專利名稱：輪胎壓力的調(diào)整方法、設(shè)備和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機械領(lǐng)域，尤其涉及一種基于載荷變化的輪式工程機械的輪胎壓力的調(diào)整方法、設(shè)備和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，集裝箱正面(吊)叉車、裝載機、越野輪胎起重機(尤其是未打開支腿、帶載行走時)等大型輪式工程機械的整車載荷及載荷分布會隨著工作的狀態(tài)的變化而發(fā)生較大變化，隨著大型工程機械載荷分布的變化使得大型機械的輪胎載荷也發(fā)生著改變。其中，特定的輪胎載荷對應(yīng)特定的輪胎壓力，大型工程機械載荷的多少，決定了輪胎載荷的多少，進一步確定了輪胎內(nèi)部該承受的壓力，只有保證輪胎內(nèi)壓力的正確，才能確保載荷較大的大型機械行駛的安全性。例如對于工作過程中整車載荷或者載荷分布將會發(fā)生較大變化的輪式工程機械，當(dāng)載荷發(fā)生改變時，輪胎內(nèi)承受的壓力也需要進行調(diào)整。具體地，當(dāng)大型工程機械的整車載荷增加時，大型工程機械的輪胎的接觸地面的面積將增加，在行駛過程中，隨之增加輪胎的形式功率，同時將對輪胎的側(cè)向造成磨損，在這種情況下，需要增加輪胎內(nèi)的壓力；當(dāng)大型工程機械的整車載荷減少時，大型工程機械的輪胎的接觸地面的面積將會減少，在行駛過程中，會降低整車行駛的穩(wěn)定性和舒適性，同時造成輪胎中間部位的磨損，在這種情況下，需要減少輪胎內(nèi)的壓力。此外，在整車載荷固定不變的情況下，對于采用不同行車速度的大型工程機械來說，輪胎內(nèi)需要承受的壓力也不同，如果輪胎內(nèi)承受大壓力不適，將出現(xiàn)爆胎的危險，造成大型工程機械行駛的不安全。在現(xiàn)有技術(shù)中，胎壓監(jiān)測及自動調(diào)整系統(tǒng)(Tire Pressure Monitoring System,TPMS)技術(shù)是一種通過一定的監(jiān)測手段對汽車輪胎中承受的壓力進行實時監(jiān)測，并根據(jù)不同的路況和要求對輪胎的壓力進行自動調(diào)整的系統(tǒng)。具體地，TPMS技術(shù)所采用的胎壓控制策略是假設(shè)汽車的載荷沒有發(fā)生改變時，通過監(jiān)測汽車輪胎壓力的變化，或者直接根據(jù)行駛的路況、速度等因素的監(jiān)測對汽車輪胎的壓力進行調(diào)整。目前，TPMS技術(shù)在乘用車上得到廣泛應(yīng)用，但是，TPMS技術(shù)將無法滿足輪式大型工程機械對輪胎壓力進行調(diào)整的需要，原因如下由于輪式大型工程機械在工作過程中，整車載荷的變化決定了輪胎壓力的變化，一旦采用TPMS技術(shù)，忽略了輪式大型工程機械的載荷情況，這樣在對輪胎壓力進行調(diào)整時缺少了必要的判斷條件，將導(dǎo)致調(diào)整后的結(jié)果無法滿足輪式大型工程機械的工作需要，出現(xiàn)輪式大型工程機械工作效率低，甚至出現(xiàn)行車危險性系數(shù)高等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種輪胎壓力的調(diào)整方法、設(shè)備和系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中輪式大型工程機械對輪胎壓力進行調(diào)整無法滿足工作需要，使得輪式大型工程機械工作效率較低、且存在較高的行車危險性問題。一種輪胎壓力的調(diào)整方法，包括根據(jù)采集到的工程機械當(dāng)前的重力載荷信息，計算當(dāng)前的工程機械各個輪胎所承受的載荷力值以及工程機械的重心位置信息；根據(jù)本地存儲的工程機械的重心位置信息以及輪胎的所承受的載荷力值與輪胎壓力值之間的映射關(guān)系，確定各個輪胎在計算得到的工程機械的重心位置信息時所承受的載荷力值對應(yīng)的輪胎壓力值；將確定的任一個輪胎的輪胎壓力值與采集到的該輪胎對應(yīng)的實際輪胎壓力值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果，對該輪胎的實際輪胎壓力值進行調(diào)整。一種輪胎壓力的調(diào)整設(shè)備，包括計算模塊，用于根據(jù)采集到的工程機械當(dāng)前的載荷信息，計算當(dāng)前的工程機械各個輪胎所承受的載荷力值以及工程機械的重心位置信息；確定模塊，用于根據(jù)本地存儲的工程機械的重心位置信息以及輪胎的所承受的載荷力值與輪胎壓力值之間的映射關(guān)系，確定各個輪胎在計算得到的工程機械的重心位置信息時所承受的載荷力值對應(yīng)的輪胎壓力值；調(diào)整模塊，用于將確定的每一個輪胎的輪胎壓力值與采集到的該輪胎對應(yīng)的實際輪胎壓力值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果，對各個輪胎的實際輪胎壓力值進行調(diào)整。一種輪胎壓力的調(diào)整系統(tǒng)，包括采集設(shè)備，用于采集工程機械當(dāng)前的載荷信息。調(diào)整設(shè)備，用于根據(jù)采集到的工程機械當(dāng)前的載荷信息，計算當(dāng)前的工程機械各個輪胎所承受的載荷力值以及工程機械的重心位置信息，以及根據(jù)本地存儲的工程機械的重心位置信息以及輪胎的所承受的載荷力值與輪胎壓力值之間的映射關(guān)系，確定各個輪胎在計算得到的工程機械的重心位置信息時所承受的載荷力值對應(yīng)的輪胎壓力值，將確定的每一個輪胎的輪胎壓力值與采集到的該輪胎對應(yīng)的實際輪胎壓力值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果，向各個輪胎發(fā)送包含了調(diào)整信息的控制指令；工程機械的各個輪胎設(shè)備，用于接收調(diào)整設(shè)備發(fā)送的包含了調(diào)整信息的控制指令，利用所述調(diào)整信息對自身輪胎的壓力值進行調(diào)整。本發(fā)明有益效果如下本發(fā)明實施例通過實時采集工程機械的載荷信息，根據(jù)采集到的工程機械當(dāng)前的載荷信息，計算當(dāng)前的工程機械各個輪胎所承受的載荷力值以及工程機械的重心位置信息，并根據(jù)本地存儲的工程機械的重心位置信息以及輪胎的所承受的載荷力值與輪胎壓力值之間的映射關(guān)系，確定各個輪胎在計算得到的工程機械的重心位置信息時所承受的載荷力值對應(yīng)的輪胎壓力值，將確定的任一個輪胎的輪胎壓力值與采集到的該輪胎對應(yīng)的實際輪胎壓力值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果，對該輪胎的實際輪胎壓力值進行調(diào)整，這樣，使得輪式工程機械在不同載荷下，輪胎對應(yīng)的輪胎壓力也不同，保證了輪式工程機械在工作時輪胎處于較佳的工作狀態(tài)，提高了輪式工程機械在不同載荷狀態(tài)下的行車安全性、穩(wěn)定性和舒適性，也在一定程度上降低了能源消耗，提高了輪式工程機械的工作效率，延長了輪胎的使用壽命。


圖1為本發(fā)明實施例一的一種輪胎壓力的調(diào)整方法的流程圖；圖2為一種工程機械所受外力以及重力的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例二的一種輪胎壓力的調(diào)整設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為一種輪胎壓力的調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明實施例提供了一種輪胎壓力的調(diào)整方法、設(shè)備和系統(tǒng)，通過實時采集工程機械的載荷信息，根據(jù)采集到的工程機械當(dāng)前的載荷信息，計算當(dāng)前的工程機械各個輪胎所承受的載荷力值以及工程機械的重心位置信息，并根據(jù)本地存儲的工程機械的重心位置信息以及輪胎的所承受的載荷力值與輪胎壓力值之間的映射關(guān)系，確定各個輪胎在計算得到的工程機械的重心位置信息時所承受的載荷力值對應(yīng)的輪胎壓力值，將確定的任一個輪胎的輪胎壓力值與采集到的該輪胎對應(yīng)的實際輪胎壓力值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果，對該輪胎的實際輪胎壓力值進行調(diào)整，這樣，使得輪式工程機械在不同載荷下，輪胎對應(yīng)的輪胎壓力也不同，保證了輪式工程機械在工作時輪胎處于較佳的工作狀態(tài)，提高了輪式工程機械在不同載荷狀態(tài)下的行車安全性、穩(wěn)定性和舒適性，也在一定程度上降低了能源消耗，提高了輪式工程機械的工作效率，延長了輪胎的使用壽命。下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明各實施例進行詳細描述。實施例一如圖1所示，為本發(fā)明實施例一的一種輪胎壓力的調(diào)整方法的流程圖，所述方法包括步驟101 :根據(jù)采集到的工程機械當(dāng)前的載荷信息，計算當(dāng)前的工程機械各個輪胎所承受的載荷力值以及工程機械的重心位置信息。在步驟101中，所述采集到的工程機械當(dāng)前的載荷信息包括工程機械自身的載荷信息(例如輪式工程機械自身的載荷值)、工程機械上工作對象的載荷信息(例如越野輪胎起重機上的臂架所能負擔(dān)的載荷值)以及工程機械上的配重信息(例如塔式起重機上用來平衡某一運動部件的平衡裝置的重量值)等。其中，采集工程機械當(dāng)前載荷信息的時間可以是在發(fā)現(xiàn)該工程機械的載荷發(fā)生變化時，也可以是在該工程機械行車路況發(fā)生變化時，還可以是周期性的采集，這里對采集的時間不做限定。具體地，首先，根據(jù)采集到的工程機械當(dāng)前的重力載荷信息，計算當(dāng)前工程機械各個輪胎所承受的載荷力值。第一步，確定工程機械當(dāng)前起承載作用的輪胎數(shù)量n。在工程機械中常見的起承載作用的輪胎是4個，但是也不限于4個，并且一臺工程機械中起平衡作用的輪胎的大小是相同的，但是也存在起承載作用的輪胎大小不同的情況。第二步，根據(jù)力學(xué)平衡原理，建立工程機械的各個輪胎所承受的載荷力值之和與工程機械所受到的至少一個獨立重力值之和之間的平衡方程。如圖2所示，為一種工程機械所受外力以及重力的結(jié)構(gòu)示意圖，所述工程機械所受到的至少一個獨立重力值是指工程機械中各個工作對象(例如起重機吊起的重物等)的載荷所受重力值以及工程機械中配重所受重力值。由此可見，工程機械自身在垂直方向上滿足受力平衡，可得到力平衡方程
為
權(quán)利要求
1.一種輪胎壓力的調(diào)整方法，其特征在于，包括 根據(jù)采集到的工程機械當(dāng)前的載荷信息，計算當(dāng)前的工程機械各個輪胎所承受的載荷力值以及工程機械的重心位置信息； 根據(jù)本地存儲的工程機械的重心位置信息以及輪胎的所承受的載荷力值與輪胎壓力值之間的映射關(guān)系，確定各個輪胎在計算得到的工程機械的重心位置信息時所承受的載荷力值對應(yīng)的輪胎壓力值； 將確定的每一個輪胎的輪胎壓力值與采集到的該輪胎對應(yīng)的實際輪胎壓力值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果，對各個輪胎的實際輪胎壓力值進行調(diào)整。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述工程機械的載荷信息包括工程機械所受到的至少一個獨立重力值； 根據(jù)采集到的工程機械當(dāng)前的載荷信息，計算當(dāng)前工程機械各個輪胎所承受的載荷力值，具體包括 根據(jù)一個承載點K的力矩平衡原理和工程機械的受力平衡原理，得到每一個輪胎所承受的載荷力值F1: (F1, F2, ...,Fi,..., Fn)-1 = [LKi] H) [LKJ] [Gj]， 其中，η為工程機械承受載荷的輪胎的數(shù)量，F(xiàn)i為第i個輪胎所承受的載荷力值，r為工程機械承載的獨立重力的個數(shù)，Gj為工程機械所受的第j個獨立重力值，LKi為地面給第i輪胎的支撐力相對于選擇的承載點K的水平力臂，Lkj為第j個獨立重力值相對于選擇的承載點K的水平力臂，其中，j的取值范圍為11，i的取值范圍為11。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)采集到的工程機械當(dāng)前的重力載荷信息，計算當(dāng)前工程機械的重心位置信息，具體包括 選擇一個輪胎作為承載點，確定該承載點距離重心位置的縱向水平距離Lx，和橫向的水平距離Ly ； 根據(jù)該承載點受力平衡原理，計算出當(dāng)前工程機械的重心位置信息G (Lx，Ly)； 其中，
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)本地存儲的工程機械的重心位置信息以及輪胎的所承受的載荷力值與輪胎壓力值之間的映射關(guān)系，確定各個輪胎在計算得到的工程機械的重心位置信息時所承受的載荷力值對應(yīng)的輪胎壓力值，具體包括 根據(jù)本地存儲的輪胎所承受的載荷力值、工程機械的重心位置信息、工程機械行駛速度值以及輪胎的溫度值四者與輪胎壓力值之間的對應(yīng)關(guān)系，得到在滿足計算得到的工程機械的重心位置信息、采集得到的當(dāng)前工程機械的行駛速度值以及采集到的輪胎的溫度值時，各個輪胎所承受的載荷力值對應(yīng)的輪胎壓力值。
5.如權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述將確定的每一個輪胎的輪胎壓力值與采集到的該輪胎對應(yīng)的實際輪胎壓力值進行比較，具體包括 將確定的每一個所述輪胎的壓力值與采集到的該輪胎的實際輪胎壓力值進行作差運算，得到的差值作為調(diào)整輪胎壓力的調(diào)整量。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)比較結(jié)果，對各個輪胎的實際輪胎壓力值進行調(diào)整，具體包括 當(dāng)計算的差值為正數(shù)時，將輪胎的實際壓力值增加所述差值； 當(dāng)計算的差值為負數(shù)時，將輪胎的實際壓力值減小所述差值的絕對值。
7.一種輪胎壓力的調(diào)整設(shè)備，其特征在于，包括 計算模塊，用于根據(jù)采集到的工程機械當(dāng)前的載荷信息，計算當(dāng)前的工程機械各個輪胎所承受的載荷力值以及工程機械的重心位置信息； 確定模塊，用于根據(jù)本地存儲的工程機械的重心位置信息以及輪胎的所承受的載荷力值與輪胎壓力值之間的映射關(guān)系，確定各個輪胎在計算得到的工程機械的重心位置信息時所承受的載荷力值對應(yīng)的輪胎壓力值； 調(diào)整模塊，用于將確定的每一個輪胎的輪胎壓力值與采集到的該輪胎對應(yīng)的實際輪胎壓力值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果，對各個輪胎的實際輪胎壓力值進行調(diào)整。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述工程機械的載荷信息包括工程機械所受到的至少一個獨立重力值； 所述計算模塊，具體用于根據(jù)一個承載點K的力矩平衡原理和工程機械的受力平衡原理，得到每一個輪胎所承受的載荷力值Fi (F1, F2, ...,Fi,..., Fn)-1 = [LKi] H) [LKJ] [Gj]， 其中，η為工程機械承受載荷的輪胎的數(shù)量，F(xiàn)i為第i個輪胎所承受的載荷力值，r為工程機械承載的獨立重力的個數(shù)，Gj為工程機械所受的第j個獨立重力值，LKi為地面給第i輪胎的支撐力相對于選擇的承載點K的水平力臂，Lkj為第j個獨立重力值相對于選擇的承載點K的水平力臂，其中，j的取值范圍為11，i的取值范圍為11。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于， 所述計算模塊，用于選擇一個輪胎作為承載點，確定該承載點距離重心位置的縱向水平距離Lx，和橫向的水平距離Ly ； 根據(jù)該承載點受力平衡原理，計算出當(dāng)前工程機械的重心位置信息G (Lx，Ly)； 其中，
10.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于， 所述確定模塊，具體用于根據(jù)本地存儲的輪胎所承受的載荷力值、工程機械的重心位置信息、工程機械行駛速度值以及輪胎的溫度值四者與輪胎壓力值之間的對應(yīng)關(guān)系，得到在滿足計算得到的工程機械的重心位置信息、采集得到的當(dāng)前工程機械的行駛速度值以及采集到的輪胎的溫度值時，各個輪胎所承受的載荷力值對應(yīng)的輪胎壓力值。
11.如權(quán)利要求7或10所述的設(shè)備，其特征在于， 所述調(diào)整模塊，具體用于將確定的每一個所述輪胎的壓力值與采集到的該輪胎的實際輪胎壓力值進行作差運算，得到的差值作為調(diào)整輪胎壓力的調(diào)整量。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于， 所述調(diào)整模塊，具體用于當(dāng)計算的差值為正數(shù)時，將輪胎的實際壓力值增加所述差值；當(dāng)計算的差值為負數(shù)時，將輪胎的實際壓力值減小所述差值的絕對值。
13.一種輪胎壓力的調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，包括 采集設(shè)備，用于采集工程機械當(dāng)前的載荷信息； 調(diào)整設(shè)備，用于根據(jù)采集到的工程機械當(dāng)前的載荷信息，計算當(dāng)前的工程機械各個輪胎所承受的載荷力值以及工程機械的重心位置信息，以及根據(jù)本地存儲的工程機械的重心位置信息以及輪胎的所承受的載荷力值與輪胎壓力值之間的映射關(guān)系，確定各個輪胎在計算得到的工程機械的重心位置信息時所承受的載荷力值對應(yīng)的輪胎壓力值，將確定的每一個輪胎的輪胎壓力值與采集到的該輪胎對應(yīng)的實際輪胎壓力值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果，向各個輪胎發(fā)送包含了調(diào)整信息的控制指令； 工程機械的各個輪胎設(shè)備，用于接收調(diào)整設(shè)備發(fā)送的包含了調(diào)整信息的控制指令，利用所述調(diào)整信息對自身輪胎的壓力值進行調(diào)整。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采集設(shè)備包括扭矩傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和溫度傳感器，其中 扭矩傳感器，用于對工程機械的載荷以及配重載荷進行測量； 壓力傳感器，用于對工程機械所受的重力值進行測量以及輪胎實際的輪輪胎壓力進行測量； 轉(zhuǎn)速傳感器，用于對各個輪胎的轉(zhuǎn)動速度進行測量； 溫度傳感器，用于對輪胎表面的溫度進行測量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輪胎壓力的調(diào)整方法、設(shè)備和系統(tǒng)，其主要內(nèi)容包括實時采集工程機械的載荷信息，根據(jù)采集的載荷信息，計算工程機械各個輪胎所承受的載荷力值以及工程機械的重心位置信息，并根據(jù)工程機械的重心位置信息以及輪胎的所承受的載荷力值與輪胎壓力值之間的關(guān)系，確定各個輪胎的輪胎壓力值，將確定的每一個輪胎的輪胎壓力值與采集到的該輪胎對應(yīng)的實際輪胎壓力值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果，對該輪胎的實際輪胎壓力值進行調(diào)整，這樣，保證了輪式工程機械在工作時輪胎處于較佳的工作狀態(tài)，提高了輪式工程機械在不同載荷狀態(tài)下的行車安全性、穩(wěn)定性和舒適性，也降低了能源消耗，提高了輪式工程機械的工作效率，延長了輪胎的使用壽命。
文檔編號B60C23/00GK102975581SQ20121055506
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者陽鵬, 曾光, 王維金, 曾亞平 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司