1.4 智能轮胎与智能汽车的关系

智能汽车是利用先进的传感、通信、计算和控制技术来获悉驾驶环境与状态,用于辅助汽车运行、交通控制、服务管理及其他相关事项[57]。目前的智能汽车主要面向道路交通标志和道路障碍物环境信息的采集、基于采集信息的汽车驾驶决策以及基于生成决策的驾驶控制。智能轮胎是通过传感器获取轮胎和路面状况信息,然后基于获取的信息进行诊断和决策,辅助驾驶人进行汽车的制动和转向操作,因此,智能轮胎和智能汽车之间存在紧密的联系,主要表现在下面几个方面。

(1)智能轮胎与智能汽车研究目标一致,都是为了提高汽车的安全性、经济性、环保性和舒适性

智能汽车通过汽车上安装的各种传感器获取的信息进行判断和决策,辅助驾驶人进行汽车的驾驶,避免驾驶人的错误操作和反应时间的限制,提高汽车驾驶的安全性,优化发动机的控制,提高汽车的经济性和环保性,优化驱动、制动和悬架系统的控制,提高汽车驾驶的舒适性。智能轮胎通过轮胎上安装的传感器和汽车的其他传感器获取轮胎和周围环境的信息,然后基于获取的信息进行智能判断和决策,在爆胎或漏气等紧急情况下,代替驾驶人进行汽车的制动和转向操作,提高汽车的安全性;在轮胎压力偏离标准压力时,进行自动充放气控制,减小轮胎的滚动阻力,提高汽车的经济性和环保性;根据路面状况变化,调节轮胎充气压力,提高汽车驾驶的舒适性。

(2)智能轮胎与智能汽车实现的方法一致,都是通过传感器获取外界信息,根据获取的信息进行智能判断与决策,辅助驾驶人进行汽车的操纵

智能汽车通过安装在车上的传感器获取道路和周围环境的信息,根据汽车所处环境信息对汽车可以进行的加速、减速、转向或制动操作进行决策,根据决策结果辅助驾驶人进行汽车的操纵,整个过程包括传感、决策和控制三个部分。智能轮胎通过传感器获取轮胎和道路状态信息,根据获取的信息对轮胎的安全状态和道路情况进行判断,在判断的基础上进行正常情况下的显示、异常情况下的报警和紧急情况下的自动控制,辅助驾驶人进行汽车的操纵,整个过程也包括传感、决策和控制三个完整的部分。

(3)智能轮胎为智能汽车功能的实现提供保障

轮胎具有支承整车与载荷的重量、缓和路面冲击、传递驱动力、制动力和转向力的作用,当轮胎漏气或爆胎时,轮胎不能正常发挥作用。如果智能汽车不能及时了解这些异常情况,仍然按照正常轮胎实施驾驶操作,智能汽车的驾驶将非常危险,无法保障智能汽车的辅助驾驶功能的实现。智能轮胎可以在轮胎出现异常情况时及时进行处理,避免爆胎事故的发生,另外,智能轮胎能够自动进行轮胎压力的调节,更好地发挥轮胎的功能,因此,智能轮胎为智能汽车功能的实现提供了保障。

(4)智能汽车和智能轮胎可以相互提供信息,实现信息共享,促进智能化水平的共同提高

智能汽车可以获取道路、车间距、车与障碍物距离等信息,这些信息可以为智能轮胎进行智能决策提供更多的依据,提高智能轮胎的智能化水平。例如,在爆胎后,根据道路弯道信息、车间距、车与障碍物之间的距离,进行制动和转向操作过程的优化决策,避免爆胎后撞车事故的发生。智能轮胎可以获取轮胎压力、温度、摩擦、振动等信息,这些信息可以为智能汽车进行辅助驾驶操纵决策提供更多的依据,提高智能汽车的智能化水平。例如,根据智能轮胎提供的路面状况信息,智能汽车可以进行驱动力和制动力的智能调节,优化汽车驱动过程和制动过程,提高智能汽车对路面状况和轮胎状况变化的自适应性。