[发明专利]一种智能安全轮胎内支撑装置及控制方法

权利要求书

1.一种智能安全轮胎内支撑装置，其特征在于：包括轮辋(1)和内支撑底座(2)，内支撑底座(2)设置在轮胎内部，内支撑底座(2)固定嵌套在轮辋(1)外圈；

内支撑底座(2)外表面设置有不少于一条环形凹槽，每条环形凹槽沿内支撑底座(2)周向设置，每条环形凹槽内均设置有从动圆环(4)，从动圆环(4)的外表面与内支撑底座(2)外表面高度平齐，驱动电机(11)用于驱动从动圆环(4)在环形凹槽内转动，驱动电机(11)还用于控制从动圆环(4)的转动速度和转动方向；

从动圆环(4)转动用于在轮胎内低压或零压时实现轮胎附着力和滑转率的调整修正；

内支撑底座(2)上设置有测距模块(14)、压力传感器(15)、第一温度传感器(16)、胎压监测系统(17)和第二温度传感器(18)；

所述的测距模块(14)用于获取轮胎的滚动半径和内支撑底座(2)的滚动半径；

所述的压力传感器(15)用于获取内支撑底座(2)的外表面压力；

所述的胎压监测系统(17)用于获取轮胎内气压数据；

所述的第一温度传感器(16)用于获取轮胎触地面温度；所述的第二温度传感器(18)用于获取内支撑底座(2)的外表面温度；

测距模块(14)、压力传感器(15)、第一温度传感器(16)、胎压监测系统(17)和第二温度传感器(18)均与信号控制器(8)信号连接，信号控制器(8)用于控制驱动电机(11)输出轴的转动速度和转动方向；

环形凹槽的槽底设置有主动圆环(3)，主动圆环(3)和环形凹槽的槽底之间均匀设置有若干滚动圆柱(12)，滚动圆柱(12)的轴向与环形凹槽的延伸方向垂直，滚动圆柱(12)端部与支撑架(13)可转动连接；

主动圆环(3)的外表面设置有主动齿圈(6)，从动圆环(4)的内表面设置有从动齿圈(9)，主动齿圈(6)和从动齿圈(9)相互啮合；

主动圆环(3)和从动圆环(4)之间均匀设置有若干滚珠(5)，滚珠(5)可转动的嵌入主动圆环(3)外表面的下滑槽(10)内，滚珠(5)可转动的嵌入从动圆环(4)内表面的上滑槽(7)内。

2.如权利要求1所述的一种智能安全轮胎内支撑装置的控制方法，其特征在于：在工作过程中测距模块(14)、压力传感器(15)、第一温度传感器(16)、胎压监测系统(17)和第二温度传感器(18)将测得的轮胎的滚动半径R₂、内支撑底座(2)的滚动半径R₁、内支撑底座(2)的外表面压力F、轮胎内气压f、轮胎触地面温度T₁、内支撑底座(2)的外表面温度T₂实时发送至信号控制器(8)，此时轮胎内支撑装置的工作步骤具体如下：

步骤1，在车轮转动行驶时，实时检测轮胎内气压f是否位于设定阈值范围内：若轮胎内气压f位于设定阈值范围内，则驱动电机(11)处于锁定状态，从动圆环(4)处于静止状态；

步骤2，若轮胎内气压f位于设定阈值范围外，且内支撑底座(2)的外表面压力F位于设定阈值范围内，则通过信号控制器(8)将异常信号发送至汽车控制系统，进而完成对驾驶员的警告提醒；

步骤3，若内支撑底座(2)的外表面压力F超出设定阈值范围，驱动电机(11)满功率转动带动从动圆环(4)朝内支撑底座(2)与轮胎之间切向力相反方向转动，驱动电机(11)满功率运行设定时间T；轮胎转动稳定后，通过控制从动圆环(4)的转动速度和转动方向，进而调控轮胎内、外表面温度T₂和T₁之间的温差，实现调整轮胎的滑转率至设定阈值范围内。

3.如权利要求2所述的一种智能安全轮胎内支撑装置的控制方法，其特征在于：所述的步骤3中，当轮胎转动稳定后：

正常轮胎的滑转率为：

智能安全轮胎的实际滑转率为

式中，G为整车重力，ω为车轮角速度，V为车速；设定轮胎的安全滑转率范围为0.9S≤S₀≤1.1S；

当S₀＜0.9S时，驱动电机(11)带动从动圆环(4)转动方向与内支撑底座(2)和轮胎内表面之间的切向力方向相反，提供额外的摩擦力来增加轮胎附着能力，当S₀＞1.1S时，驱动电机(11)带动从动圆环(4)转动方向与内支撑底座(2)和轮胎内表面之间的切向力方向相同，减少了内支撑底座(2)与轮胎摩擦产热，直至轮胎的滑转率恢复至安全滑转率范围内。