用于确定作用在车辆的轮胎上的车轮负载的方法和系统

摘要

本发明涉及一种用于确定作用在车辆的轮胎（1）上的车轮负载（WL）的方法，包括：a）确定轮胎（1）的印痕（L）；b）接收识别轮胎（1）的类型和/或表征轮胎（1）本身的物理性质的轮胎信息（ti）；c）基于测量接收轮胎运行状况（toc）；d）基于接收到的轮胎信息（ti）选择多个预定的计算模型（mod(ti)）中的一个，其中，对于相应的轮胎类型和/或轮胎（1）本身的相应的物理性质，预定的计算模型中的每一个将车轮负载（WL）限定为印痕和轮胎运行状况（toc）的函数；e）基于确定的印痕（L）和接收到的轮胎运行状况（toc）而利用选择的计算模型（mod(ti)）来计算车轮负载（WL）。另外，用于确定车轮负载（WL）的对应系统（10）被提出。有利地，本发明能够被普遍地采用并且能够处理不同轮胎特性的问题。

权利要求

1.一种用于确定作用在车辆的轮胎（1）上的车轮负载（WL）的方法，包括：a）确定所述轮胎（1）的印痕；

b）接收识别所述轮胎（1）的类型和/或表征所述轮胎（1）本身的物理性质的轮胎信息（ti），所述轮胎信息（ti）包括与胎面深度有关的数据；

c）基于测量而接收轮胎运行状况（toc）；

d）基于与胎面深度有关的数据而选择多个预定的计算模型中的一个，其中，对于相应的轮胎类型和/或所述轮胎（1）本身的相应的物理性质，所述预定的计算模型中的每一个将所述车轮负载（WL）限定为所述印痕和所述轮胎运行状况（toc）的函数；

e）基于确定的印痕和接收到的轮胎运行状况（toc）而利用选择的计算模型来计算所述车轮负载（WL）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤a）中，所述印痕被确定为所述轮胎（1）的印痕面积的长度（L）。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，借助于车轮单元（12）来执行步骤a），所述车轮单元（12）设置在所述轮胎（1）处并且包括传感器（14）和确定单元（20），所述传感器（14）用于测量所述轮胎（1）的变形，所述确定单元（20）用于基于测得的所述轮胎（1）的变形而确定所述印痕。

4.根据权利要求1-3的任一项所述的方法，其中，在步骤b）中接收的所述轮胎信息（ti）包括与下述内容中的至少一个有关的数据：轮胎类型、轮胎尺寸、轮胎的规定季节、材料和/或材料性质、胎龄和/或制造日期。

5.根据权利要求1-3的任一项所述的方法，其中，在步骤b）中，所述轮胎信息（ti）至少部分地由设置在所述轮胎（1）处的数字存储装置（26）接收。

6.根据权利要求1-3的任一项所述的方法，其中，在步骤b）中，所述轮胎信息（ti）至少部分地由设置在所述车辆的控制单元（34）中的数字存储装置（38）接收。

7.根据权利要求1-3的任一项所述的方法，其中，在步骤c）中接收的所述轮胎运行状况（toc）包括下述内容中的至少一个：胎压、胎温、车辆速度和/或轮胎旋转速度、车辆加速度和/或轮胎旋转加速度。

8.根据权利要求1-3的任一项所述的方法，其中，在步骤c）中接收所述轮胎运行状况（toc）所基于的测量包括由设置在所述轮胎（1）处的测量单元（14、16、18、20）进行的测量。

9.根据权利要求1-3的任一项所述的方法，其中，在步骤d）中使用的所述预定的计算模型中的每一个由数字存储的模型参数的相应集合表示。

10.根据权利要求1-3的任一项所述的方法，其中，在步骤e）中，基于下述公式计算所述车轮负载：WL = f1 (TP, FPAn)

其中，WL是车轮负载，TP是胎压，FPAn是所述轮胎的归一化的印痕面积，并且f1是在所述计算模型中通常使用的第一函数，其中，基于下述公式计算所述归一化的印痕面积：

FPAn = f2 (FPA, ti, toc)

其中，FPA是考虑了在步骤b）中接收的所述轮胎信息而基于在步骤a）中确定的所述印痕计算的印痕面积，ti是在步骤b）中接收的所述轮胎信息，并且toc是在步骤c）中接收的所述轮胎运行状况。

11.根据权利要求1-3的任一项所述的方法，其中，所述车辆的控制单元（34）利用在所述控制单元（34）上运行的软件来执行步骤d）和/或步骤e）。

12.根据权利要求1-3的任一项所述的方法，其中，在所述车辆的每个行驶周期的开始时启动步骤b）和步骤d）的执行，所述行驶周期在所述车辆的至少预定的最小停顿持续时间的停顿周期之后。

13.根据权利要求1-3的任一项所述的方法，其中，基于之前记录的实验数据的拟合来确定所述预定的计算模型。

14.一种用于根据权利要求1至13的任一项所述的方法来确定作用在车辆的轮胎上的车轮负载的系统，包括：a）用于确定所述轮胎的印痕的装置（14、20）；

b）用于接收轮胎信息（ti）的装置（26、22、30、32、38），所述轮胎信息（ti）识别所述轮胎的类型和/或表征所述轮胎（1）本身的物理性质，所述轮胎信息（ti）包括与胎面深度有关的数据；

c）用于基于测量而接收轮胎运行状况（toc）的装置（14、16、18、20、34）；

d）用于基于与胎面深度有关的数据而选择多个预定的计算模型中的一个的装置（36），其中，对于相应的轮胎类型和/或所述轮胎（1）本身的相应的物理性质，所述预定的计算模型中的每一个将所述车轮负载（WL）限定为所述印痕和所述轮胎运行状况（toc）的函数；

e）用于基于确定的印痕和接收到的轮胎运行状况（toc）而利用选择的计算模型来计算所述车轮负载（WL）的装置（36）。

15.一种计算机可读介质，适于执行根据权利要求1至13的任一项所述的方法。

说明书

用于确定作用在车辆的轮胎上的车轮负载的方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于确定作用在车辆的轮胎上的车轮负载的方法和系统。

背景技术

[0002] 现代车辆通常包含用于测量安装在车辆的相应车轮上的轮胎的实际胎压的胎压监测系统（TPMS）。例如，这使得能够提供关于不适当的胎压的警报。

[0003] 然而，作用在车辆的轮胎上的车轮负载对所需的胎压具有显著影响。例如，当车辆满载时（例如，车辆中还有额外的乘客和/或行李），空车的适当胎压将变得不适当。至今，对于确定车轮负载（例如，在适当性方面评估实际的胎压）还存在需求。

[0004] US 8 255 114 B1公开了一种用于基于测量车轮的轮胎的印痕的长度（即，在轮胎与地面之间的接触面积）而确定车轮负载的方法和系统。即，已知的是，车轮负载影响轮胎的印痕的大小以及因此特别地影响轮胎的印痕的长度。在该现有技术的确定方法中，利用一组等式和等式参数来计算车轮负载，这些等式和等式参数需要提前确定和存储。这通过对各个轮胎或轮胎类型进行分析以便确定一组合适的等式或合适的等式参数集合而实现。尽管该已知的方法和系统考虑到了这样的合适的等式和参数在更换轮胎时可能会发生变化，但该问题的处理需要等式和等式参数的繁重的获取。

发明内容

[0005] 本发明的目标是提供一种用于确定作用在车辆的轮胎上的车轮负载的替代方法和系统，该方法和系统能够被普遍地采用并且还能够解决在更换轮胎的情况下的不同轮胎特性的问题。

[0006] 根据本发明的一个方面，用于确定作用在车辆的轮胎上的车轮负载的方法包括：

[0007] a）确定轮胎的印痕；

[0008] b）接收识别轮胎的类型和/或表征轮胎本身的物理性质的轮胎信息；

[0009] c）基于测量接收轮胎运行状况；

[0010] d）基于接收到的轮胎信息而选择多个预定的计算模型中的一个，其中，对于相应的轮胎类型和/或轮胎本身的相应的物理性质，预定的计算模型中的每一个将车轮负载限定为印痕和轮胎运行状况的函数；

[0011] e）基于确定的印痕和接收到的轮胎运行状况而利用选择的计算模型来计算车轮负载。

[0012] 如上面提及的，根据本发明的方法基于确定的印痕而通过使用合适的计算模型来计算车轮负载。然而，对于本发明而言必要的是，使用的计算模型选自多个预定的并且例如被存储的计算模型，其中，基于接收到的识别轮胎的类型和/或表征轮胎本身的物理性质的轮胎信息来进行选择。

[0013] 由于预定的计算模型中的每一个将车轮负载独立地限定为印痕和轮胎运行状况的函数，所以能够确保的是考虑了影响车轮负载和印痕之间的关系的所有实际参数的车轮负载的合适且普遍采用的确定。

[0014] 因此，本发明实现了对车辆的负载检测的优化。

[0015] 本发明依赖于下述事实：在该计算将上面提及的“轮胎信息”和“轮胎运行状况”作为车轮负载与印痕之间的关系的相关影响因素进行考虑的情况下，能够通过印痕高准确性地计算车轮负载。在以下内容中更详细地讨论这样的影响因素中的一些。

[0016] 首先，关于“车辆速度”，轮胎将感觉到在向外的方向上作用的径向加速度。该径向加速度将随着速度增加并且由等式ar= v2/r确定，其中，ar是径向加速度，v是车辆速度，并且r是轮胎半径。该加速度ar将随着速度v的二次方增加，这意味着该加速度将迅速增加。由于加速度非常高，所以轮胎将经受很高的力并且将膨胀。该现象对印痕产生影响。印痕在低速与高速时将不同（例如，在保持相同的胎压和相同的车轮负载时）。

[0017] “胎温”的影响与胎压有关，并且还与轮胎材料（例如，橡胶化合物）的性质有关。随着胎温增加，胎压将增加，胎压的增加能够通过理想气体定律而近似。同时，轮胎的橡胶部分将变得更软。胎压的增加以及轮胎材料的变软的这些效果会对印痕产生影响。

[0018] 环境中的季节变化将直接影响轮胎材料的性质。因此，生产时通常会为轮胎贴上夏季、冬季和全季节的轮胎标签。这些标签通常表示适合处于不同温度范围内的不同橡胶化合物。这意味着轮胎类型在“轮胎的规定季节”方面也对印痕产生影响。

[0019] 另一种影响因素是轮胎磨损。“胎面深度”也对印痕产生影响。在低胎面轮胎的情况下，产生印痕的轮胎曲率发生变化。低胎面轮胎的印痕将与完整胎面轮胎的情况不同。

[0020] 胎龄也是影响因素中的一个。在使用多年的轮胎的情况下，产生印痕的轮胎曲率发生变化。使用多年的轮胎的印痕将与新轮胎的情况不同。

[0021] 而且，“轮胎尺寸”（诸如，特别是“纵横比”）会影响印痕。当纵横比较高的轮胎和纵横比较低的轮胎承载相同的负载时，这些轮胎之间的印痕将不同。

[0022] 在本发明的实施例中，在步骤a）中将印痕确定为轮胎的印痕面积的长度。例如，能够通过使用基于轮胎的传感器（即，设置在相应的轮胎处的传感器）来进行这样的确定，例如，如变形传感器（例如，“弯曲元件”）或者加速度和/或震动传感器等 。

[0023] 在实施例中，借助于车轮单元来执行步骤a），该车轮单元设置在轮胎处并且包括传感器和的确定单元，该传感器用于测量轮胎的变形，该确定单元用于基于测得的轮胎的变形来确定印痕。这样的车轮单元本身是现有技术已知的，并且也能够用在本发明中。

[0024] 在实施例中，在步骤b）中接收的轮胎信息包括与下述内容你那个中的至少一个相关的数据：轮胎类型、轮胎尺寸、轮胎的规定季节、材料和/或材料性质、胎面深度、胎龄和/或制造日期。

[0025] 在优选实施例中，在步骤b）中接收的轮胎信息至少包括与下述内容相关的数据：轮胎类型和/或轮胎尺寸。在该实施例的改进方案中，上面提及的所有其余轮胎信息数据都包括在步骤b）中接收的轮胎信息中。

[0026] 与轮胎类型有关的数据可以包括：例如，轮胎代码信息。与轮胎尺寸有关的数据可以包括轮辋直径、轮胎宽度和轮胎纵横比中的至少一个。与轮胎的规定季节有关的数据可以限定轮胎是夏季轮胎、冬季轮胎或是全季节轮胎。与材料有关的数据可以包括关于轮胎的主体材料所属的化学类别的指示。与材料性质有关的数据可以特别地包括轮胎材料的硬度的指示。

[0027] 轮胎信息可以包含基于分类（例如，夏季轮胎、软橡胶、漏气保用轮胎等）的至少一个指示和/或由对应值（轮胎直径、胎面深度、轮胎制造日期等）表示的至少一个指示。

[0028] 在实施例中，在步骤b）中轮胎信息至少部分地由设置在轮胎处的数字存储装置接收。

[0029] 优选地，这样的存储装置设置在置于轮胎处的车轮单元中，并且，例如设置在轮胎的运行表面的区域中的轮胎中或轮胎上。可以经由无线通信，优选地经由LF和RF通信（例如，从RFID系统已知的），来访问该存储装置。

[0030] 优选地，这样的车轮单元进一步包括传感器模块，该传感器模块具有取决于轮胎的预定测量位置处的机械轮胎负载（例如，加速度和/或变形）而提供传感器信号的传感器。这样的传感器能够有利地用于确定轮胎的印痕，并且视情况而定用于进一步确定本发明的方法的步骤c）中需要的轮胎运行状况中的至少一部分。

[0031] 在实施例中，在步骤b）中轮胎信息至少部分地由设置在车辆的控制单元中的数字存储装置接收。

[0032] 这样的数字存储装置可以设置在车辆的中央控制单元（例如，车载计算机）中，该中央控制单元也执行车辆的其它控制功能，例如，电子稳定程序（ESP）。中央控制单元可以配备有用于处理这些控制功能并且用于访问包含（至少一部分）轮胎信息的数字存储装置的微控制器。该数字存储装置可以是也包含用于执行中央控制单元的所述控制功能的软件代码的更大存储装置的一个组成部分。

[0033] 优选地，驾驶者和/或维护人员能够经由人机界面（HMI）来访问中央控制单元以及因此访问存储相应轮胎信息的数字存储装置，以用于相应地设置或更改存储在其中的轮胎信息。

[0034] 在实施例中，在步骤c）中接收的轮胎运行状况包括下述内容中的至少一个（优选地包括全部下述内容）：胎压、胎温、车辆速度和/或轮胎旋转速度、车辆加速度（特别是车辆侧向加速度和车辆纵向加速度）和/或轮胎旋转加速度。

[0035] 至少胎压和胎温可以由设置在轮胎处的对应传感器（压力传感器和温度传感器）提供，其中，这些传感器可以设置在置于轮胎处的传感器模块（例如，上面提及的传感器模块）处，该传感器模块还具有用于确定轮胎的印痕的传感器，并且视情况而定还具有用于存储轮胎信息的至少一部分的数字存储装置。

[0036] 如果这样的传感器模块包括用于取决于轮胎的预定测量位置处的机械轮胎负载而提供传感器信号的上述传感器，则该传感器信号还能够有利地用于确定轮胎旋转速度和/或轮胎旋转加速度。这是因为所述传感器信号包括与旋转的轮胎的测量位置经过印痕的情况相关联的大致周期性出现的信号特性。因此，对传感器信号进行分析允许计算轮胎的旋转速度和/或加速度。

[0037] 在实施例中，在步骤c）中接收轮胎运行状况所基于的测量包括由设置在轮胎处的测量单元（例如，上面提及的传感器模块）进行的测量。

[0038] 替代地或此外，还可以通过使用车辆的中央控制单元（例如，车载计算机）来提供轮胎运行状况，该中央控制单元对由中央控制单元提供的测量的结果进行处理，该测量也是为了实现车辆的控制功能而进行的。

[0039] 在实施例中，在步骤d）中使用的预定的计算模型中的每一个由数字存储的模型参数的相应集合表示。

[0040] 预定的计算模型中的每一个（例如，数字存储的模型参数）可以限定一个或者多个数学公式，该一个或者多个数学公式使得能够通过确定的印痕、接收到的轮胎信息以及接收到的轮胎运行状况计算车轮负载，其中，数字存储的模型参数可以表征数学公式本身的形式和/或这些公式的参数（功能参数）。

[0041] 在实施例中，在步骤e）中，基于下述公式来计算车轮负载：

[0042] WL = f1 (TP, FPAn)

[0043] 其中，WL是车轮负载，TP是胎压，FPAn是归一化的轮胎的印痕面积，并且f1是在计算模型中通常使用的第一函数，

[0044] 其中，基于下述公式计算归一化的印痕面积：

[0045] FPAn = f2 (FPA, ti, toc)

[0046] 其中，FPA是考虑到在步骤b）中接收的轮胎信息而基于在步骤a）中确定的印痕计算的印痕面积，ti是在步骤b）中接收的轮胎信息，并且toc是在步骤c）中接收的轮胎运行状况。

[0047] 在该实施例中，（数学）函数f1和f2构成在步骤d）中选择的并且在步骤e）中使用的计算模型。因此，在步骤d）中实施的选择可以包括基于接收到的轮胎信息ti来具体限定函数f1和/或f2。

[0048] 另外，在该实施例中，归一化的印痕面积FPAn能够被视为在本发明的方法中计算得到的辅助量，其表示当假定属于轮胎信息和/或轮胎运行状况的参数的预定值（作为标准）时的轮胎的假想印痕面积。

[0049] 在本实施例的另一改进方案中，在步骤e）中使用的归一化的印痕面积FPAn被计算作为实际确定的印痕面积FPA与相应值的第三函数g（归一化函数）之间的差值。例如，能够基于下述公式来计算归一化的印痕面积：

[0050] FPAn = FPA - g(ti1, ti2, ...; toc1, toc2, ...)

[0051] 其中，ti1, ti2,  ...是轮胎信息ti的一个或者多个分量，并且toc1, toc2,  ...是轮胎运行状况toc的一个或者多个分量。

[0052] 归一化函数g限定在归一化的印痕面积FPAn与实际印痕面积FPA之间的差值。

[0053] 例如，能够取决于轮胎的季节类型和/或轮胎尺寸来选择归一化函数g。

[0054] 在实施例中，在上述函数g中使用的轮胎信息ti的（多个）分量ti1, ti2,  ...是胎面深度和胎龄中的至少一个。

[0055] 在实施例中，在上述函数g中使用的轮胎运行状况toc的（多个）分量toc1, toc2, ...至少是车辆速度（或者轮胎旋转速度）和胎温。

[0056] 在本发明的方法中，预定的计算模型能够包含多个预定的归一化函数g，在这种情况下，优选地例如基于不同的轮胎类型类别和/或不同的轮胎尺寸类别而将这些归一化函数g“预分类”。

[0057] 利用这样的预分类方法，例如，如以下示例所图示的，能够限定不同的归一化函数g：

[0058]轮胎季节类型类别 轮胎尺寸类别 归一化函数
“A” “A” gAA（车辆速度、胎温、胎面深度）
“B” “A” gBA（车辆速度、胎温、胎面深度）
“A” “B” gAB（车辆速度、胎温、胎面深度）
“B” “B” gBB（车辆速度、胎温、胎面深度）
… … …

[0059] 在上述示例（表格）中，通过轮胎的规定季节来限定每个轮胎类型类别。因此，轮胎季节类别“A”例如可以用于夏季轮胎，并且轮胎季节类别“B” 例如可以用于冬季轮胎。可以通过下述内容中的至少一个的对应范围来限定每个轮胎尺寸类别：轮胎的直径、宽度、纵横比。因此，轮胎尺寸类别“A”可以用于直径、宽度和纵横比都处于相应参数的对应范围内的轮胎，其中，这些范围由该轮胎尺寸类别“A”限定。

[0060] 在实施例中，初始地基于之前记录的实验数据的拟合而提前确定预定的计算模型，例如，特别是在这样的计算模型中使用的上面提及的归一化函数（例如，在上述示例中的gAA、gBA、gAB、gBB）。

[0061] 为此，可以特别地基于描述轮胎信息ti的相关变量和轮胎运行状况toc的相关变量对车轮负载WL与印痕（例如，印痕面积FPA或者印痕长度L）之间的关系的影响的物理模型假设来设计在计算模型中使用的等式的数学形式。

[0062] 以此方式，能够在数学“形式”方面设计数学函数，例如，上面提及的函数f1、f2和g，其中，能够通过记录的实验数据的所述拟合来确定相应的函数参数（固定的或者取决于轮胎信息和/或轮胎运行状况）。

[0063] 在下文中，再次参照包括归一化函数gAA、gBA、gAB、gBB等的计算模型的上述示例来讨论实验数据的所述记录的一些方面以及其在预定的计算模型中的使用。

[0064] 在实验设置中，保持胎压、轮胎季节类型（例如，冬季轮胎、夏季轮胎、全季节轮胎）和轮胎尺寸恒定，能够研究和限定各个变量（诸如，车辆速度、胎温、胎面深度和胎龄）的影响。为此，应该考虑这些变量在实际情况中变化的时间段。

[0065] “胎面深度”和“胎龄”将在更长的时间尺度（time scale）内变化。在更长的时间尺度内对修改的印痕按照常规时间间隔进行监测将显示胎面深度和胎龄对印痕的影响。能够通过信号滤波（诸如，高通滤波）而以较低的截止频率消除这种影响。

[0066] 对于其余变量，诸如“车辆速度”和“胎温”，它们将比胎面深度更快地变化。为此，在归一化的印痕面积FPAn的计算中，能够采用下述边界条件：如果车辆速度> 预定的阈值速度（例如，10 km/h），则FPAn = 恒定值。

[0067] 能够在有利的条件（诸如，主要使一个变量（例如，速度或者胎温）变化而其余变量只有最小的变化）下，提前学习与不同变量（诸如，车辆速度和胎温）的关系。因此，能够从通过实验方式记录的数据中学习速度或胎温的相关性。

[0068] 作为示例，能够通过拟合机制来进行学习。为此，必须在有利的条件下收集某些数据。通过向这些数据应用拟合机制，能够限定某些变量（诸如，车辆速度和/或胎温）的行为。例如，该行为能够是线性的、二次函数的，等等。当使用如由上面提及的等式FPAn = FPA - g(ti1, ti2,  ...; toc1, toc2,  ...)限定的归一化的印痕面积FPAn时，能够在没有之前已经影响印痕获取的结果的所有相关变量的情况下进行步骤e）中的车轮负载WL的计算。

[0069] 上述学习过程能够提前进行。在这种情况下，能够在车辆的控制单元（例如，“ECU”）中对适当设计的计算模型进行预编程。但是这样的学习过程还可以包括“在线学习”，该“在线学习”是在车辆上进行的并且是自动进行的。

[0070] 在实施例中，通过车辆的控制单元（例如，中英控制单元）利用在该控制单元上运行的软件执行步骤d）和/或步骤e）。

[0071] 在该实施例的另外的相应改进方案中，使用设置在轮胎处的车轮单元来确定印痕，并且视情况而定可以确定轮胎信息和/或轮胎运行状况中的至少一部分，并且将对应的数据（例如，经由无线通信，优选地经由RF通信路径）传输至车辆的相应控制单元。基于这样的数据，控制单元能够实施步骤d）的模型选择以及步骤e）的车轮负载计算。

[0072] 在实施例中，在车辆的每个行驶周期开始时启动步骤b）和步骤d）的执行，该行驶周期在车辆的至少一个预定的最小停顿持续时间的停顿周期之后。

[0073] 本实施例考虑下述合理假设：轮胎信息以及因此（基于轮胎信息）适当选择的计算模型仅仅能够在车辆的持续更长的停顿周期时发生变化，即，能够实现一个或多个车轮或者轮胎的相应的更换。

[0074] 例如，可以将最小停顿持续时间选择为至少1分钟、或者至少2分钟。另一方面，能够选择例如长达10分钟或者长达5分钟的最小停顿持续时间。通常，还可以取决于车辆的类型来预定最小的停顿持续时间。

[0075] 在本发明的另一方面中，提供了一种用于确定作用在车辆的轮胎上的车轮负载的系统，该系统包括用于执行如上所述的根据本发明的方面的方法的装置。

[0076] 因此，在实施例中，用于确定作用在车辆的轮胎上的车轮负载的系统包括：

[0077] a）用于确定轮胎的印痕的装置；

[0078] b）用于接收识别轮胎的类型和/或表征轮胎本身的物理性质的轮胎信息的装置；

[0079] c）用于基于测量而接收轮胎运行状况的装置；

[0080] d）用于基于接收的轮胎信息而选择多个预定的计算模型中的一个的装置，其中，对于相应的轮胎类型和/或轮胎本身的相应的物理性质，预定的计算模型中的每一个将车轮负载限定为印痕和轮胎运行状况的函数；

[0081] e）用于基于确定的印痕和接收的轮胎运行状况而利用选择的计算模型来计算车轮负载的装置。

[0082] 因此，能够将上面描述的方法的实施例用作根据本发明的系统的实施例和改进方案。

[0083] 可以利用相应地适于实施本方法的计算机程序产品或软件代码来实施本方法和系统。

[0084] 在本发明的另一方面中，提供了一种配备有用于确定车轮负载的这样的系统的车辆。

附图说明

[0085] 下面将通过示例实施例的方式参照附图对本发明进行更详细地描述，在附图中：

[0086] 图1图示了根据实施例的用于确定车轮负载的系统的示意性框图；

[0087] 图2图示了在图1的系统中使用的车轮单元的示意性框图；

[0088] 图3图示了在根据本发明的用于确定车轮负载的方法中执行的必要步骤的示意性流程图；以及

[0089] 图4图示了根据实施例的用于确定车轮负载的方法的流程图。

具体实施方式

[0090] 图1图示了用于确定作用在车辆的车轮3的轮胎1上的车轮负载的系统10的实施例。

[0091] 系统10包括：

[0092] a）用于确定轮胎1的印痕的装置；

[0093] b）用于接收识别轮胎的类型和/或表征轮胎本身的物理性质的轮胎信息的装置；

[0094] c）用于基于测量而接收轮胎运行状况的装置；

[0095] d）用于基于接收的轮胎信息而选择多个预定的计算模型中的一个的装置，其中，对于相应的轮胎类型和/或轮胎本身的相应的物理性质，预定的计算模型中的每一个将车轮负载限定为印痕和轮胎运行状况的函数；

[0096] e）用于基于确定的印痕和接收的轮胎运行状况而利用选择的计算模型来计算车轮负载的装置。

[0097] 可以如下更详细地描述系统10的上述装置：

[0098] a）用于确定印痕的装置

[0099] 借助于设置在轮胎1处的车轮单元12将印痕确定为轮胎1的印痕面积的长度L（图1）。在图2中更详细地图示了车轮单元12，并且车轮单元12包括传感器14和确定单元20，传感器14用于测量在轮胎的预定位置5处（对应于车轮单元12的位置）的轮胎1的局部变形，确定单元20被实施为微控制器以用于基于测得的轮胎1的变形来确定印痕长度L（替代地，例如，印痕面积）。在图2中，由传感器14提供的传感器信号被表示为“def”。

[0100] 确定单元20生成数据D，数据D被传送至车轮单元12的发送器22，发送器22借助于无线信号（优选地为RF信号24）将数据D发送至车辆单元30，车辆单元30被构造成接收RF信号24并且经由数字总线系统32将数据D传送至车辆的中央控制单元34（车载计算机）。

[0101] 中央控制单元34包括电子控制单元（ECU）36和数字存储装置38，电子控制单元（ECU）36被实施为用于执行计算的微控制器。

[0102] 因此，在图示的实施例中，用于确定印痕（印痕长度L）的装置由车轮单元12中的变形传感器14和确定单元20构成。

[0103] b）用于接收轮胎信息的装置

[0104] 例如，轮胎信息至少部分地由设置在车轮单元12中的数字存储装置26接收。数字存储装置26连接至确定单元20，使得发送器22能够经由无线通信（优选地经由RF通信）发送轮胎信息。接收器28具有经由无线通信（优选地经由LF通信）接收由经由触发工具（未示出）的用户输入（例如，维护人员的输入）产生的新的和/或修改的轮胎信息的功能。这些接收到的轮胎信息经由确定单元20被传送到数字存储装置26中。车轮单元12被构造成将来自数字存储装置26的轮胎信息并入数据D中，数据D被发送至中央控制单元34。

[0105] 存储轮胎信息的另一种可能性由中央控制单元34的数字存储装置38提供，数字存储装置38也能够由ECU 36访问。在这种情况下，存储在数字存储装置38中的轮胎信息分量能够由经由（未示出的）中央控制单元34的人机界面（HMI）的用户输入（例如，维护人员的输入）限定。

[0106] 因此，在图示的实施例中，用于接收轮胎信息的装置由车轮单元12的数字存储装置26和/或车辆的中央控制单元34的数字存储装置38构成。

[0107] 接收到的轮胎信息包括与下述内容有关的数据：轮胎类型、轮胎尺寸、轮胎的规定季节、材料和/或材料性质、胎面深度、胎龄和/或制造日期。

[0108] c）用于接收轮胎运行状况的装置

[0109] 接收轮胎运行状况所基于的测量包括借助于集成在车轮单元12内的两个附加传感器进行的测量，即，用于测量轮胎1中的胎压TP的压力传感器16以及用于测量轮胎1的温度T的温度传感器18。

[0110] 相应的测量结果TP和T也被并入待发送至中央控制单元34的数据D中。

[0111] 另外，车轮单元12能够被构造成进一步将轮胎旋转速度（和/或基于轮胎旋转速度的轮胎旋转加速度）并入这些数据D中。该附加信息能够通过对变形传感器14提供的传感器信号“def”进行分析的方式由确定单元20确定。另外，如果确定单元20已知轮胎1的直径，则例如确定单元20还能够计算车辆速度。

[0112] 由车轮单元12提供的轮胎运行状况的这样的分量（此处至少为胎压TP和胎温T）被并入待发送至中央控制单元34的数据D中。

[0113] 替代地或此外，轮胎运行状况的分量能够由车辆控制系统的其它系统（例如，ESP）接收。例如，这样的（多个）信息分量可以从中央控制单元34获得。

[0114] 因此，在图示的实施例中，用于接收轮胎运行状况的装置由车轮单元12和中央控制单元34的对应功能部分构成。

[0115] 接收到的轮胎运行状况包括：胎压、胎温、车辆速度和/或轮胎旋转速度、车辆侧向和纵向加速度和/或轮胎旋转加速度。

[0116] d）用于选择计算模型的装置

[0117] 中央控制单元34的存储装置38不仅存储用于操作ECU 36的软件代码，而且还存储多个预定的计算模型的数字表示（例如，由数字存储的等式参数表示的数学建模函数）。基于接收到的轮胎信息，ECU 36通过从存储装置38取回对应的等式参数等来选择所存储的计算模型中的一个。

[0118] 因此，在图示的实施例中，用于选择合适的计算模型的装置由ECU 36的相应功能部分提供。

[0119] e）用于计算车轮负载的装置

[0120] 使用在其上运行的软件的ECU 36不仅执行上面提及的计算模型的选择，而且还利用选择的计算模型而基于确定的印痕长度L（或者，例如，随后基于长度L确定的印痕面积FPA）和接收到的轮胎运行状况来执行车轮负载的计算。

[0121] 图3概述了对于根据本发明的车轮负载“WL”的确定而言必需的必要步骤a）至e）。

[0122] 步骤a）、b）和c）（即，确定印痕（步骤a），接收轮胎信息“ti”（步骤b）和接收轮胎运行状况“toc”（步骤c））基本上彼此独立，即，能够顺序地执行或并行地执行。然而，在轮胎运行状况的确定（步骤c）使用步骤a）或者b）的任意结果的情况下，步骤c）应该在之前的步骤a）或者b）的执行之后相应地执行。

[0123] 步骤d）（即，选择合适的计算模型“mod(ti)”）必须在之前的步骤b）的执行之后执行。

[0124] 步骤e）（即，计算车轮负载WL）需要之前的步骤a）至d）的执行。

[0125] 在车辆的行驶期间，能够连续地重复执行步骤a）至e）。然而，为了节省计算资源，根据图3，在这样的重复处理中通常可以省略步骤b）和d）。换言之，考虑到轮胎信息“ti”的变化需要一个或多个轮胎或车轮相应的在先变化，所以仅通过使用在步骤e）中的对应的最新选择的计算模型，能够省略步骤b）和d）。

[0126] 图4是根据图3的更通用的流程图的用于确定车轮负载WL的方法的更具体的流程图，例如，如能够由图1的系统10执行。

[0127] 在对应于方法步骤a）的步骤S1中，印痕长度L被确定。

[0128] 在步骤S2中，确定的是在车辆的至少预定的最小停顿持续时间的停顿周期之后的车辆的行进周期是否刚刚开始。如果是，则执行对应于方法步骤b）的步骤S3（即，接收轮胎信息“ti”），然后执行对应于方法步骤c）的步骤S4。否则，省略步骤S3并且该过程跳到步骤S4。

[0129] 在步骤S4中，接收轮胎运行状况“toc”。

[0130] 在步骤S5中，确定的是在车辆的至少预定的最小停顿持续时间的停顿周期之后的车辆的行进周期是否刚刚开始（为此，该算法可简单地采用步骤S2的结果）。如果是，则该过程与对应于方法步骤d）的步骤S6继续，在步骤S6中，根据接收到的轮胎信息“ti”而执行计算模型“mod(ti)”的选择，然后执行步骤S7。否则，省略步骤S6并且该过程跳到步骤S7。

[0131] 在对应于方法步骤e）的步骤S7中，利用最新选择的计算模型“mod(ti)”而基于确定的印痕长度L和接收到的轮胎运行状况来计算车轮负载WL。

[0132] 总而言之，本发明和描述的实施例提供了一种用于确定车轮负载的可靠的方法和系统。在给定轮胎负载下的适当的胎压的益处产生均匀的轮胎磨损（这意味着轮胎在其使用寿命内的更好的可用性），燃料消耗的降低，最佳安全性以及过载警报。除此之外，轮胎负载信息能够被提供至不同的系统，诸如，传输控制系统、发动机控制系统、动力转向系统、车辆动态控制系统，以获得更好的驾驶体验和安全性。

[0133] 附图标记列表：

[0134] 1 轮胎

[0135] 3 车轮

[0136] 5 测量位置

[0137] L 印痕的长度

[0138] 10 确定系统

[0139] 12 车轮单元

[0140] 14 变形传感器

[0141] def 变形传感器信号

[0142] 16 压力传感器

[0143] TP 测得的胎压

[0144] 18 温度传感器

[0145] T 测得的胎温

[0146] 20 确定单元

[0147] D 数据

[0148] 22 发送器

[0149] 24 RF信号

[0150] 26 数字存储装置

[0151] 28 接收器

[0152] 30 车辆单元

[0153] 32 总线系统

[0154] 34 中央控制单元

[0155] 36 ECU

[0156] 38 数字存储装置

[0157] ti 轮胎信息

[0158] toc 轮胎运行状况

[0159] mod(ti) 选择的计算模型

[0160] WL 确定的车轮负载