbc=(πab+πbc)i,因此绝对帕尔帖系数有πab=πa-πb。
相对于金属材料的帕尔帖效应比较微弱,半导体材料的帕尔帖效应则要强得多,因而在具体实施中,实际应用的温差电制冷器件都是由半导体材料制成的。
图2示出了本发明实施例中的一种半导体热电模块。所述半导体热电模块可以包括两种不同的半导体材料,例如包括p型半导体材料和n型半导体材料。
如图所示,通过导电连接片21对p型半导体材料和n型半导体材料进行直接连接或经由导线连接,通过电源或者供电模块向所述半导体热电模块供电,当流经所述半导体热电模块的电流从n型半导体材料流向p型半导体材料时,在p型半导体材料和n型半导体材料的一端接头处,会释放热量,该端被称为热端22;而在另一端接头处,则吸收热量,该端被称为冷端23。
在具体实施中,所述p型半导体材料可以选自硼(boron,b)、铝(aluminum,al)、镓(gallium,ga)、铟(indium,in)、铊(thallium,ti)或者化合物材料;所述n型半导体材料可以选自氮(nitrogen,n)、磷(phosphorus,p)、砷(arsenic,as)、锑(antimony,sb)、铋(bismuth,bi)或者化合物材料。
需要指出的是,本发明实施例对于具体的半导体热电模块,以及p型半导体材料和n型半导体材料的选择不做限制。
继续参照图1,在步骤s12的具体实施中,可以根据预设胎压和所述实际胎压的差值,确定流经半导体热电模块的待调电流,所述待调电流具有电流值和方向。
图3是图1中步骤s12的一种具体实现的流程图,所述根据预设胎压和所述实际胎压的差值,确定流经所述半导体热电模块的待调电流,可以包括步骤s31至s33:
步骤s31:基于所述预设胎压和实际胎压的差值,确定待调温度差;
步骤s32:根据所述待调温度差确定待调热量差;
步骤s33:根据所述待调热量差确定所述待调电流。
在步骤s31的具体实施中,所述预设胎压即为待调的目标胎压,而预设胎压的设置可以以该轮胎的供应商提供的标准胎压作为参考,也可以根据用户的驾驶风格进行设置,例如当车辆处于节能环保(ecologyconservationoptimization,eco)模式时,可以适当的调高预设胎压,以降低轮胎摩擦阻力,改善燃油经济性;当车辆处于运动(sport)模式时,可以适当的降低预设胎压,从而增大轮胎与地面的接触面积,提高驾控稳定性。
进一步地,可以依据如下公式确定待调温度差:
δt=δpv/nr;
其中,δt为所述待调温度差,也即预设温度与轮胎内的实际温度的差值;
δp为所述预设胎压和实际胎压的差值,当预设胎压高于实际胎压时,可以设置δp为正值;当预设胎压低于实际胎压时,可以设置δp为负值。需要指出的是,本发明实施例对于δp正负值的设置方式不做限制。
v为预设的轮胎体积,n为预设的轮胎内气体物质的量,在具体实施中,可以通过该轮胎的供应商提供的数据获得针对每个轮胎的v和n。
r为理想气体常数。
在步骤s32的具体实施中,可以依据如下公式,根据所述待调温度差确定待调热量差:
δq=δt×m×c;
其中,δq为所述待调热量差,也即需要半导体热电模块吸收或者放出的热量。
δt为所述待调温度差;
m为预设的轮胎内气体的质量,c为预设的轮胎内气体的比热容。在具体实施中,可以通过每个轮胎内具体的气体特性获得m和c。
在步骤s33的具体实施中,可以依据如下公式,根据待调热量差确定所述待调电流:
δi=δq/π;
其中,δi为所述待调电流,所述待调电流具有电流值和方向;
δq为所述待调热量差;
π为预设的所述半导体热电模块的帕尔帖系数,由所述半导体热电模块包括的半导体材料确定。
继续参照图1,在步骤s13的具体实施中,可以根据所述待调电流调节流经所述半导体热电模块的电流,以使所述半导体热电模块根据流经的电流吸收或放出热量,以调节所述轮胎的胎压。
具体地,根据所述待调电流调节流经所述半导体热电模块的电流可以包括调节电流的值和方向。
在具体实施中,所述轮胎可以包括与所述半导体热电模块连接的可变电阻,连接方式例如为并联或者串联,进而通过所述可变电阻调节流经所述半导体热电模块的电流的值。
所述轮胎可以包括与所述半导体热电模块串联的电流换向器,进而通过所述电流换向器调节流经所述半导体热电模块的电流的方向。
在本发明实施例中,可以利用所述半导体热电模块根据流经的电流方向不同而吸收或放出热量的特点,在轮胎的腔内放置半导体热电模块,通过调节流经半导体热电模块的电流,使所述半导体热电模块吸收或放出热量,以改变轮胎的腔内气体的温度,实现调节轮胎的胎压。
进一步地,当所述实际温度超出预设温度范围时,可以停止调节流经所述半导体热电模块的电流,以实现对轮胎的保护。
具体地,可以通过温度传感器实时地确定所述轮胎的实际温度。所述温度传感器可以复用现有的胎压监测系统中的温度传感器。
更进一步地,当所述实际温度超出预设温度范围时,停止调节流经所述半导体热电模块的电流。在具体实施中,可以根据轮胎性能、环境温度等设置所述预设温度范围,设置地过高或过低容易导致轮胎损坏,影响驾驶安全。作为一个非限制性的例子,可以设置所述预设温度范围为0~80摄氏度。
在本发明实施例中,可以通过设置预设温度范围,以在轮胎的实际温度超出该范围时,停止调节流经所述半导体热电模块的电流,以实现对轮胎的保护,提高驾乘安全性。
参照图4,图4是本发明实施例中的一种轮胎的胎压调节装置的结构示意图。所述轮胎的胎压调节装置可以包括第一确定单元41、第二确定单元42、调节单元43、第三确定单元44和停止单元45。
其中,所述第一确定单元41,适于确定所述轮胎的实际胎压。所述第二确定单元42,适于根据预设胎压和所述实际胎压的差值,确定流经所述半导体热电模块的待调电流,所述待调电流具有电流值和方向。所述调节单元43,适于根据所述待调电流调节流经所述半导体热电模块的电流;其中,所述半导体热电模块适于根据流经的电流吸收或放出热量,以调节所述轮胎的胎压。所述第三确定单元44,适于确定所述轮胎的实际温度。所述停止单元45,适于当所述实际温度超出预设温度范围时,停止调节流经所述半导体热电模块的电流。
图5是图4中第二确定单元42的一种具体实现的结构示意图。所述第二确定单元42可以包括第一确定子单元51、第二确定子单元52和第三确定子单元53。
其中,所述第一确定子单元51,适于基于所述预设胎压和实际胎压的差值,确定待调温度差。所述第二确定子单元52,适于根据所述待调温度差确定待调热量差。所述第三确定子单元53,适于根据所述待调热量差确定所述待调电流。
进一步地,所述第一确定子单元51适于依据下述公式确定所述待调温度差:
δt=δpv/nr;
其中,δt为所述待调温度差;
δp为所述预设胎压和实际胎压的差值;
v为预设的轮胎体积;
n为预设的轮胎内气体物质的量;
r为理想气体常数。
进一步地,所述第二确定子单元52适于依据下述公式确定所述待调热量差:
δq=δt×m×c;
其中,δq为所述待调热量差;
δt为所述待调温度差;
m为预设的轮胎内气体的质量;
c为预设的轮胎内气体的比热容。
进一步地,所述第三确定子单元53适于依据下述公式确定所述待调电流:
δi=δq/π;
其中,δi为所述待调电流;
δq为所述待调热量差;
π为预设的所述半导体热电模块的帕尔帖系数。
图6是图4中调节单元43的一种具体实现的结构示意图。所述调节单元43可以包括第一调节子单元61和第二调节子单元62。
其中,所述第一调节子单元61,适于通过所述可变电阻调节流经所述半导体热电模块的电流的值。所述第二调节子单元62,适于通过所述电流换向器调节流经所述半导体热电模块的电流的方向。
关于该轮胎的胎压调节装置的更多详细内容请参照前文及图1至图3示出的关于轮胎的胎压调节方法的相关描述,此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于以计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:rom、ram、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。