一种挂车防磨胎的控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及汽车悬架系统技术领域，具体涉及一种挂车防磨胎的控制方法及控制系统。

背景技术

目前，挂车已经成为人们日常生活中普遍使用的运输工具，挂车的轮胎是高速旋转的磨损件，在挂车中属于关键零部件；轮胎磨损严重容易引起挂车抖动，更为严重的是发生爆胎，导致交通事故，因此在使用过程中要注意尽可能防止轮胎磨损。

相关技术中，挂车的轮胎磨损主要发生在重载且大角度转弯的情形，当挂车在大角度转弯过程中，车辆会低速行驶前行或倒退；此时车辆重载下，多轴挂车的多个车轴的轮胎会在地上边滚边滑；因为车辆重载轮胎负荷较大，会造成轮胎严重磨损。

因此，本领域技术人员亟待设计一种防磨损的技术方案，达到在重载且大角度转弯的情形下防止轮胎磨损的目的，延长轮胎使用寿命。

发明内容

本申请提供一种挂车防磨胎的控制方法及控制系统，解决挂车在重载且大角度转弯时轮胎磨损量大的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种挂车防磨胎的控制方法，包含以下步骤：

确认挂车载重超过设定重量阈值且转弯角度超过设定角度阈值；

VCU控制将行驶方向相反方向的最后一轴对应气囊悬架的气囊排空，将靠近车辆新转弯中心的车轴对应气囊悬架的气囊气压增大；当两个车轴与新转弯中心距离相等时，选择其中一个更靠近旧转弯中心的车轴对应气囊悬架的气囊气压增大；

当VCU判断车辆转弯结束后，所有气囊悬架的气囊压力恢复至正常状态。

在上述技术方案的基础上，挂车车斗包含三个车轴，从前到后依次为第一车轴、第二车轴和第三车轴；所述控制方法包含以下步骤：

在前进时，第三车轴对应的气囊悬架的气囊排空，第二车轴对应的气囊悬架的气囊气压增大；在后退时，第一车轴对应的气囊悬架排空，第二车轴对应的气囊悬架的气囊气压增大。

在上述技术方案的基础上，挂车车斗包含四个车轴，从前到后依次为第一车轴、第二车轴、第三车轴或第四车轴；

所述控制方法包含以下步骤：

在前进时，第四车轴对应的气囊悬架的气囊排空，第二车轴对应的气囊悬架的气囊气压增大；在后退时，第一车轴对应的气囊悬架排空，第三车轴对应的气囊悬架的气囊气压增大。

在上述技术方案的基础上，正常工作时，所述气囊悬架的气囊气压为正常工作气压；所述气囊气压增大时，增大至气囊气压极限值的设定粗调百分比。

在上述技术方案的基础上，所述控制方法还包含微调步骤，所述微调步骤包含：

针对气囊气压增大后的车轴左右方向，VCU调节使得所述车轴远离新转弯中心一侧的气囊压力比靠近转弯中心一侧的气囊压力大于设定微调百分比。

在上述技术方案的基础上，当在转弯前的设定时间内车辆滑移率大于设定滑移率时，VCU不触发所述控制方法。

在上述技术方案的基础上，确定转弯角度超过设定角度阈值，包含：VCU直接读取方向盘转角信号，进而获取车辆的转弯角度。

在上述技术方案的基础上，确定转弯角度超过设定角度阈值，包含：通过前桥左右轮差进行计算，根据

R＝2(V

R＝L/sin(α)；

其中，R为转弯半径，K为前轮轮距，V

得到

将α与设定角度阈值进行比较。

本申请还公开了一种采用上述控制方法的控制系统，所述控制系统包含：

储气筒；

若干位于气囊悬架的气囊，分别一一设置于挂车车斗的多根车轴的两侧；每个气囊均通过电磁阀连接至储气筒；

若干气压传感器，每个气囊对应设置一个气压传感器；所有的气压传感器连接至VCU。

在上述技术方案的基础上，所述控制系统还包含左高度传感器和右高度传感器，所述左高度传感器和右高度传感器均连接于VCU。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请的控制方法及控制系统，将处于不易磨损位的车轴对应的气囊悬架的气囊气压增大，承载主要荷载，保护处于易磨损位其余车轴的轮胎，使得其余车轴的轮胎不承受荷载或承受次要荷载，能够大大减小转弯时的轮胎磨损量，延长轮胎的使用寿命。

同时，选择排空行驶方向相反方向的最后一轴对应气囊悬架的气囊，从旧转弯中心到新转弯中心，在前进时，将转弯中心前移，使得车辆的转弯半径更小，更好转弯；而在后退时，将转弯中心后移，使得转弯中心与货箱后端的前后距离更小，相当于用货箱后端充当车头进行转弯操作更加灵活便捷，降低了前进后退的难度，司机体验感好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的控制方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的左转弯时的转弯中心示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种挂车防磨胎的控制方法及控制系统，其能解决挂车在重载且大角度转弯时，通过调节气囊悬架的气压，调整转向时各轴的轴荷，进而对各轴对应车轮上的负载重量进行调整，使得处于不易磨损位的轮胎承受主要荷载，处于易磨损位的轮胎不承受荷载或承受次要荷载，能够大大减小轮胎的磨损量，延长轮胎的使用寿命。

如图2所示，在转向过程中，靠近车辆转弯中心的车轴对应的轮胎滑动磨损量小于其他车轴对应轮胎的滑动磨损量，靠近车辆转弯中心的轮胎正常转动工作，而其他轮胎容易处于拖动状态。具体地，三轴时，靠近车辆转弯中心的车轴为第二车轴，即第二车轴对应的轮胎滑动磨损量最小，处于不易磨损位。本申请在转弯时重新分配轮胎荷载，使得处于不易磨损位的第二车轴对应的轮胎承受主要载荷，延长轮胎的使用寿命。

如图1所示，本申请公开了一种挂车防磨胎的控制方法，包含以下步骤：

确认挂车载重超过设定重量阈值且转弯角度超过设定角度阈值。具体地，车辆行驶时，VCU进行实时判断。

VCU控制将行驶方向相反方向的最后一轴对应气囊悬架的气囊排空，将靠近车辆新转弯中心的车轴对应气囊悬架的气囊气压增大；其余车轴对应气囊悬架的气囊气压不变。当两个车轴与新转弯中心距离相等时，选择更靠近旧转弯中心的车轴对应气囊悬架的气囊气压增大。具体地，通过车轴轴线与转弯中心的关系选择车轴，并将车轴对应气囊悬架的气囊气压增大。

具体地，转弯中心分为新转弯中心(对应排空后)和旧转弯中心(对应排空前)，当挂车车斗的车轴数量为奇数时，靠近车辆新转弯中心的车轴确定为车辆旧转弯中心所在车轴。具体地，每个气囊悬架的气囊通过电磁阀连接至空压机，VCU通过空压机和电磁阀控制气囊悬架的气压。

当VCU判断车辆转弯结束后，即转弯角度恢复至零时，VCU控制所有气囊悬架的气囊压力恢复至正常状态。

本申请的控制方法，在满足挂车载重超过设定重量阈值且转弯角度超过设定角度阈值触发该控制方法，在转弯完成后退出该控制方法；在转弯时重新分配各轴对应车轮上的负载重量，使得处于不易磨损位的轮胎承受主要荷载，处于易磨损位的轮胎不承受荷载或承受次要荷载，能够大大减小轮胎的磨损量，延长轮胎的使用寿命。VCU控制器可以简单的实现到达对挂车轴荷的控制方案，该方案策略，方案简单。

在一个实施例中，如图2所示，挂车车斗包含三个车轴，从前到后依次为第一车轴、第二车轴和第三车轴。

以图2转弯状态为例，旧转弯中心为B点。

控制方法包含以下步骤：

在前进时，第三车轴对应的气囊悬架的气囊排空，此时新转弯中心为A点，第一车轴和第二车轴分别与A点的距离相等，选择更靠近旧转弯中心的车轴即第二车轴，控制第二车轴对应的气囊悬架的气囊气压增大。

在后退时，第一车轴对应的气囊悬架排空，此时新转弯中心为C点，第二车轴和第三车轴分别与C点的距离相等，选择更靠近旧转弯中心的车轴即第二车轴，第二车轴对应的气囊悬架的气囊气压增大。

本申请的控制方法，将处于不易磨损位的第二车轴对应的气囊悬架的气囊气压增大，承载主要荷载，保护处于易磨损位第一车轴和第三车轴的轮胎，使得其余两个车轴的轮胎不承受荷载或承受次要荷载，能够大大减小转弯时的轮胎磨损量。

在另一个实施例中，挂车车斗包含四个车轴，从前到后依次为第一车轴、第二车轴、第三车轴或第四车轴。

以图2转弯状态为例，旧转弯中心为C点。

控制方法包含以下步骤：

在前进时，第四车轴对应的气囊悬架排空，此时新转弯中心为B点，显而易见第二车轴分别与B点的距离最近，第二车轴对应的气囊悬架的气囊气压增大；

在后退时，第一车轴对应的气囊悬架排空，此时新转弯中心为D点，显而易见第三车轴分别与D点的距离最近，第三车轴对应的气囊悬架的气囊气压增大。

本申请的控制方法，选择排空行驶方向相反方向的最后一轴对应气囊悬架的气囊，从旧转弯中心到新转弯中心，在前进时，将转弯中心前移，使得车辆的转弯半径更小，更好转弯；而在后退时，将转弯中心后移，使得转弯中心与货箱后端的前后距离更小，相当于用货箱后端充当车头进行转弯操作更加灵活便捷，降低了前进后退的难度，司机体验感好。

在一个实施例中，正常工作时，气囊悬架的气囊气压为正常工作气压，允许的最大气囊气压为气囊气压极限值。气囊气压增大时，增大至气囊气压极限值的设定粗调百分比。

在一个实例中，正常工作气压为450kpa，气囊气压极限值为850kpa，设定粗调百分比为85％；即正常工作时，气囊悬架的气囊气压为450kpa，气囊气压增大时，从450kpa增大至723kpa(850×85％＝723kpa)。

在一个实施例中，控制方法在按照前后车轴调节后，还包含针对气囊气压增大后的车轴的左右两端气囊气压的微调步骤，微调步骤包含：

针对气囊气压增大后的车轴左右方向，VCU调节使得所述车轴远离新转弯中心一侧的气囊压力比靠近转弯中心一侧的气囊压力大于设定微调百分比。

具体地，就图2而言，右侧气囊压力增大，左侧气囊压力减小。

在一个实例中，设定微调百分比为5％，左右气囊压力差值为5％。微调，可以仅针对气压增大后的车轴的气囊悬架，即按当前723kpa的5％进行调整。

具体地，在实际转弯过程中，就车轴左右方向而言，靠近转弯中心的一端的轮胎磨损大于另一端轮胎的磨损。

本申请的控制方法，在进行前后粗调气压后，对气囊气压增大后的车轴的左右两端气囊气压进行微调，能够进一步保护车轮轮胎，使得不易磨损的轮胎承载更多荷载，易磨损的轮胎承载更少荷载，进一步减小轮胎磨损量。

在一些特殊场景中，地面摩擦系数很小，例如雪冰天气，此时无需进行轮胎磨损保护，最重要的是防止侧翻，无需触发本申请的控制方法。

当在转弯前的设定时间内(例如转弯前30s内或3min内)车辆滑移率大于设定滑移率时，即便满足VCU判断挂车载重超过设定重量阈值且转弯角度超过设定角度阈值，VCU依旧不触发所述控制方法。

具体地，滑移率＝(车速-轮速)/车速，其中，轮速＝2πR×轮胎转速(rad/min)/60。

本申请的控制方法，在防磨胎的前提下，还能够保护特殊场景车辆的安全性能。

在一个实施例中，确定转弯角度超过设定角度阈值，包含：

VCU直接读取方向盘转角信号，进而获取车辆的转弯角度。

在另一个实施例中，确定转弯角度超过设定角度阈值，包含：

为防止信号偏差，还可直接通过公式计算，得到更加真实准确的转弯角度。

通过前桥左右轮差进行计算，根据

R＝2(V

R＝L/sin(α)；

其中，R为转弯半径，K为前轮轮距，V

得到

将α与设定角度阈值进行比较。

本申请还公开了一种包含上述挂车防磨胎的控制方法的控制系统，控制系统包含：

储气筒；

若干位于气囊悬架的气囊，分别一一设置于挂车车斗的多根车轴的两侧。每根车轴的左右两端分别设置一个气囊。每个气囊均通过电磁阀连接至储气筒。

若干气压传感器，每个气囊对应设置一个气压传感器；所有的气压传感器连接至VCU。

本申请的控制系统，VCU通过储气筒、气压传感器和电磁阀控制气囊气压。

在一个实施例中，控制系统还包含左高度传感器和右高度传感器，左高度传感器和右高度传感器均连接于VCU，实时监测左右车高。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。