CN102196928B - 用于车辆轮胎的磨损控制的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆轮胎的磨损控制的方法，包括：借助于第一传感器(110a)检测第一轮胎(1a)的内表面的变形；确定第一轮胎(1a)的第一磨损等级(L1)；借助于第二传感器(110b)检测第二轮胎(1b)的内表面的变形；确定第二轮胎(1b)的第二磨损等级(L2)；将所述第一和第二磨损等级(L1、L2)相互比较；产生代表所述比较的通知信号(NS)。也公开了一种用于车辆轮胎的磨损控制的系统、一种确定轮胎的磨损的方法及一种用于确定轮胎的磨损的系统。

Description

用于车辆轮胎的磨损控制的方法和系统

技术领域

本发明涉及用于车辆轮胎的磨损控制的方法和系统。

本发明也涉及用于确定轮胎的磨损的方法和系统。

背景技术

轮胎在使用中经受磨损；因此重要的是，使每个轮胎的状态被监视，因为轮胎性能依据磨损而变化。事实上，磨损过多的轮胎非常危险，因为它可导致车辆的方向稳定性的降低、制动距离的增大等。

欧洲专利申请EP 1759891公开了一种轮胎的磨损检测系统，该磨损检测系统涉及检测单元的使用，该检测单元适于检测在轮胎胎面的花纹槽中定位的磨损棒条经受的加速度。当轮胎磨损不太多时，棒条不与地面相接触，并且由检测单元检测到的加速度被包含在极限内。作为轮胎磨损的结果，棒条在每一车轮转下与地面相接触，引起由检测单元检测的加速度的重要增大。

本申请人已经注意到，在以上描述的解决方案中，系统不能够监视轮胎磨损状态的逐渐增大，而只提供关于轮胎本身的完全磨损状态发信号。

换句话说，以上描述的系统不能够确定轮胎的“中间”磨损等级，并因此不能监视现象的逐渐增大。

因此，由这样一种系统供给的有用信息仅涉及更换轮胎的要求，因为轮胎已经结束其使用寿命。

相反，本申请人已经发现，借助于在轮胎本身内部布置的传感器，有可能实现车辆轮胎的逐渐磨损程度的监视，并因此有可能得到附加信息，该附加信息可能对于预先识别所述轮胎的可能不均匀磨损现象特别有用。

更详细地说，本申请人已经发现，通过相互比较在车辆上装配的至少两个轮胎的磨损等级-这些等级由传感器确定，有可能确定这些轮胎的磨损是否按正确和平衡方式发生，使得如果在车辆上装配的轮胎中识别到不均匀磨损的问题，则使得能够采取维护干预，例如通过调整车轮对准。

参考以上提到的欧洲专利申请EP 1759891，本申请人还注意到，为了使其中描述的系统能够按正确方式操作，至少必要的是，将加速度检测单元定位在磨损棒条处。对于这种定位要求的精度是显著的缺点。

相反，本申请人已经发现，轮胎磨损状态的精确和可靠监视可由装配在轮胎本身内的传感器完成，而不要求这样的传感器定位在沿轮胎圆周的预定位置处。

具体地说，本申请人已经发现，代表轮胎的内表面的变形的信号，并且更明确地代表由于所述内表面的变形造成的加速度的信号，可被适当地处理，并且与轮胎磨损相关。

更详细地说，本申请人已经确定，根据由于轮胎内表面的变形造成的加速度信号，可确定轮胎磨损，该信号至少在“触地前”区域中被检测到。

注意，在本上下文和随后的权利要求书中，“触地区域”意图指在轮胎与滚动面之间的接触区域。

相反，“触地前区域”意图指与触地区域邻近并且在轮胎转动方向上在触地区域之前的区域。

“触地后区域”意图指与触地区域邻近并且在轮胎转动方向上在触地区域之后的区域。

另外，在本说明书和随后的权利要求书中，“圆心角”意图指这样一个角，该角的顶点在所述轮胎所属的车轮的轮毂的中心处，该角在与轮毂相垂直的截面上被测量。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种用于控制车辆轮胎的磨损的方法，该方法包括如下步骤：

-借助于在第一轮胎内装配的第一传感器检测所述第一轮胎的内表面的变形，该第一轮胎装配在车辆上；

-依据由所述第一传感器进行的检测，确定第一轮胎的第一磨损等级；

-借助于在第二轮胎内装配的第二传感器检测所述第二轮胎的内表面的变形，该第二轮胎装配在所述车辆上；

-依据由所述第二传感器进行的检测，确定第二轮胎的第二磨损等级；

-将所述第一和第二磨损等级相互比较；

-产生代表所述比较的通知信号。

在另一个方面，本发明涉及一种用于控制车辆轮胎的磨损的系统，该系统包括：

-至少一个第一传感器，适于装配在所述车辆的第一轮胎内，并且适于检测所述第一轮胎的内表面的变形；

-至少一个第二传感器，适于装配在所述车辆的第二轮胎内，并且适于检测所述第二轮胎的内表面的变形；

-至少一个控制单元，设有：

·至少一个处理模块，操作上与所述第一和第二传感器相关联，所述至少一个处理模块适于，作为所述第一传感器的检测的函数确定所述第一轮胎的第一磨损等级，并且适于作为所述第二传感器的检测的函数确定所述第二轮胎的第二磨损等级；

·比较模块，适于将所述第一和第二磨损等级相互比较；

·发信号模块，适于产生代表所述比较的通知信号。

优选地，通知信号代表如下事实：两个磨损等级相差比预定阈值大的值，以便向车辆的控制系统通知可能要发生引起两个轮胎的不均匀磨损的异常或故障。

优选地，作为相应轮胎的内表面在外部检测区域处的变形的函数，进行所述磨损等级的确定，该外部检测区域基本与触地区域邻近，该触地区域限定在每个轮胎与轮胎正在该滚动面上行驶的滚动面之间。

在另外方面，本发明涉及一种确定轮胎的磨损的方法，其中，所述轮胎在滚动面上滚动，触地区域限定在轮胎与所述滚动面之间，所述方法包括如下步骤：

-标识检测区域，该检测区域在触地区域外部，并且基本与触地区域邻近；

-检测代表轮胎的内表面的变形的第一信号，所述第一信号包括至少一个第一部分，该至少一个第一部分代表在检测区域中的所述变形；

-处理所述第一信号的至少所述第一部分，以便确定代表所述轮胎的磨损的至少一个参数。

在又一方面，本发明涉及一种用于确定轮胎的磨损的系统，包括：

-轮胎，适于在滚动面上滚动，以便限定检测区域和在轮胎与所述滚动面之间的触地区域，该检测区域在触地区域外部并且基本与触地区域邻近；

-至少一个传感器，装配在所述轮胎的内表面上，用于检测代表轮胎的所述内表面的变形的至少一个第一信号，所述第一信号包括至少一个第一部分，该至少一个第一部分代表在检测区域中的所述变形；

-至少一个处理单元，操作上与所述传感器相关联，用于接收所述第一信号，并且适于处理所述第一信号的至少所述第一部分，以便确定代表所述轮胎的磨损的至少一个参数。

优选地，检测区域包括触地前区域，该触地前区域基本与触地区域邻近，并且在轮胎转动方向上在触地区域之前。

优选地，触地前区域的纵向端限定包括在25°与65°之间，并且特别是在40°与50°之间，的宽度的圆心角。

本申请人已经确定，在如此限定的触地前区域中，有可能得到关于轮胎的磨损的特别准确信息。

优选地，在包括在700Hz与2000Hz之间，并且特别是包括在1000Hz与1700Hz之间，的频带中，对第一信号滤波。

本申请人已经确定，在这些频率范围内，第一信号可按特别准确和可靠的方式与轮胎磨损相关。

优选地，检测区域也包括触地后区域，该触地后区域基本与触地区域邻近，并且在轮胎转动方向上在触地区域之后。

优选地，触地后区域的纵向端限定包括在25°与65°之间，并且特别是在40°与50°之间，的宽度的圆心角。

优选地，通过比较，并且特别是第一参数与第二参数之间的差，确定轮胎磨损，该第一参数由在所述触地前区域中对所述第一信号的处理而得到，该第二参数由在所述触地后区域中对所述第一信号的处理而得到。

由按照本发明确定轮胎的磨损的系统和方法的优选和非排它性实施例的详细描述，另外的特征和优点将变得更明显。

附图说明

下文参照作为非限制性例子给出的附图，提供这种描述，在附图中：

图1示意地示出在本发明的范围内使用的车辆轮胎；

图2a和2b分别示出代表与磨损轮胎相关的径向加速度的曲线图、和代表与未磨损轮胎相关的径向加速度的曲线图；

图3示出代表在轮胎磨损与通过实施本发明计算的参数之间的相关性的曲线图；

图4是按照本发明的用于确定轮胎的磨损的系统的方块图；

图5是按照本发明的用于车辆轮胎的磨损控制的系统的方块图。

具体实施方式

参照附图，用于车辆车轮的轮胎已经一般地用附图标记1标识。

轮胎1(图1)装配在轮辋2上，该轮辋2又装配在轮毂3上；通过轮毂3，轮胎1与车辆(未示出)相关联，以使车辆能够移动。

在车辆正在行驶的同时，在滚动面5(例如，地面)上滚动的轮胎1经受在纵向方向X上的位移，该纵向方向X与滚动面5本身基本平行。

如以上提到的那样，轮胎1在所谓的“触地区域”4中与滚动面5相接触；“触地区域”4相应地被限定在第一和第二纵向端4a和4b之间。

本发明的方法首先包括检测在轮胎1上的外部检测区域6的步骤，该外部检测区域6基本与触地区域4邻近。

优选地，检测区域包括触地前区域61和触地后区域62。

触地前区域61基本与触地区域4邻近，并且在轮胎1的转动方向上在触地区域4之前。优选地，触地前区域61具有第一纵向端61a、和第二纵向端61b，所述第一和第二纵向端61a、61b限定包括在25°与65°之间的宽度的圆心角。更详细地说，触地前区域61的第一和第二纵向端61a、61b限定包括在40°与50°之间的宽度的圆心角。

触地后区域62基本与触地区域4邻近，并且在轮胎1的转动方向上在触地区域4之后。优选地，触地后区域62具有第一纵向端62a和第二纵向端62b，所述第一和第二纵向端62a、62b限定包括在25°与65°之间的宽度的圆心角。更具体地说，触地后区域62的第一和第二纵向端62a、62b限定包括在40°与50°之间的宽度的圆心角。

有利地，第一中间区域7a设置在触地区域4的第一纵向端4a与触地前区域61的第二纵向端61b之间。

第一中间区域7a的纵向端限定例如包括在3°与10°之间并且等于约5°的宽度的圆心角。

优选地，检测区域6不包括第一中间区域7a。

有利地，第二中间区域7b设置在触地后区域62的第一纵向端62a与触地区域4的第二纵向端4b之间。

第二中间区域7b的纵向端限定例如包括在3°与10°之间并且等于约5°的宽度的圆心角。

优选地，检测区域不包括第二中间区域7b。

为了标识触地区域4与触地前和触地后区域61和62，有可能按下文作为例子描述的那样进行。

检测径向加速度测量信号，该径向加速度测量信号与轮胎1的内表面的径向变形相对应。这个信号典型地取样到包括在4000Hz与20000Hz之间的频率，例如取样到10000Hz的频率。

然后执行低于例如三十次谐波的低通滤波类型，以便主要强调所谓的宏观变形，即感觉到由于轮胎在触地区域周围的挠曲而造成的变形的影响的轮胎部分。

在一转径向加速度测量信号上的两个绝对最小值标识触地区域4的纵向端4a、4b。

那么，在确定由对信号的取样给出的角分辨率的倒数：

并且将已经定义的触地区域4取作基准之后，有可能将触地前区域61和触地后区域62标识为限定预定圆心角的并且与触地区域4的端部间隔开预定角度(与中间区域7a-7b相对应)的区域。

根据本发明一个方面的方法包括如下步骤：作为由在第一轮胎1a内装配的第一传感器110a进行的检测的函数，确定该第一轮胎1a的第一磨损等级L1，该第一轮胎1a装配在车辆上。

如在下面更详细说明的那样，传感器可以是加速度测量类型的传感器，优选地装配在第一轮胎1a内，用于检测代表所述第一轮胎的内表面的变形的数据。

根据本发明一个方面的方法还包括如下步骤：作为由在第二轮胎1b本身内装配的相应第二传感器110b的检测的函数，确定至少一个第二轮胎1b的第二磨损等级L2，该至少一个第二轮胎1b装配在所述车辆上。

按结合第一轮胎1a和相应第一传感器110a指出的相同方式，第二传感器110b可以是加速度测量类型的传感器，优选地装配在第二轮胎1b内，用于检测代表所述第二轮胎1b本身的内表面的变形的数据。

优选地，第一和第二传感器110a、110b检测代表相应轮胎1a、1b的内表面在外部检测区域处的变形的数据，该外部检测区域基本与相应触地区域相邻。

如以上提到的那样，检测区域可包括相应触地前区域和/或相应触地后区域。

如下将供给关于作为这些检测操作的函数确定轮胎的磨损等级的细节。

注意，第一和第二磨损等级L1、L2代表第一和第二轮胎1a、1b分别磨损掉多少，即相应外表面磨损掉多少。该磨损等级L1和/或L2可便利地由包括在0(新轮胎)与100(完全磨损的轮胎)之间的百分数示出。

对于轮胎1a、1b中的每一个，可便利地标识触地区域、触地前区域、触地后区域、及第一和第二中间区域，如以上结合通用轮胎1、参照图1描述的那样。

根据本发明一个方面的方法还包括如下步骤：将第一和第二磨损等级L1、L2相互比较，用于确定由于磨损造成的不均匀性在两个轮胎1a、1b之间是否存在。

然后产生代表这种比较的通知信号NS，以便向例如车辆的控制系统提供关于不同磨损等级的信息。

更具体地说，可确定第一和第二磨损等级L1、L2之间的差，并且可将这个差与预存储阈值V相比较。作为这种比较的函数可产生通知信号NS。

因此，如果两个等级L1、L2之间的差大于阈值V，即如果两个轮胎1a、1b按显著不同的方式磨损，则通知信号NS允许将这种信息给予车辆的控制系统和/或车辆的驾驶员。

注意，尽管已经具体地提到确定两个磨损等级L1、L2之间的差，但也可使用在两个值之间的比值、以及代表两个磨损等级L1、L2之间的差的测量的任何其它参数。

有利地，第一和第二轮胎1a、1b在滚动面上滚动期间基本显现相同的几何转动轴线。换句话说，第一和第二轮胎1a、1b当就汽车而论时，可例如是车辆的两个前轮胎或两个后轮胎。

应该指出，尽管至今已经讨论了本发明的方法仅应用于两个轮胎，但这种方法可便利地应用于全部车辆轮胎，使得实现所述轮胎的磨损不均匀性的完全控制。

图5示出可用于实施上述方法的系统200的方块图。

系统200包括第一和第二轮胎1a、1b。系统200也包括所述第一和第二传感器110a、110b，该第一和第二传感器110a、110b分别装配在第一和第二轮胎1a、1b内部。

系统200还包括操作上与第一和第二传感器110a、110b相关联的控制单元201；控制单元201设有：

-至少一个处理模块202，用于作为第一和第二传感器110a、110b的检测操作的函数，确定第一和第二磨损等级L1、L2；

-比较模块203，用于将所述第一和第二磨损等级L1、L2相互比较；

-发信号模块204，用于产生上述通知信号NS。

比较模块203优选地为实现两个磨损等级L1、L2之间的差和为将这个差的结果与所述阈值V相比较而提供。

发信号模块204然后可作为以上提到的比较的函数，并且具体地说，当等级L1、L2之间的差的值超过值V时，产生通知信号NS。

要理解，目标在于检测两个轮胎1a和1b的磨损等级L1和L2的处理可由与每个轮胎相关联的相应处理单元202执行。

下文描述的是用于确定轮胎的磨损的方法和系统，该方法和系统可便利地用在以上讨论的用于磨损控制的方法和系统中。

具体地说，上述处理模块202可具有下文要描述的处理单元120的特征；由处理模块202确定的磨损等级L1、L2与由这样一个处理单元120作为输出供给的参数相对应。

如下将提到的轮胎1，依据希望确定第一磨损等级L1还是第二磨损等级L2，将能够代表第一轮胎1a、和第二轮胎1b。

同样，下面将描述的传感器110，依据情况，将能够代表所述第一传感器110a或所述第二传感器110b。

如以上提到的那样，本发明也涉及确定轮胎的磨损的方法。

这种方法包括检测第一信号S1的步骤，该第一信号S1代表轮胎1的内表面8的变形。

具体地说，第一信号S1包括至少一个第一部分，该至少一个第一部分代表轮胎1的内表面8在检测区域6中的变形。

轮胎1的内表面8可例如包括所述轮胎1的内衬。

一般地，第一信号S1可代表轮胎1的内表面8的变形的量、这种变形的变化速度、或与变形本身相对应的加速度；在全部情况下，第一信号S1可认为代表轮胎1的内表面8的变形。

优选地，第一信号S1代表与轮胎1的内表面8的变形相对应的加速度。

更详细地说，第一信号S1代表与轮胎1的内表面8的径向、和/或切向和/或横向变形相对应的加速度。

优选地，第一信号S1在第一频带B1中被滤波。优选地，这个第一频带B1包括在700Hz与2000Hz之间。更具体地说，第一频带B1包括在1000Hz与1700Hz之间。

图2a和2b示意地示出径向加速度按时间的变化，该径向加速度在磨损轮胎的内表面上、和在未磨损轮胎的内表面上被检测到。

在x轴上示出的是基本覆盖轮胎一整转的时间测量单位；在y轴上示出的是在两种情况下检测到的径向加速度的强度。两个加速度都已经在1000Hz与1700Hz之间的范围内被滤波。

如可注意到的那样，在磨损轮胎(图2a)的内表面上，与未磨损轮胎(图2b)相比，较强的径向加速度发生在触地前区域61处。

根据本发明一个方面的方法还包括处理第一信号S1，以便确定代表轮胎1的磨损的至少一个参数的步骤。

更详细地说，本发明的方法想到，作为使用在检测区域6中的第一信号S1的幅值计算的平均值的函数，计算至少一个第一参数的步骤。具体地说，作为在触地前区域61中第一信号S1的幅值的平均值的函数，计算第一参数。

然后，依据至少第一参数，确定轮胎1的磨损。

注意，在本上下文和如下权利要求书中，“平均值”意图指函数的或考虑样本集合的任何类型的平均值；该平均值可例如是算术平均值、几何平均值、均方根值、对于考虑数值的绝对值(一个或多个)计算的平均值等。

优选地，对第一信号S1取样；具体地说，取样可发生在包括在4000Hz与20000Hz之间，并且等于例如10000Hz，的频率下。

因此，代表磨损的第一参数可被计算为通过所述取样步骤得到的取样的幅值的平均值的函数。

优选地，第一参数是所述样本的幅值的均方根值的函数。

可选择地，第一参数可以是所述样本的幅值的绝对值的算术平均值的函数。

作为例子，按如下可计算代表磨损的第一参数WOL_PRE：

其中：

acc_PRE(i)_B1是第i个样本的幅值，该第i个样本从对所述第一信号S1的取样得到，在第一频带B1中被滤波，并且是与触地前区域61相对应的信号部分S1的一部分；

M是与触地前区域61相对应的信号S1部分的一部分的样本数量。

图3示出根据以上再现公式计算的第一参数WOL_PRE(x轴)与轮胎磨损(在y轴上按百分比示出)之间的相关性。

如有可能注意到的那样，有几条曲线，每一条与不同的速度有关。

因此，确定了轮胎的滚动速度(例如，它总是可由加速度测量信号检测到的)，有可能使用最适当的曲线，从计算的WOL_PRE值开始来建立轮胎1的磨损等级。

为了确定轮胎1的角速度，可利用不同的技术，这些技术利用在触地区域4外的径向加速度值，或者从通过径向加速度测量信号可检测的触地区域的纵向长度(实际上沿轮胎1的外表面在其赤道面中限定的在触地区域4的纵向端4a、4b之间的距离)开始。

用于确定轮胎1的角速度的另外机会由在车辆上的设备提供，该设备能够计算车辆速度，并由其得到轮胎1的角速度。

然而要指出，磨损不是一种按特别快的方式发展的现象。因此，轮胎1的磨损状态的确定不能连续地进行，而只能在选中条件下进行：例如，有利的天气条件、基本恒定的速度、等于预定值或在预建立值范围内的速度、适中光滑滚动面等。

此外，为了提高测量的可靠性和减少由于快速瞬态的情形(在障碍物上滚动、急转弯或突然制动等)引起的可能虚假影响的后果，可进行对于由轮胎进行的每一转的检测操作和计算，以便对于在几转上得到的结果计算代表磨损的参数的平均值。

如以上提到的那样，检测区域6也可包括触地后区域62。

因此，根据本发明一个方面的方法可包括在信号S1的第二部分中处理信号S1的步骤，该第二部分代表轮胎1在触地后区域62中的内部变形。

更详细地说，根据本发明的方法想到，作为在触地后区域62中第一信号S1的幅值的平均值的函数，也计算第二参数WOL_POST的步骤。

因此，可基于第一参数WOL_PRE和第二参数WOL_POST计算轮胎磨损。

可作为在触地后区域62中通过所述取样步骤得到的样本的幅值的平均值的函数，计算第二参数WOL_POST。

优选地，第二参数WOL_POST是所述样本的幅值的均方根值的函数。

可选择地，第二参数WOL_POST可以是所述样本的幅值的绝对值的算术平均值的函数。

作为例子，第二参数WOL_POST可按如下计算：

${\mathrm{WOL}}_{\mathrm{POST}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{acc}}_{\mathrm{POST}}{{\left(i\right)}_{B1}}^2}{M}}$

其中：

acc_POST(i)_B1是第i个样本的幅值，该第i个样本从对第一信号S1的取样得到，在所述第一频带B1中被滤波，并且是与触地后区域相对应的信号S1部分的一部分；

M是与触地后区域62相对应的信号S1部分的一部分的所述样本的数量。

优选地，作为第一和第二参数WOL_PRE、WOL_POST之间的比较的函数，和特别是它们之间的差的函数，确定轮胎1的磨损。

由于这个差，得到轮胎1的磨损状态的特别准确标识。

图4是按照本发明一个方面的系统100的方块图。

除上述轮胎1之外，系统100包括至少一个传感器110，该传感器110装配在轮胎1的内表面8上，用于检测至少第一信号S1。优选地，传感器110基本布置在轮胎的赤道面处。优选地，传感器110包括至少一个径向加速度仪。

系统100还包括处理单元120，该处理单元120操作上与传感器110相关联，用于接收第一信号S1，并且设计成作为第一信号S1的处理的函数，确定轮胎1的磨损。

优选地，处理单元120包括取样模块123，该取样模块123用于对第一信号S1取样。具体地说，由模块123执行的取样可发生在包括在4000Hz与20000Hz之间，并且等于例如10000Hz，的频率下。

有利地，处理单元120包括滤波模块121，该滤波模块121用于在第一频带B1中对第一信号S1滤波，该第一频带B1如以上指出的那样，可包括在700Hz与2000Hz之间，并且特别在1000Hz与1700Hz之间。

处理单元120优选地包括第一选择模块124，该第一选择模块124用于在第一信号S1内选择与所述触地前区域61相对应的部分。

优选地，处理单元120包括第一计算模块122，该第一计算模块122连接到所述第一选择模块124的下游，用于作为第一信号S1的幅值的平均值的函数，确定所述第一参数WOL_PRE。

如以上规定的那样，第一参数WOL_PRE是得到样本的幅值的平均值的函数，这些样本是与触地前区域61相对应的信号部分S1的一部分，即由第一选择模块124选中的样本。

如以上指出的那样，可作为在触地前区域中在第一信号S1的部分中的幅值的均方根值，即根据如下公式，计算第一参数WOL_PRE：

${\mathrm{WOL}}_{\mathrm{PRE}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{acc}}_{\mathrm{PRE}}{{\left(i\right)}_{B1}}^2}{M}}$

其中：

acc_PRE(i)_B1是第i个样本的幅值，该第i个样本从对所述第一信号的取样得到，在第一频带B1中被滤波，并且是与触地前区域相对应的信号S1部分的一部分；

M是与触地前区域相对应的信号部分S1的一部分的样本的数量。

优选地，处理单元120包括第二选择模块126，该第二选择模块126用于在信号S1内选择与所述触地后区域62相对应的部分。

优选地，处理单元120还包括第二计算模块125，该第二计算模块125连接到所述第二选择模块126的下游，用于作为样本的幅值的平均值的函数，确定第二参数WOL_POST，这些样本属于与触地后区域相对应的第一信号S1的部分。

如以上规定的那样，作为第一信号S1的部分中的幅值的均方根值-该部分与触地后区域相对应，可计算第二参数WOL_POST，即：

${\mathrm{WOL}}_{\mathrm{POST}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{acc}}_{\mathrm{POST}}{{\left(i\right)}_{B1}}^2}{M}}$

其中：

acc_POST(i)_B1是第i个样本的幅值，该第i个样本从对所述第一信号S1的取样得到，在第一频带B1中被滤波，并且是与触地后区域相对应的信号部分的一部分；

M是与触地后区域相对应的信号部分S1的一部分的样本的数量。

如以上指出的那样，作为在第一和第二参数WOL_PRE和WOL_POST的比较的函数，和特别是它们之间的差的函数，可方便地确定轮胎1的磨损。

最后提到的运算可由适当的减法模块127进行。

一旦已经确定了轮胎1的磨损，系统就可按不同方式利用这种信息。

例如，通过也作为在给定时段内车辆行驶的距离的函数，进行另外的处理操作，有可能评估是有太多磨损还是磨损相对于时间按太不均匀的方式分布，因而识别例如与车辆的机械结构或轮胎本身有关的可能问题。

应用例子包括在以上描述的用于磨损控制的方法和系统中。

另外的可能应用涉及车辆的漂滑状态的确定，因为这种状态取决于在车辆上装配的轮胎的磨损等级。

注意，为了确定在图3中示出的值，有可能按如下方式进行。

使用第一组基本新的、即未磨损的轮胎，并且通过使车辆行驶和检测对于轮胎的磨损等级的数学/试验计算所需的数值，确定以上描述的参数。

然后使用第二组大约50％磨损的轮胎，即处于它们的使用寿命的中间的轮胎，并且重复检测和计算操作。

以后利用一组完全磨损轮胎，并且第三次进行检测和计算操作。

因而得到在三种情形(新轮胎、50％磨损轮胎及完全磨损轮胎)下的参数值，有可能通过适当数学模型对所述值进行内插，从而得到如在图3中示出的曲线图那样的曲线图。

对于参数WOL_POST，可进行十分相似的计算。

要注意，在优选实施例中，处理单元120定位在轮胎1外，并且具体地说，在轮胎1装配的车辆上。在传感器110与处理单元120之间的通信典型地通过无线传输进行。

实际上，可包括处理单元120，该处理单元120操作上与对于驾驶员是适用的车上电子设备相关联。在可选择构造中，处理单元120可定位在轮胎内，或者处理操作的第一部分可在放置在轮胎内的单元中进行，并且处理操作的第二部分可在放置在车辆上的单元中进行。

也要指出，在本上下文和如下权利要求书中，仅为了按清楚和完整方式描述处理单元120本身的功能特征的目的，已经将处理单元120示出为划分成不同的功能模块。

实际上，处理单元120可包括单个电子装置，该电子装置为了完成以上描述的功能被适当地编程，并且不同的模块可与硬件和/或例行程序软件实体相对应，这些实体是编程装置的一部分。

相同的评论也对于在图5中描述的控制单元201有效。

Claims (43)

1.一种确定轮胎的磨损的方法，其中，所述轮胎在滚动面(5)上滚动，触地区域被限定在轮胎与所述滚动面(5)接触的纵向方向上的第一端(4a)和第二端(4b)之间，所述纵向方向与所述滚动面(5)基本平行，所述方法包括：

-标识检测区域(6)，所述检测区域(6)在触地区域(4)外部并且在轮胎(1)的转动方向上基本与触地区域(4)邻近；

-检测代表轮胎(1)的内表面(8)的变形的第一信号(S1)，所述第一信号(S1)包括至少一个第一部分，所述至少一个第一部分代表在检测区域(6)中的所述变形；

-处理所述第一信号(S1)的至少所述第一部分，以便确定代表所述轮胎(1)的磨损的至少一个参数，其中所述处理包括在范围在700Hz与2000Hz之间的第一频带(B1)中对所述第一信号(S1)滤波。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述检测区域(6)包括触地前区域(61)，所述触地前区域(61)基本与触地区域(4)邻近并且在轮胎(1)的转动方向上在所述触地区域(4)之前。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述触地前区域(61)具有第一纵向端(61a)和第二纵向端(61b)，所述第一和第二纵向端(61a、61b)限定包括在25°与65°之间的宽度的圆心角。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述触地前区域(61)的第一和第二纵向端(61a、61b)限定包括在40°与50°之间的宽度的圆心角。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一信号(S1)的第一部分代表加速度，所述加速度与轮胎(1)的所述内表面(8)在检测区域(6)中的变形相对应。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一信号(S1)的第一部分代表加速度，所述加速度与轮胎(1)的所述内表面(8)在检测区域(6)中的径向或切向变形相对应。

7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一信号(S1)的第一部分代表轮胎(1)的内表面(8)在触地前区域(61)中的变形。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括对所述第一信号(S1)取样。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一频带(B1)在1000Hz与1700Hz之间的范围内。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：作为在第一部分中所述第一信号(S1)的幅值的平均值的函数，确定第一参数(WOL_PRE)，作为所述第一参数(WOL_PRE)的函数，确定所述轮胎(1)的磨损。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一参数(WOL_PRE)是在第一部分中所述第一信号(S1)的幅值的均方根值的函数。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括对所述第一信号(S1)取样，其中，所述第一参数(WOL_PRE)根据如下公式计算：

${\mathrm{WOL}}_{\mathrm{PRE}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{acc}}_{\mathrm{PRE}}{{\left(i\right)}_{B1}}^2}{M}}$

其中：

acc_PRE(i)_B1是第i个样本的幅值，所述第i个样本从对所述第一信号(S1)的取样得到，在第一频带(B1)中被滤波，并且是与触地前区域(61)相对应的信号(S1)部分的一部分；

M是与触地前区域(61)相对应的信号(S1)部分的一部分的所述样本的数量。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述检测区域(6)还包括触地后区域(62)，所述触地后区域(62)基本与触地区域(4)邻近并且在轮胎(1)的转动方向上在所述触地区域(4)之后，所述方法还包括：

-在所述第一信号(S1)中选择第二部分，所述第二部分代表轮胎(1)的内表面(8)在触地后区域(62)中的变形；

-由对所述第一信号(S1)的所述第一和第二部分的处理确定所述轮胎(1)的磨损。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述触地后区域(62)具有第一纵向端(62a)和第二纵向端(62b)，所述第一和第二纵向端(62a、62b)限定包括在25°与65°之间的宽度的圆心角。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述触地后区域(62)的第一和第二纵向端(62a、62b)限定包括在40°与50°之间的宽度的圆心角。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一信号(S1)的第二部分代表加速度，所述加速度与轮胎(1)的所述内表面(8)在触地后区域(62)中的变形相对应。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第一信号(S1)的第二部分代表加速度，所述加速度与轮胎(1)的所述内表面(8)在触地后区域(62)中的径向或切向变形相对应。

18.根据权利要求13所述的方法，还包括如下步骤：作为在第二部分中所述第一信号(S1)的幅值的平均值的函数，确定第二参数(WOL_POST)，作为所述第一和第二参数(WOL_PRE、WOL_POST)之间的比较的函数确定所述轮胎(1)的磨损。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第二参数(WOL_POST)是所述第一信号(S1)的第二部分中的幅值的均方根值的函数。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括对所述第一信号(S1)取样，其中，所述第二参数(WOL_POST)根据如下公式计算：

${\mathrm{WOL}}_{\mathrm{POST}}=\sqrt{\frac{\underset{\left|w\right|}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{acc}}_{\mathrm{POST}}{{\left(i\right)}_{B1}}^2}{M}}$

其中：

acc_POST(i)_B1是第i个样本的幅值，所述第i个样本从对第一信号(S1)的取样得到，在所述第一频带(B1)中被滤波，并且是与触地后区域相对应的信号(S1)部分的一部分；

M是与触地后区域(62)相对应的信号(S1)部分的一部分的所述样本的数量。

21.根据权利要求19所述的方法，其中，作为所述第一和第二参数(WOL_PRE、WOL_POST)之间的差的函数，确定所述轮胎(1)的磨损。

22.一种用于确定代表轮胎(1)的磨损的参数的系统，包括：

-轮胎(1)，适于在滚动面(5)上滚动，以便限定检测区域(6)和在轮胎(1)与所述滚动面(5)接触的纵向方向上的第一端(4a)和第二端(4b)之间的触地区域(4)，所述检测区域(6)在触地区域(4)外部并且在轮胎(1)的转动方向上基本与所述触地区域(4)邻近，所述纵向方向与所述滚动面(5)基本平行；

-至少一个传感器(110)，装配在所述轮胎(1)的内表面(8)上，用于检测代表轮胎(1)的所述内表面(8)的变形的至少一个第一信号(S1)，所述第一信号(S1)包括至少一个第一部分，所述至少一个第一部分代表在检测区域(6)中的所述变形；

-处理单元(120)，操作上与所述传感器(110)相关联，用于接收所述第一信号(S1)，并且适于标识所述检测区域(6)并处理所述第一信号(S1)的至少所述第一部分，以便确定代表所述轮胎(1)的磨损的至少一个参数，其中所述处理单元(120)包括滤波模块(121)，所述滤波模块(121)用于在包括在700Hz与2000Hz之间的第一频带(B1)中对所述第一信号(S1)滤波。

23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述检测区域(6)包括触地前区域(61)，所述触地前区域(61)基本与触地区域(4)邻近并且在轮胎(1)的转动方向上在所述触地区域(4)之前。

24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述触地前区域(61)具有第一纵向端(61a)和第二纵向端(61b)，所述第一和第二纵向端(61a、61b)限定包括在25°与65°之间的宽度的圆心角。

25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述触地前区域(61)的第一和第二纵向端(61a、61b)限定包括在40°与50°之间的宽度的圆心角。

26.根据权利要求22所述的系统，其中，所述第一信号(S1)的第一部分代表加速度，所述加速度与轮胎(1)的所述内表面(8)在检测区域(6)中的变形相对应。

27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述第一信号(S1)的第一部分代表加速度，所述加速度与轮胎(1)的所述内表面(8)在检测区域(6)中的径向或切向变形相对应。

28.根据权利要求22所述的系统，其中，所述第一信号(S1)的第一部分代表轮胎(1)的内表面在触地前区域(61)中的变形。

29.根据权利要求22所述的系统，其中，所述处理单元(120)还包括取样模块(123)，所述取样模块(123)用于对所述第一信号(S1)取样。

30.根据权利要求22所述的系统，其中，所述第一频带(B1)包括在1000Hz与1700Hz之间。

31.根据权利要求22所述的系统，其中，所述处理单元(120)包括第一计算模块(122)，所述第一计算模块(122)用于作为在第一部分中所述第一信号(S1)的幅值的平均值的函数，确定第一参数(WOL_PRE)。

32.根据权利要求31所述的系统，其中，所述第一参数(WOL_PRE)是在第一部分中所述第一信号(S1)的幅值的均方根值的函数。

33.根据权利要求32所述的系统，其中，所述处理单元(120)还包括取样模块(123)，所述取样模块(123)用于对所述第一信号(S1)取样，其中，所述第一参数(WOL_PRE)根据如下公式计算：

${\mathrm{WOL}}_{\mathrm{PRE}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{acc}}_{\mathrm{PRE}}{{\left(i\right)}_{B1}}^2}{M}}$

其中：

acc_PRE(i)_B1是第i个样本的幅值，所述第i个样本从对所述第一信号(S1)的取样得到，在第一频带(B1)中被滤波，并且是与触地前区域(61)相对应的信号(S1)部分的一部分；

M是与触地前区域(61)相对应的信号(S1)部分的一部分的所述样本的数量。

34.根据权利要求33所述的系统，其中，所述检测区域(6)包括触地后区域(62)，所述触地后区域(62)基本与触地区域(4)邻近并且在轮胎(1)的转动方向上在所述触地区域(4)之后，

所述处理单元还包括第二选择模块(126)，所述第二选择模块(126)适于在所述第一信号(S1)中选择第二部分，所述第二部分代表轮胎(1)的内表面(8)在触地后区域(62)中的变形，并且通过对所述第一信号(S1)的所述第一和第二部分的处理确定所述轮胎的磨损。

35.根据权利要求34所述的系统，其中，所述触地后区域(62)具有第一纵向端(62a)和第二纵向端(62b)，所述第一和第二纵向端(62a、62b)限定包括在25°与65°之间的宽度的圆心角。

36.根据权利要求35所述的系统，其中，所述触地后区域(62)的第一和第二纵向端(62a、62b)限定包括在40°与50°之间的宽度的圆心角。

37.根据权利要求34所述的系统，其中，所述第一信号(S1)的第二部分代表加速度，所述加速度与轮胎(1)的所述内表面(8)在触地后区域(62)中的变形相对应。

38.根据权利要求37所述的系统，其中，所述第一信号(S1)的第二部分代表加速度，所述加速度与轮胎(1)的所述内表面(8)在触地后区域(62)中的径向或切向变形相对应。

39.根据权利要求34所述的系统，其中，所述处理单元(120)还包括第二计算模块(125)，所述第二计算模块(125)适于作为所述第一信号(S1)的第二部分中所述第一信号(S1)的幅值的平均值的函数，确定第二参数(WOL_P0ST)。

40.根据权利要求39所述的系统，其中，所述第二参数(WOL_POST)是在第二部分中的所述第一信号(S1)的幅值的均方根值的函数。

41.根据权利要求40所述的系统，其中，所述处理单元(120)还包括取样模块(123)，所述取样模块(123)用于对所述第一信号(S1)取样，其中，所述第二参数(WOL_POST)根据如下公式计算：

${\mathrm{WOL}}_{\mathrm{POST}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{acc}}_{\mathrm{POST}}{{\left(i\right)}_{B1}}^2}{M}}$

其中：

acc_POST(i)_B1是第i个样本的幅值，所述第i个样本从对所述第一信号(S1)的取样得到，在第一频带(B1)中被滤波，并且是与触地后区域(62)相对应的第二信号部分的一部分；

M是与触地后区域(62)相对应的信号(S1)部分的一部分的所述样本的数量。

42.根据权利要求39所述的系统，其中，作为所述第一和第二参数(WOL_PRE、WOL_POST)之间的差的函数，确定所述轮胎(1)的磨损。

43.根据权利要求22所述的系统，其中，所述处理单元(120)定位在车辆上，所述轮胎(1)装配在所述车辆上。