车辆行驶期间检测轮胎载荷的方法和系统技术方案

用于测定在车辆在滚动表面上行驶期间在安装在车辆上的轮胎上施加的载荷的一种方法，所述轮胎包括纵向中心平面，该方法包括步骤为：　　　　－提供上述轮胎载荷对在上述轮胎和上述滚动表面之间接触区域长度的上凹函数Ｆｚ＝Ｆｚ＝Ｆｚ（ＰＬｃ）；　　　　－估算基本上在纵向中心平面上的上述长度（ＰＬｃ）；和　　　　－求导出与从上述函数估算的上述长度相对应的轮胎载荷。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】车辆行驶期间检测轮胎载荷的方法和系统
本专利技术涉及用于在车辆行驶期间检测安装在车辆上轮胎所受到的垂直载荷的方法和系统。
技术介绍
充气压力是在车辆车轮上安装的轮胎上进行的常规测量项目并且成为监控轮胎的标准。轮胎载荷、即承受重量，是一种更困难的测量项目，和压力不一样，而是直接测量轮胎应力。对于具体车轮来说，不但根据其结构和/或材料的物理强度而且根据其在特定额定温度和压力下将要支撑车辆重量的额定范围来选择轮胎。如果车辆以超过设计轮胎的载荷范围对轮胎施加载荷，则轮胎受到过大的应力而报废或者缩短其预期使用寿命。进一步，必须考虑到轮胎保养，主要是由车辆司机根据负载使轮胎压力保持在接近由车辆制造商和轮胎制造商所规定的额外数值。尽管轮胎业内众所周知，所需压力取决于支撑载荷，但是由于实时载荷是不知道的，因此没有向司机提供与载荷有关的压力信息。因此，倘若载荷与根据制造商计算的载荷不相同，就可能使轮胎不正确地充气。由于所需的压力随载荷而增大，因此留下可选择方案只有计算最大载荷和规定最大压力。然而，这样的最大压力能够：1)引起车辆行驶颠簸得非常厉害：2)减少可以用于制动的轮胎对道路接触面积；3)过早磨损轮胎的中央轮面。因而，为了正确地给轮胎打气，需要轮胎载荷信息。此外，为了控制开动车辆、操纵车辆和使车辆停下来的传动装置，像例如车辆制动控制系统、牵引控制系统、防锁闸动系统、电子制动系统、转向驾驶控制系统、运行滚动控制系统、车辆稳定性控制系统-->之类车辆电子控制系统可以应用有关轮胎载荷的信息。这样的轮胎信息可以在车辆内使用，或者能够遥控地，即在车辆外面使用。随着车辆的远程信息处理能力增强，为了监控车辆可用状态(诊断程序)，为了预报保养状态(预兆)和为了监控在车辆在道路上通过时车辆状态，车辆能够与遥控设备无线通信。这种信息也可能对于推断在历史上事故起因来说是重要的。美国专利No.5793,285公开了用于当车辆处于运行时通过连续不断测量在组合的车辆车轴(或与车轴刚性连接的车身部分)和道路之间距离来监控车辆上轮胎的方法和设备。根据这种测量测定轮胎挠曲。按照一些作者的观点，所测量的轮胎挠曲相当于一种比较准确的有关轮胎载荷测量。当所检测的轮胎挠曲脱离所希望的预定范围时，发出警告信号。PCT专利申请No.WO03/016115公开了用于检测在摩托车轮胎上施加的负荷或载荷和/或用于监控轮胎压力的方法，其中在车辆运行期间检测每个轮胎中的压力并且观察各个车轮的运转状态。而且通过比较在给定的驾驶状态期间的运转状态和/或各个车轮的上述运转状态中的变化，通过考虑预置和/或预定变量的预置和/或已知变量的预置来测定载荷分布参数。轮胎压力和载荷分布参数用来测定在轮胎上施加的载荷或负荷和/或压力损耗。在一个实施例中，在使用以用来测定各个轮胎有关动态滚动圆周线状态的系统(偏差检测系统＝DDS)的方式运作的车轮速度数据估算数值为基础的系统测定相当于载荷分布的特征变量同时，以应用压力传感器为基础的测量压力系统(像TPMS＝轮胎压力测量系统之类)用来测定轮胎压力。因此，使用现有系统能够建立满载应用的函数。在另一个实施例中，在相同的车辆速度时或者在接近相同的车辆速度(例如车辆标准速度)时，把前轮转数与后轮转数作比较，估算以后获得载荷分布特征变量，并且在所规定的驾驶情况下在载荷分布特征变量中的数值和/或变量被用作计算满载应用或轮胎载荷和/或压力损耗的均值。美国专利申请No.2003/0058118公开了一种车辆和用于测定车辆-->轮胎中载荷引起的挠曲或变形的车辆轮胎监控系统、设备和方法。在这基础上，提供与挠曲有关的，像轮胎载荷、克分子空气含量、车辆总质量和车辆质量分布之类信息。通过用安装在轮胎上，优选的是在其车轮踏面衬垫之类内表面上的加速度计显示轮胎的转动加速度来检测负载轮胎的轮胎挠曲区域或者接触区域。当轮胎转动并且加速度计脱离接触区域时显示高的离心加速度。与此相反，当加速度计接入接触区域并且不转动时显示低的加速度。在显示在高数值和低数值之间加速度转折的一些点上测定确定接触区域界线的一些挠曲点。根据一些挠曲点的检测间所占用时间内测量的轮胎转动速度并且根据轮胎半径，能够测定接触的长度(接触长度)。为了测定轮胎载荷，给出下列公式：载荷＝α×车轮踏面宽度×接触长度×压力+侧壁力式中“车轮踏面宽度”是车轮外胎面宽度，“车轮踏面宽度×接触长度”是施加压力的面积，“侧壁力”是压扁的轮胎侧壁的有效弹力，而α是接近于1的比例常数。换言之，根据从理想气体定律推导出所公开的在空气克分子、压力、温度和接触长度之间关系式能够测定载荷。依本申请人看，上面的美国专利No.5,793,285和在上面的PCT专利申请No.WO03/016115中所公开的一些方法，由于他们缺乏直接在轮胎上进行测量的依据，因此不可能给出可靠的轮胎载荷实时测定。因而，它们会遭受平均失真效应之害，特别是在快速变化情况下能够造成重要轮胎载荷数据丢失。另一方面，在上面的美国专利申请No.2003/0058118中所公开的近似方法完全是理论上的，而且不可能与像轮胎之类复杂的系统相吻合。例如，当承载轮胎和道路之间接触面积完全不同于矩形时，把矩形、车轮踏面宽度×接触长度、认作为所施加压力的面积是一种粗糙的近似。进一步，通常并不高精确度地测定侧壁力数值，因此在轮胎载荷测定中将会包含进一步的近似。美国-6,538,566描述了用于在使用中进行监控在地上行驶中的-->车轮轮胎状态的一种过程，轮胎含有车轮踏面，这种过程包括步骤为：在轮胎内接近车轮踏面处设置用于显示径向加速度的小型传感器；监控传感器的测量结果中的变化；检测径向加速度上的减小量，上述减小量与车轮踏面和地面接触的区域相对应；以及测量低径向加速度相位周期和这个周期中的径向加速度低的那一小部分时间间隔，每个周期内的上述一小部分时间间隔与车轮踏面与地面接触的上述区域的长度有关，而由此与轮胎状态有关。EP-0887211涉及用于车辆的可充空气轮胎，而具体涉及用于通过监控轮胎挠曲来监控轮胎的一种系统。这种系统包括：相对于轮胎操动地安装以在行驶痕迹扫描期间产生与轮胎变形相对应的电脉冲的传感器装置；用于计算上述电脉冲的持续时间与一个轮胎旋转的持续时间的比率的装置；用于向设置在车辆内的估算单元发送上述比率的装置，其中把上述传感器装置按上述电脉冲在上述行驶痕迹扫描的入口区段上产生第一最大值和在离开上述行驶痕迹扫描的区段上产生第二最大值的次序设置在上述轮胎的车轮踏面面积内。本申请人面临实时测定的问题，也就是在车辆行驶期间和在安全的道路上，安装在车辆上的轮胎所承受的载荷的实时测定问题。在第一种状况中，本专利技术涉及用于在上述车辆在滚动表面(rollingsurface)上行驶期间测定在车辆上安装的轮胎上施加的载荷的一种方法，其中，这种轮胎包括一个纵向中心平面，这种方法包括步骤为：提供上述轮胎载荷对在上述轮胎和上述滚动表面之间接触区域长度的关系曲线的上凹函数Fz＝Fz(PLc)；估算基本上在纵向中心平面上的上述长度；和从上述函数推导出与上述估算长度相对应的轮胎载荷(load)。优选的是，上述函数是至少二个上述长度次数的多项式函数。上述函数优选为Fz=-B+B2-4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于测定在车辆在滚动表面上行驶期间在安装在车辆上的轮胎上施加的载荷的一种方法，所述轮胎包括纵向中心平面，该方法包括步骤为：—提供上述轮胎载荷对在上述轮胎和上述滚动表面之间接触区域长度的上凹函数Fz＝Fz＝Fz(PLc)；—估算基本上在纵向中心平面上的上述长度(PLc)；和—求导出与从上述函数估算的上述长度相对应的轮胎载荷。2.根据权利要求1的方法，其特征在于上述函数是至少二个上述长度次数的多项式函数。3.根据权利要求1的方法，其特征在于上述函数是Fz=-B+B2-4A(-C-PLc)2A,]]>式中A、B和C是与上述轮胎结构有关的拟合系数。4.根据权利要求1的方法，其特征在于上述函数是Fz＝A1·tan(B1·PLc)，式中A1和B1是与上述轮胎结构有关的拟合系数。5.根据权利要求1-4中的任一权利要求的方法，其特征在于上述估算上述长度(PLc)步骤包括获得加速度信号的步骤。6.根据权利要求5的方法，其特征在于进一步包括低通过滤上述加速度信号步骤。7.根据权利要求5或6的方法，其特征在于上述获得加速度信号步骤包括获得切向加速度信号。8.根据权利要求7的方法，其特征在于估算上述长度步骤包括包括测量，在上述切向加速度信号的最大数值和最小数值之间的间距。9.根据权利要求5或6的方法，其特征在于上述获得加速度信号步骤包括获得径向加速度信号。10.根据权利要求7的方法，其特征在于估算上述长度步骤包括测量在上述加速度信号的两个最大值之间的间距。-->11.控制安装有至少一个轮胎的车辆的一种方法，包括：—用根据前面权利要求中任一权利要求的方法估算施加在上述轮胎上的载荷；—把上述所估算的载荷传递到车辆的车辆控制系统；—根据上述所估算的载荷调节在上述车辆控制系统中的至少一个参数。12.根据权利要求11的方法，其特征在于上述车辆控制系统包括制动控制系统，并且在于上述调节至少一个参数步骤包括调节在上述轮胎上的制动力。13.根据权利要求11或12的方法，其特征在于上述车辆控制系统包括转向驾驶控制系统，并且在于上述调节至少一个参数步骤包括从转向驾驶命令选择所允许的最大偏转。14.根据权利要求11到13中的任何一个权利要求的方法，其特征在于上述车辆控制系统包括悬挂控制系统，并且在于上述调节至少一个参数步骤包括调节与上述轮胎组合的悬挂弹簧的刚度。15.根据权利要求11到14中的任何一个权利要求的方法，其特征在于上述车辆包括在其右边安装的至少一个轮胎和在其左边安装的至少一个轮胎，并且在于上述调节至少一个参数步骤包括补偿在左边所安装的轮胎和右边安装的轮胎之间的不均衡分布。16.用于测定在车辆在滚动表面上行驶期间施加在车辆上安装的轮胎上的载荷的一种系统，该系统包括：—适用于估算上述轮胎和上述滚动表面之间基本上在纵向中心平面上的接触区域长度(PLc)的测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：费德里克·曼柯苏，马西莫·布鲁萨罗斯柯，丹尼尔·阿罗西欧，
申请(专利权)人：倍耐力轮胎公司，
类型：发明
国别省市：