轮胎总成及汽车的制作方法

1.本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种轮胎总成及汽车。


背景技术：

2.目前市场上现有的汽车均有胎压监测系统，基本工作原理是基于安装在轮辋上气门芯处的一个胎压传感器，通过无线感应实现车内的胎压监测，并在组合仪表上显示四个轮胎的胎压值。驾驶员在行驶过程中，当汽车轮胎被大小不同的钉子或者外物扎坏，轮胎会存在不同程度的损坏，外物扎坏轮胎比较严重时，轮胎漏气较快，胎压报警能较快的响应，驾驶员能够识别到安全隐患。但是，比较常见的情况是，外物扎坏轮胎程度较轻时，轮胎漏气不明显，存在漏气缓慢的情况，往往2-3天胎压才下降到提示报警的范围，胎压监测响应速度慢或者监测的数据变化不明显，对于驾驶员在行驶时无法立刻识别到轮胎是否被外物扎坏，从而继续行驶，存在较大的安全隐患，尤其在高速公路上形式，安全隐患非常大。
3.因此，现有技术存在汽车在行驶时轮胎漏气时驾驶者无法及时获知的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决现有技术存在汽车在行驶时轮胎漏气时驾驶者无法及时获知的问题。
5.为解决上述问题，本实用新型的一种实施方式提供了一种轮胎总成，包括轮胎本体，所述轮胎本体包括胎面和位于所述胎面内的缓冲层；所述轮胎总成还包括应力监测模块，所述缓冲层上设置有防护膜；其中，
6.所述应力监测模块集成于所述防护膜内部，所述应力监测模块用于所述监测所述缓冲层各位置的应力信息，并将检测到的所述应力信息发送至整车控制器，以使所述整车控制器根据所述应力信息获得所述轮胎本体的漏气状态。
7.采用上述技术方案，本实施方式提供的这种轮胎总成通过集成应力监测模块，应力监测模块能够对轮胎的应力变化实时监测，在轮胎发生漏气时，应力监测模块能够检测到轮胎漏气位置的应力变化，并将检测到的信息发送给整车控制器，整车控制器可控制汽车上的报警装置向驾驶者报警，以便驾驶者能够及时获取到轮胎发生漏气并处理，可避免汽车在行驶时因漏气而发生意外。
8.另外，本实施方式提供的这种轮胎总成在轮胎缓冲层上还集成有防护膜，应力监测模块可集成于该防护膜上，通过防护膜可对应力监测模块进行保护，能够保证应力监测模块在长时间使用时的稳定性。并且防护膜能够更好地与轮胎的缓冲层贴合，集成于防护膜上的应力监测模块在监测轮胎应力变化时响应更加迅速，更加准确。
9.因此，本实施方式提供的这种结构的轮胎总成不仅能够通过监测轮胎的应力变化向整车控制器发送对应的应力信息，以使得使用者能够及时获取到轮胎发生漏气并处理，还具有覆盖轮胎范围广，响应更加迅速、检测更加准确的优点。
10.根据本实用新型另一种实施方式提供的轮胎总成，所述防护膜由有机半导体材料
制成，且所述防护膜覆盖所述缓冲层；
11.所述应力监测模块包括应变片和/或电阻丝，所述应变片沿所述防护膜的延伸方向布置，所述电阻丝沿所述防护膜的延伸方向均匀设置。
12.采用上述技术方案，本实施方式中的防护膜由有机半导体材料制成，可使得防护膜具有轻薄和结构简单的优点，可避免设置防护膜对轮胎结构造成损害。
13.另外，应力监测模块包括应变片和/或电阻丝；其中，
14.在应力监测模块包括应变片时，该应变片能够直接检测轮胎中缓冲层的应力变化，通过应变片检测到的信息直接判断轮胎是否漏气；并且应变片作为片状结构，相比于其他的应力检测模块与轮胎的适配性更高，具有探测覆盖范围广、轻薄简单、集成度高和快速响应的优点。
15.在应力监测模块包括电阻丝时，利用电阻丝较好的变形性可使得应力监测模块能够在轮胎内朝各个方向延伸，通过电阻丝的通断可准确地实现对轮胎内壁面(即缓冲层)各个位置实现检测。具有检测性能稳定和结构巧妙的优点。
16.在应力监测模块包括应变片和电阻丝时，该应力监测模块不仅能够通过检测缓冲层的应力变化判断轮胎是否漏气，还可通过电阻丝的通断判断轮胎是否漏气，采用该结构，在其中一者发生故障时，另一者还可继续工作，具有使用可靠性好的优点。
17.根据本实用新型另一种实施方式提供的轮胎总成，所述应变片设置有多个，且多个所述应变片沿所述防护膜的延伸方向以阵列的方式均匀分布，且每一所述应变片与所述整车控制器通信连接。
18.采用上述技术方案，多个应变片沿防护膜的延伸方向以阵列的方式均匀分布，当有外物侵入到轮胎内表面任何一个位置，对应的应变片便会出现应力突变，不仅能快速检测出轮胎的异常，还能检测出轮胎具体哪个位置出现的异常，从而进行针对性的修补。
19.根据本实用新型另一种实施方式提供的轮胎总成，所述电阻丝沿所述防护膜的延伸方向呈“蛇”形布置。
20.根据本实用新型另一种实施方式提供的轮胎总成，所述电阻丝沿所述防护膜的延伸方向呈“迷宫”形布置。
21.根据本实用新型另一种实施方式提供的轮胎总成，所述防护膜设置于所述缓冲层的内侧壁面；或，
22.所述防护膜夹设并集成于所述缓冲层内。
23.采用上述技术方案，通过将防护膜设置于缓冲层的内侧壁面或夹设并集成于缓冲层内，可使得防护膜与缓冲层的集成度更好，且可降低防护膜在轮胎长时间使用后损害。
24.根据本实用新型另一种实施方式提供的轮胎总成，所述轮胎总成还包括温度传感器，所述温度传感器集成于所述防护膜内，用于检测所述轮胎本体的温度信息，并将检测到的所述温度信息发送至整车控制器，以使所述整车控制器根据所述温度信息获得所述轮胎本体的漏气状态。
25.采用上述技术方案，通过设置温度传感器可使得轮胎总成能够实时检测轮胎的温度，在轮胎温度迅速升高时，整车控制器可判断为轮胎漏气，由此可进一步提高监测可靠性。
26.根据本实用新型另一种实施方式提供的轮胎总成，所述轮胎总成还包括控制模
块、信号发射模块和供电模块，所述信号发射模块和所述供电模块均集成于所述防护膜，且所述供电模块分别与所述控制模块、所述温度传感器、以及所述应变片和/或所述电阻丝电性连接，所述控制模块的信号输入端分别与所述温度传感器、所述应变片和/或所述电阻丝通信连接，且所述控制模块的信号输出端与所述信号发射模块的信号输入端通信连接，并通过所述信号发射模块向所述整车控制器发送所述温度信息和/或所述应力信息。
27.采用上述技术方案，通过控制模块和信号发射模块能够对检测到的应力信息进行处理并发送至整车控制器，通过供电模块可为控制模块、温度传感器、以及应变片和/或电阻丝进行供电，保证控制模块、温度传感器、以及应变片和/或电阻丝工作的稳定性。
28.根据本实用新型另一种实施方式提供的汽车，包括整车控制器，所述汽车还包括上述结构的轮胎总成。
29.根据本实用新型另一种实施方式提供的汽车，所述汽车还报警模块；所述整车控制器的信号输出端与所述报警模块通信连接；其中，
30.所述整车控制器设置成：根据接收到温度信息和/或应力信息控制所述报警模块报警。
31.本实用新型其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本实用新型说明书中的记载变的显而易见。
附图说明
32.图1为本实用新型实施例提供的轮胎总成的结构示意图；
33.图2为本实用新型实施例提供的轮胎总成的内部结构示意图；
34.图3为本实用新型实施例提供的轮胎总成中的防护膜的结构示意图；
35.图4为本实用新型实施例提供的轮胎总成中的防护膜与缓冲层的一种结构示意图；
36.图5为本实用新型实施例提供的轮胎总成中的防护膜与缓冲层的另一种结构示意图；
37.图6为本实用新型实施例提供的轮胎总成中的应变片的一种结构示意图；
38.图7为本实用新型实施例提供的轮胎总成中的应变片的另一种结构示意图；
39.图8为本实用新型实施例提供的轮胎总成中的电阻丝的一种结构示意图；
40.图9为本实用新型实施例提供的轮胎总成中的电阻丝的另一种结构示意图；
41.图10为本实用新型实施例提供的轮胎总成与整车控制器的控制原理图。
42.附图标记说明：
43.10、轮胎本体；11、胎面；12、缓冲层；13、防护膜；
44.100、应力监测模块；110、应变片；120、电阻丝；
45.200、整车控制器；
46.300、控制模块；
47.400、信号发射模块；
48.500、供电模块；
49.600、报警模块。
具体实施方式
50.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
51.应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
52.在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
53.术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
54.在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
55.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
56.本实施例提供了一种轮胎总成，如图1-图5所示，包括轮胎本体10，轮胎本体10包括胎面11和位于胎面11内的缓冲层12；轮胎总成还包括应力监测模块100，缓冲层12上设置有防护膜13。
57.具体的，在本实施例中，应力监测模块100集成于防护膜13内部，应力监测模块100用于监测缓冲层12各位置的应力信息，并将检测到的应力信息发送至整车控制器200，以使整车控制器200根据应力信息获得轮胎本体10的漏气状态。
58.更为具体的，本实施例提供的这种轮胎总成通过集成应力监测模块100，应力监测模块100能够对轮胎的应力变化实时监测，在轮胎发生漏气时，应力监测模块100能够检测到轮胎漏气位置的应力变化，并将检测到的信息发送给整车控制器200，整车控制器200可控制汽车上的报警装置向驾驶者报警，以便驾驶者能够及时获取到轮胎发生漏气并处理，可避免汽车在行驶时因漏气而发生意外。
59.更为具体的，本实施例提供的这种轮胎总成在轮胎缓冲层12上还集成有防护膜13，应力监测模块100可集成于该防护膜13上，通过防护膜13可对应力监测模块100进行保护，能够保证应力监测模块100在长时间使用时的稳定性。并且防护膜13能够更好地与轮胎
的缓冲层12贴合，集成于防护膜13上的应力监测模块100在监测轮胎应力变化时响应更加迅速，更加准确。
60.因此，本实施例提供的这种结构的轮胎总成不仅能够通过监测轮胎的应力变化向整车控制器200发送对应的应力信息，以使得使用者能够及时获取到轮胎发生漏气并处理，还具有响应更加迅速、检测更加准确的优点。
61.采用本实施例提供的这种轮胎总成，当汽车行驶时轮胎被外物扎坏漏气而导致存在安全隐患时，由于漏气处的应力会发生变化，应力监测模块100可实时检测到缓冲层12各个位置的应力变化，当监测到应力大于阈值时，该阈值可以是5n，整车控制器200判断为轮胎漏气并控制汽车上的报警装置报警，以便驾驶者能够及时获取到轮胎发生漏气并处理，可避免汽车在行驶时因漏气而发生意外。
62.根据实施例提供的另一种轮胎总成，防护膜13由有机半导体材料制成，且防护膜13覆盖缓冲层12。
63.具体的，在本实施例中，应力监测模块100包括应变片110和/或电阻丝120，应变片110沿防护膜13的延伸方向布置，电阻丝120沿防护膜13的延伸方向均匀设置。
64.更为具体的，本实施例中的防护膜13由有机半导体材料制成，可使得防护膜13具有轻薄和结构简单的优点，可避免设置防护膜13对轮胎结构造成损害。
65.更进一步，应力监测模块100包括应变片110和/或电阻丝120。
66.具体的，一种实施方式中，应力监测模块100包括应变片110，如图6-图7所示的方案，该应变片110能够直接检测轮胎中缓冲层12的应力变化，通过应变片110检测到的信息直接判断轮胎是否漏气；并且应变片110作为片状结构，相比于其他的应力监测模块与轮胎的适配性更高，具有探测覆盖范围广、轻薄简单、集成度高和快速响应的优点。
67.另一种实施方式中，应力监测模块100包括电阻丝120，如图8-图9所示的方案，利用电阻丝120较好的变形性可使得应力监测模块100能够在轮胎内朝各个方向延伸，通过电阻丝120的通断可准确地实现对轮胎内壁面(即缓冲层12)各个位置实现检测，具有检测性能稳定和结构巧妙的优点。
68.又一种实施方式中，应力监测模块100包括应变片110和电阻丝120(该方案图中未示出)，该应力监测模块100不仅能够通过检测缓冲层12的应力变化判断轮胎是否漏气，还可通过电阻丝120的通断判断轮胎是否漏气，采用该结构，在其中一者发生故障时，另一者还可继续工作，具有使用可靠性好的优点。
69.根据实施例提供的另一种轮胎总成，如图6所示，应变片110设置有多个，且多个应变片110沿防护膜13的延伸方向以阵列的方式均匀分布，且每一应变片110与整车控制器200通信连接。
70.具体的，多个应变片110沿防护膜13的延伸方向以阵列的方式均匀分布，当有外物侵入到轮胎内表面任何一个位置，对应的应变片110便会出现应力突变，不仅能快速检测出轮胎的异常，还能检测出轮胎具体哪个位置出现的异常，从而进行针对性的修补。
71.更为具体的，在本实施例中，如图6所示，多个应变片110划分程n行n列，划分成n2个单元格，每个单元格都集成小应变片110，并分别标定序号，如第一行编号为a1b1，a2b1，a3b1
……
anb1,如第一列编号为a1b1，a1b2，a1b3
……
a1bn,以此类推，每个应变片110都赋予了编号。当有外物侵入到轮胎内表面任何一个位置，该防护膜中对应的应变片110便会出
现应力突变，并将监测到的应力变化值和应变片110编号通过无线信号传输器传送到整车控制器200，并在车内的显示器进行提示报警。该方式不仅能快速检测出轮胎的异常，还能检测出轮胎具体哪个位置出现的异常，从而进行针对性的修补。
72.更进一步，应变片110还可以是设置为一片式，具体的，如图7所示，应变片110采用一个大的应变片110进行探测，防护膜布置有正负极接口，如图7所示。当有外物侵入到轮胎内表表面任何一个位置，该防护膜的大应变片110同样会出现应力突变，并通过轮胎防护膜控制模块300将监测到的应力变化值通过无线信号传输器传送到整车控制器200，并在车内的显示器进行提示报警。
73.根据实施例提供的另一种轮胎总成，电阻丝120沿防护膜13的延伸方向呈“蛇”形布置。
74.具体的，如图8所示，防护膜上集成了蛇形式的电阻丝120，电阻丝120均匀的让缠绕在防护膜上，防护膜布置有正负极接口，并且防护膜覆盖整个轮胎内表面，防护膜形式如图8所示，当有外物侵入到轮胎内表面任何一个位置，该防护膜中对应的电阻丝120会被破坏，接着电阻会出现变化，电阻变小或者为零，可以通过电阻传感器进行测试。当探测到电阻突变后，会将电阻变化值传送到整车控制器200，并在车内的显示器进行提示报警。
75.根据实施例提供的另一种轮胎总成，电阻丝120沿防护膜13的延伸方向呈“迷宫”形布置。
76.具体的，如图9所示，通过一个类似迷宫的方式将电阻丝120均匀密集的分布在防护膜上，并且防护膜覆盖整个轮胎内表面，防护膜布置有正负极接口，其布置形式如图9所示，当有外物侵入到轮胎内表面任何一个位置，该防护膜中对应的电阻丝120会被破坏，接着电阻会出现变化，电阻变小或者为零，可以通过电阻传感器进行测试。当探测到电阻突变后，会将电阻变化值传送到整车控制器200，并在车内的显示器进行提示报警。
77.根据实施例提供的另一种轮胎总成，防护膜13设置于缓冲层12的内侧壁面；或，防护膜13夹设并集成于缓冲层12内。
78.具体的，如图4所示，防护膜13设置于缓冲层12的内侧壁面；如图5所示，防护膜13夹设并集成于缓冲层12内。
79.更为具体的，在本实施例中，通过将防护膜13设置于缓冲层12的内侧壁面或夹设并集成于缓冲层12内，可使得防护膜13与缓冲层12的集成度更好，且可降低防护膜13在轮胎长时间使用后损害。
80.根据实施例提供的另一种轮胎总成，轮胎总成还包括温度传感器(图中未示出)，温度传感器集成于防护膜13内，用于检测轮胎本体10的温度信息，并将检测到的温度信息发送至整车控制器200，以使整车控制器200根据温度信息获得轮胎本体10的漏气状态。
81.具体的，在本实施例中，通过设置温度传感器可使得轮胎总成能够实时检测轮胎的温度，在轮胎温度迅速升高时，整车控制器200可判断为轮胎漏气，由此可进一步提高监测可靠性。
82.根据实施例提供的另一种轮胎总成，如图2和图10所示，轮胎总成还包括控制模块300、信号发射模块400和供电模块500，信号发射模块400和供电模块500均集成于防护膜13，且供电模块500分别与控制模块300、温度传感器、以及应变片110和/或电阻丝120电性连接，控制模块300的信号输入端分别与温度传感器、应变片110和/或电阻丝120通信连接，
且控制模块300的信号输出端与信号发射模块400的信号输入端通信连接，并通过信号发射模块400向整车控制器200发送温度信息和/或应力信息。
83.具体的，通过控制模块300和信号发射模块400能够对检测到的应力信息进行处理并发送至整车控制器200，通过供电模块500可为控制模块300、温度传感器、以及应变片110和/或电阻丝120进行供电，保证控制模块300、温度传感器、以及应变片110和/或电阻丝120工作的稳定性。
84.更为具体的，在本实施例中，控制模块300可以是本领域技术人员常见的控制芯片、单片机等各种常见的控制模块300中的任意一种；温度传感器的具体型号本实施例不做要求，其具体应根据实际设计和使用需求设定。
85.更为具体的，在本实施例中，供电模块500可以是集成于防护膜上的电池，信号发射模块400可以是无线信号传输器，具体集成在防护膜内部，无线信号传输器的传输方式不局限于天线、蓝牙、wifi等无线传输技术。
86.根据本实施例提供的一种汽车，包括整车控制器200，汽车还包括上述结构的轮胎总成。
87.根据本实施例提供的一种汽车，汽车还报警模块600；整车控制器200的信号输出端与报警模块600通信连接；其中，
88.整车控制器200设置成：根据接收到温度信息和/或应力信息控制报警模块600报警。
89.具体的，在本实施例中，在轮胎总成同时集成温度传感器和应力监测模块100时，由于整车控制器200可同时接收到温度信息和应力信息；在具体实施时，整车控制器200可根据温度信息判断轮胎是否漏气，也可以是根据应力信息判断轮胎是否发生漏气，还可以同时根据温度信息和应力信息判断轮胎是否漏气，其具体应根据实际工况决定。
90.本实施例提供的这种轮胎总成，如图1-图5、图10所示，包括轮胎本体10，轮胎本体10包括胎面11和位于胎面11内的缓冲层12；轮胎总成还包括应力监测模块100，缓冲层12上设置有防护膜13。应力监测模块100集成于防护膜13内部，应力监测模块100用于监测缓冲层12各位置的应力信息，并将检测到的应力信息发送至整车控制器200，以使整车控制器200根据应力信息获得轮胎本体10的漏气状态。以便驾驶者能够及时获取到轮胎发生漏气并处理，可避免汽车在行驶时因漏气而发生意外。通过防护膜13可对应力监测模块100进行保护，能够保证应力监测模块100在长时间使用时的稳定性。并且防护膜13能够更好地与轮胎的缓冲层12贴合，集成于防护膜13上的应力监测模块100在监测轮胎应力变化时响应更加迅速，更加准确。
91.虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本实用新型的精神和范围。