汽车智能轮胎技术发展及应用研究综述

智能轮胎融合了信息技术、传感器技术、通信技术等多种先进技术,能够实现轮胎状况的实时追踪与监控,避免在使用过程中出现老化、破损等情况,以及二手胎、翻新胎等问题,降低交通事故率,并能为智能网联汽车的控制提供参考数据。从理论研究与应用研究2个方面,总结了智能轮胎的3个主要技术发展阶段:射频技术阶段(实现轮胎的身份标记与追踪)、传感器检测阶段(实现轮胎的实时监控)与物联网和大数据阶段(实现智能汽车与轮胎的数据互补与轮胎全生命周期的监管),探讨了3个阶段的基本特征、技术手段和主要功能,并分析了智能轮胎在发展过程中的机遇与挑战。

基于智能轮胎系统的实时路面辨识技术

在复杂和极限工况下,路面附着系数是进行轮胎受力分析和车辆动力学控制的重要状态参数。相对于模型估计的方法,智能轮胎技术能够将轮胎与路面的交互信息反馈给车辆控制系统。本文提出了一种将智能轮胎系统和机器学习相结合的车辆路面附着系数获取方法。首先,考虑行驶工况环境进行传感器选型,开发基于MEMS三轴加速度传感器的智能轮胎硬件采集系统,并采用简化硬件结构的无线传输模式。其次,通过采集不同路面上的实车实验数据进行车辆实验收集机器学习训练的数据集,并分析轮地关系及信号特征。最后,将CNN与LSTM两者的优势相结合实现了对加速度时序信号的特征学习。通过与其它神经网络模型训练结果的比较,验证了所提CNN-LSTM双通道融合神经网络模型的有效性和准确性。本文提出的路面辨识方案实现了实时道路识别的目标,硬件与软件架构和神经网络模型更适合车辆系统搭载,为车辆运动控制提供了实时准确的路面信息。

内嵌加速度计的智能轮胎纵/垂向力估计算法

本文中提出了一种基于胎内嵌入加速度计的智能轮胎方案和纵向与垂向轮胎力估计算法。首先设计了基于三轴加速度计的智能轮胎系统;接着搭建了实车测试平台并在典型工况下进行了实车试验;基于实车试验数据,提取了智能轮胎加速度信号的典型特征,结合轮速等影响因素,提出了基于神经网络的轮胎纵向力和垂向力估计算法。结果表明,所提出的算法可对轮胎力进行准确的估计,从而为车辆的稳定性控制系统提供有用信息。

智能轮胎的垂向力预测应用研究

选用MEMS加速度传感器搭建智能轮胎的硬件测试系统,并利用该系统实现对轮胎垂向力的预测。为了获取各种工况下的智能轮胎传感器数据,同时对预测算法进行验证,分别进行了转鼓台架试验和实车试验。结果表明,基于智能轮胎的垂向力预测算法具有较高的精度,可以满足工程应用要求。

基于蓝牙4.0的汽车智能轮胎压力监测系统设计

绝大部分的的轮胎故障由轮胎欠压、过压、漏气及胎温过高造成。蓝牙4.0规范的核心是蓝牙低功耗技术(BLE)。设计了一种基于蓝牙4.0的智能汽车轮胎监测系统,系统由传感器MPXY8020A、蓝牙模块主控芯片CC2540和智能手机终端组成,传感器完成轮胎内部压力和温度的采集,蓝牙模块内置80C51单片机,获取传感器数据,将数据处理后发送给手机用户终端。该系统具有能耗低,结构简单、无线传输的优点。

手持式智能轮胎沟槽深度检测系统设计

针对传统轮胎沟槽深度测量工具检测效率极低、数据不准确、测量维度少和延展性差等特点,设计了一种手持式智能轮胎沟槽深度检测系统。该系统由手持式智能检测设备、手机和云平台三部分组成。手持式智能轮胎检测设备负责采集和处理轮胎沟槽深度数据;手机负责传输和显示轮胎沟槽深度数据;云平台负责分析和存储轮胎沟槽深度数据。试验结果表明,该轮胎花纹深度数据处理算法抗干扰能力强,该手持式智能轮胎沟槽深度检测系统测量效率高,可扩展性强且精度高,每条轮胎检测平均用时4 s,检测数据误差保持在3.5%范围内。

基于北斗云的轮胎自动检测系统

文章提出一种基于北斗云计算平台的轮胎自动检测系统,将轮胎型号、规格、花纹特征等特性参数植入轮胎内部存储芯片,通过北斗云计算进行信息处理与分析,通过网络终端实现轮胎性能参数的实时显示与监控,并且能够预测危险状况。

基于BDS的渣土车智能管控系统设计

针对当前GPS渣土车管控系统存在的车辆监控效率较低的问题,提出了实时监控与位置信息服务相结合的方法,同时针对定位精度低的问题,提出了双模(GPS+BDS)定位+航位推演技术用于渣土车定位的方法。文中分别阐述了远程诊断原理、运输管理及安全管理原理,以及位置信息服务的过程。最后,系统在青岛市渣土车上进行了实验,结果表明渣土车北斗智能管控系统能够提升定位精度,实现渣土车实时管理和控制。

基于智能手机的汽车胎压监测系统

针对传统汽车胎压监测系统(TPMS)的不足,设计了基于智能手机的汽车胎压监测系统。该系统由轮胎传感器、中继器和智能手机三部分组成,通过无线射频技术和蓝牙技术,实现在智能手机上实时显示轮胎状态,以及对系统的报警阈值、传感器ID等参数进行设置的功能。实验结果表明:该系统的最大测量误差为±0.06 bar,上车测试的丢失率为1.69%,传感器匹配时间约为1 min。该系统有效地将TPMS和智能手机结合起来,改善了TPMS的显示效果,增强TPMS的交互性,使其有高品质用户体验效果,具有极高的产业化价值。

我国轮胎工业40年发展的真实写照与缩影——纪念《轮胎工业》创刊40周年

结合《轮胎工业》创刊40年来的报道内容,综述我国轮胎工业40年来的发展历程。我国轮胎生产从最初的使用棉帘线、天然橡胶生产斜交轮胎,通过不断的技术攻关,逐步发展到生产子午线轮胎、无内胎轮胎、扁平化轮胎,进而到航空轮胎、绿色轮胎、安全轮胎、智能轮胎,每一步发展都包含着大量科技创新和自主知识产权。发展民用航空子午线轮胎、新能源汽车轮胎、免充气轮胎等生产技术是“十四五”的发展重点。

工业设计理念在智能胎架外观设计中的应用研究

为改变传统智能胎架外观笨重、沉闷的面貌,分析工业设计理念下的智能胎架外观创新设计方法。阐述工业设计理念的内涵及智能胎架的设计基础,探讨工业设计理念在智能胎架外观设计中的应用价值,从色彩、造型、结构、材质四方面进行智能胎架外观设计的应用策略研究。基于工业设计理念下的智能胎架外观设计策略进行实践,设计出一款智能胎架外观设计方案,以求给操作者带来良好的审美感受。为在工业设计理念下工程机械产品的研究提供了参考。

基于ARM的汽车胎压监测系统

针对传统胎压监测装置(TPMS)精度低、实时性差等缺点,设计了一种基于ARM与智能手机的胎压监测装置。系统采用多功能压力传感器SP12采集胎压、温度、加速度等参数,利用射频芯片Si1000将采集到的四个车轮数据发送到中继器中,中继器通过内部的WIFI模块与智能手机连接,实现胎压数据的实时、快速传输,以及完成对胎压报警阈值、传感器ID参数配置的功能。实际测试结果表明,系统最大的测量误差为0.4%Kpa,上车测试丢包率小于1%。该系统将TPMS和智能手机有机结合起来,改善了TPMS的显示效果,具有较高的商业应用价值。

应用智能控制技术优化轮胎硫化控制系统

采用中控PLC、智能温控器及压力仪表等替代原三针记录仪 ,实现轮胎硫化外温的闭环控制和记录 ;利用电动机变频调速技术 ,使硫化用水的压力恒定 ,并取消一次水供水泵 ,降低电能消耗 ;取消硫化机冷凝水排放的疏水阀 ,实现由温度和定时控制相结合的冷凝水自动排放方式 ,节约蒸汽用量 ;在硫化机上加装轮胎胎号输入装置 。

基于二级索引机制的区块链系统查询模型

区块链作为一种低成本的信任机制被广泛用于需要多方协作的领域。然而,现有的区块链仅能通过哈希值和时间戳等方式对区块中的交易进行检索,导致区块链不能很好地适用于查询密集型应用场景。针对以上问题,提出一种基于账户公钥和智能合约的查询模型。所提模型通过在区块和交易的哈希值上建立二级索引,使用户可以通过账户信息快速准确地检索交易信息;此外,所提模型将建立的二级索引作为一个特殊节点加入区块链网络,并通过智能合约建立访问控制机制,使其能够安全地被全体用户共同维护和共享。实验结果表明,所提模型以较小的空间代价,减小了交易规模对查询效率的影响;同时,使用智能合约设计访问控制机制不仅简化了二级索引的一致性验证,也为其破坏后恢复提供了一种有效手段。