CN103764416A

CN103764416A - 检查车辆轮胎的方法和执行该方法的控制装置

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Publication number: CN103764416A
Application number: CN201280042134.9A
Authority: CN
Inventors: 斯文·戈尔奇察; 雷纳·里塞; 阿克塞尔·施滕德尔
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 2011-11-12
Filing date: 2012-08-25
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2032-08-25
Also published as: EP2776257A1; DE102011118436A1; WO2013068059A1; EP2776257B1; US9116072B2; CN103764416B; US20140297149A1

Abstract

本发明涉及一种检查车辆轮胎的方法，其中，在持续时间（t1）内接收车辆（1）的至少一个车轮（2-1、2-2、2-3、2-4）的车轮传感器信号（S1-1、S1-2、S1-3、S1-4）并由此确定用于说明车轮的车轮路程（x1、x2、x3、x4）的对比参数（y1、y2、y3、y4），与车轮传感器信号（S1-1、S1-2、S1-3、S1-4）无关地确定车辆在持续时间（t1）内所经过的参考路程（RS），由车轮路程（x1、x2、x3、x4）和参考路程（RS）产生车轮（2-1、2-2、2-3、2-4）的单个的比值（2-1、2-2、2-3、2-4），检查所述比值的时间特性并由时间特性推断出车轮轮胎的变化。

Description

检查车辆轮胎的方法和执行该方法的控制装置

技术领域

本发明涉及一种检查车辆轮胎的方法和执行所述方法的控制装置，以及具有所述控制装置的车辆调节系统。

背景技术

已公知各种不同的监控车辆轮胎的方法，尤其是检查轮胎充气压力（轮胎气压）的方法，部分地还检查轮胎温度以及通过磨损传感器来检查轮胎磨损的方法。在没有这种传感器的车辆中这些检查通常是困难的。

也可以在长时间检查中监控轮胎特性。为此，要注意到轮胎更换以及监控再次复位至初始值。然而，这种轮胎更换在一定程度上是无法注意到的，从而会出现错误评估。

此外，非正常地轮胎更换是可能的；尤其在租赁公司中租赁的车辆的轮胎有时由已磨损的轮胎所更换并且车辆之后又被送还。这种非正常的更换是很难证实的。

发明内容

本发明任务在于实现一种监控车辆轮胎的方法以及执行这种方法的控制装置，所述方法和控制装置以相对小的成本实现了检查车辆轮胎。

该任务通过根据权利要求1的方法和根据权利要求10的控制装置解决。从属权利要求说明优选的改进方式。

根据本发明针对至少一个车轮优选多个或所有车轮来确定在持续时间内所经过的单个的车轮路程，并且将在持续时间内所经过的单个的车轮路程与在持续时间内所经过的参考路程直接地或间接地进行比较。

本发明基于如下构思，即，通过ABS和/或其它调节系统在用于确定车轮转速的常见车轮传感器中对其信号相应地进行在时间上的积分或求和。各个车轮的、在持续时间内所经过的单个的路程例如由各个车轮的半径和其整个转数得到。

更换轮胎（尤其是用已磨损的轮胎更换新的轮胎或者反过来）导致轮胎半径的明显变化。

因此，通过与关于车辆在同样的持续时间内经过的路程的参考值相比较而可以识别出轮胎半径的足够明显的变化。为此，可以根据车轮传感器信号在持续时间内例如通过在时间上积分来确定用于说明车轮的车轮路程的对比参数，并且与车轮传感器信号无关地确定在相同持续时间内的参考路程，从而随后由车轮路程和参考路程产生车轮的单个的比值，所述比值例如按磨损情况而定应该仅缓慢地发生变化。

当例如在泊车或停车之后确定该比值发生明显变化，那么可以识别出轮胎更换或至少发出警告信号，即，显示可能的轮胎更换。

确定参考路程尤其可以考虑全球定位系统（GPS）。为此，可以直接考虑由车辆的GPS设备确定的GPS速度并在时间上进行积分，或者由不同时间点的GPS位置通过求和/积分来确定参考路程。

虽然单个的车轮路程会由于例如弯道行驶或间歇的打滑而与参考路程相应地略有偏差，从而单纯地例如将GPS速度与车轮速度进行比较并不能总是提供有意义的值；然而根据本发明认识到：在足够长的路程例如10km中补偿了例如由弯道行驶所导致的变化，这是因为行驶中向左和向右的弯道的数量平均相同且因此各个车轮平均经过车辆路程。

原则上，产生由车轮传感器信号形成的对比参数和参考路程的比值就已足够；不一定要确定精确的单个的车轮路程，要确定该车轮路程应首先估算由乘积2*PI*半径而得到的周长。

代替GPS还可以由其它信号来确定参考路程。原则上，也可以相对地相互比较各个车轮路程或者说表示其特性的对比参数；然而在更换例如所有轮胎时，这也许是不够的。因此，这种相对的比较尤其作为附加措施也就是说附加于参考路程的确定是有意义的。

因此，根据本发明的方法以较小的成本实现了尤其是无附加硬件如补充的传感器地或者无需在车轮上进行标记地来检查轮胎更换和/或例如在轮胎发生泄漏时车轮半径的明显变化。

本发明还涉及执行所述方法的控制装置，其中，为此尤其可以考虑在车辆调节系统中原本存在的控制装置，其仅确定参考路程，例如通过接收GPS信号和/或车辆传动系的转速，或者在挂车的情况中也接收牵引车的信号。

附图说明

以下结合几个实施方式的附图进一步说明本发明。其中：

图1示出根据本发明的车辆的俯视图；

图2示出根据本发明的车辆的侧视图；

图3示出根据本发明的方法的流程图；

图4示出根据本发明的方法的时间图表。

具体实施方式

车辆1例如可以是挂车或自驱动车辆；其具有四个车轮2-1、2-2、2-3和2-4以及车辆底盘（车架）3。图1示出作为挂车的车辆，其具有挂车接口4，挂车接口4也充当通向牵引车的数据接口，而图2示出作为牵引车的车辆。

车辆1还具有制动调节系统5，制动调节系统5还具有控制装置6、用于测量车轮2-1、2-2、2-3、2-4的车轮转速的车轮转速传感器7-1、7-2、7-3、7-4、存储装置8以及必要时还有其它这里未示出的组件。制动调节系统5例如可以是行驶动态调节系统；其可以例如是ABS调节系统、EBS调节系统（电子制动系统）、FDR调节系统（行驶动态调节）、ASR调节系统或者这些调节系统的组合。对于本发明而言重要的尤其是车轮传感器7-1至7-4（ABS传感器、车轮转速传感器）。

挂车1还具有导航系统10，其包含GPS接收器12和必要时的地图存储器14，GPS接收器12用于接收全球定位系统（GPS）的信号GPS，全球定位系统尤其可以是卫星支持的或陆基式的或组合式的。导航系统10可以集成在控制装置6中。

控制装置6或者必要时与控制装置6相连的另一个控制装置附加于制动调节干预和/或行驶动态调节干预地执行用于检查车轮2-1至2-4的方法。为此，控制装置6从车轮传感器7-1至7-4接收车轮传感器信号S1-1、S1-2、S1-3和S1-4，所述车轮传感器设在车辆底盘（行驶机构）3上并且相对于设在相应车轮上的磁轮（Polrad）地检测车轮转数。车轮传感器信号S1-1、S1-2、S1-3和S1-4可以包含关于车轮转数的数据或者作为车轮转速n1、n2、n3、n4在时间上的导数的数据。

控制装置6由车轮传感器信号S1-1、S1-2、S1-3和S1-4分别算出车轮2-1至2-4从起始时间点t0起所经过的车轮路程x1、x2、x3、x4，或者至少算出车轮路程x1、x2、x3、x4的对比参数y1、y2、y3、y4。原则上不需要精确地计算路程x1、x2、x3、x4，这是因为之后终归要产生比值。

控制装置6将车轮路程x1、x2、x3、x4或对比参数y1、y2、y3、y4存储在存储装置8中，例如在独立的寄存器（存储器子单元）8-1至8-4中所示出的那样。

所经过的单个的车轮路程x1至x4或对比参数y1、y2、y3、y4可以直接通过所传输的脉冲信号在时间上的积分或者由车轮转速n1至n4在时间上的积分来确定。

单个的车轮路程x1、x2、x3、x4分别由轮胎周长与整个车轮转数或者车轮转速在时间上积分的乘积来表示，即，

xi＝2π*ri*∫ni*dt

ri表示车轮2-i的轮胎9-i的轮胎半径，ni是相应的转速（量纲1/秒）以及xi为车轮路程，i=1至4。

对比参数yi可以构成为∫ni*dt并因此说明车轮转数。

时间上的积分从起始值t0开始，该起始值t0充当参考值，例如在行驶开始时或者在启动车辆1或控制装置6时，直至时间点t1，其中，在此例如可以预先给出最短路程，例如10km。

此外，控制装置6在t0至t1的持续时间内确定车辆1的参考路程RS，控制装置6使用该参考路程RS用于与各个车轮2-1至2-4进行比较。

根据实施方式，参考路程RS可以借助导航系统10的信号S2来确定，即，利用GPS接收器12来确定。

控制装置6可以从导航系统10直接接收速度信号并进行时间上的积分。此外，控制装置6还可以接收车辆1的各个位置P(t)以及确定位置P(t)的时间序列间隔的和——参考路程RS。因此确定从起始时间点t0至时间点t1的参考路程RS。

针对车轮路程x1至x4与参考路程RS相比较而言，各个半径r1至r4是未知的。单个的半径会与制造有关而有所不同并尤其也与磨损相关。

因此，yi与RS的比值Vi，例如Vi=yi/RS，与ri相关。当ri恒定时，Vi应当在足够长的路程上平均化地不改变或者当磨损时缓慢增大，这是因为随着ri变小车轮转数并且因此车轮转动数（其与yi成比例）增大。通过在较长的路程之后进行确定而完全地或尽可能地补偿车轮（尤其是左侧和右侧）之间由于弯道行驶而形成的差别，据此在弯道中内弯道车轮相比外弯道车轮经过更短的路程。因此所存储的比值Vi应当是恒定的或者长期地相应于轮胎磨损（半径变小）而发生变化。

因此，控制装置6可以相应地直接将比值Vi存储在存储器8-1至8-4中；它们可以在达到最小路程之后不断地更新。

如果车辆1在时间点t1熄火，则控制装置6在该时间点将当前比值Vi存储到存储器8i中。

在接下来的时间点t2，当车辆的发动机或点火装置又开启或者车辆又开动时（这由车轮传感器信号S1-i检测），控制装置6再次确定相应的比值Vi。控制装置6将这个新比值Vi与所存储的比值Vi相比较，所存储的比值Vi是在发动机熄火之前或者结束上一次行驶时确定的。变化与阈值SW如+/-5%或+/-10%比较，尤其是关于半径ri的缩小。

如果比例Vi=yi/RS明显大于先前存储的比值Zi，即，半径ri明显变的更小，则发送尤其作为警告信号的显示信号S4，例如也可以通过挂车接口4发送至牵引车。

补充地还可以在必要时考虑现有的轮胎压力传感器，以便考虑轮胎气压的变化，轮胎气压的变化同样会导致半径的变化。这样尤其可以识别出如下，即，如果例如气压重新注满，这又导致半径的增大；气压还可以与轮胎温度相关地发生变化，因此这同样被检测。

因此，根据图3的依据本发明的方法，方法从步骤St0开始，例如在确定行驶时或者在启动发动机和开启控制装置6时或者在通过挂车接口4接收牵引车的信号时。随后，根据步骤St1不断地接收车轮传感器7i的车轮传感器信号S1-i并由此在步骤St2中产生和存储对比参数yi。

根据步骤St3来接收GPS的GPS信号并由此确定参考路程RS(t)并暂时地存储。因此，步骤St2和St3并行地进行。

在步骤St4中，在足够的路程例如10km之后产生和存储比值Vi，并且优选不断地更新，从而在结束行驶时，即，在关闭控制装置6或者在车辆1停止时存储这些比值。因此，步骤St1至St4不断地进行。

在步骤St5中，在重新行驶时又产生了比值Vi，并且在步骤St6中，与先前所存储的比值Vi进行如下比较，即，偏差是否处于阈值SW之内并依赖于此地在必要时根据分支n来发出警告信号S3，或者根据分支y使方法返回到步骤St1之前。

Claims

1.一种检查车辆轮胎的方法，其中：

在持续时间（t1）内接收所述车辆（1）的至少一个车轮（2-1、2-2、2-3、2-4）的车轮传感器信号（S1-1、S1-2、S1-3、S1-4）（St1）并由此确定用于说明所述车轮的车轮路程（x1、x2、x3、x4）的对比参数（y1、y2、y3、y4）（St2），

与所述车轮传感器信号（S1-1、S1-2、S1-3、S1-4）无关地确定所述车辆在持续时间（t1）内所经过的参考路程（RS）（St3），

由所述车轮路程（x1、x2、x3、x4）和所述参考路程（RS）产生所述车轮（2-1、2-2、2-3、2-4）的单个的比值（2-1、2-2、2-3、2-4）（St4），

检查所述比值的时间特性（St5）并由所述时间特性推断出所述车轮轮胎的变化（St6）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当车轮（2-1、2-2、2-3、2-4）的单个的车轮路程（x1、x2、x3、x4）相对于所述参考路程缩小时推断出所述轮胎（9-1、9-2、9-3、9-4）的半径缩小。

3.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，由所述比值（2-1、2-2、2-3、2-4）的时间特性推断出是否存在轮胎更换。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述轮胎的比值（Vi）的变化大于阈值时，推断出轮胎更换。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，当至少两个轮胎的比值（Vi）的变化大于阈值时，推断出至少一个轮胎更换。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述车辆或牵引所述车辆的牵引车熄火之前和/或在所述车辆停车时存储第一比值，将所述第一比值与在所述车辆或牵引所述车辆的牵引车开动之后和/或在所述车辆继续行驶之后确定的第二比值相比较并且由比较评估：在确定所述第一比值和确定所述第二比值之间是否存在所述轮胎其中一个更换。

7.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，还接收所述车轮（2-1、2-2、2-3、2-4）的轮胎气压信号并在确定所述轮胎的变化时考虑由于所述轮胎气压的变化所导致的轮胎的半径变化。

8.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，针对所述车辆（1）的多个车轮（2-1、2-2、2-3、2-4）尤其是所有车轮，分别产生用于所述车轮的单个的对比参数并将用于所述车轮的单个的对比参数与所述参考路程相比较，其中，针对所述多个车轮（2-1、2-2、2-3、2-4）的每一个都分别产生比值并检查其时间特性。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还将各个车轮的比值和/或各个车轮的对比参数相互比较。

10.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述参考路程由全球定位系统和/或由在所述车辆中从轮轴和/或传动系确定的转速例如转速表速度和/或由牵引车传递的车速来确定。

11.一种用于车辆（1）的控制装置（6），

其中，所述控制装置（6）在持续时间（t1）内接收所述车辆（1）的至少一个车轮（2-1、2-2、2-3、2-4）的车轮传感器信号（S1-i）并由此确定用于说明所述车轮的车轮路程（x1、x2、x3、x4）的对比参数（y1、y2、y3、y4），

其中，所述控制装置（6）与所述车轮传感器信号（S1-1、S1-2、S1-3、S1-4）无关地确定所述车辆在持续时间（t1）内所经过的参考路程（RS）并由所述车轮路程（x1、x2、x3、x4）和所述参考路程（RS）产生所述车轮（2-1、2-2、2-3、2-4）的单个的比值（2-1、2-2、2-3、2-4），并检查所述比值的时间特性（St5），并且由所述时间特性推断出所述车轮的轮胎变化。

12.根据权利要求11所述的控制装置（6），其特征在于，所述控制装置是制动调节系统和/或行驶动态系统（5）的控制装置（6）。