CN103770788B - 车辆重量和重心估计系统及方法 - Google Patents

车辆重量和重心估计系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103770788B
CN103770788B CN201310489898.9A CN201310489898A CN103770788B CN 103770788 B CN103770788 B CN 103770788B CN 201310489898 A CN201310489898 A CN 201310489898A CN 103770788 B CN103770788 B CN 103770788B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tire
vehicle
load
estimation
effective radius
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310489898.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103770788A (zh
Inventor
K.B.辛赫
J.M.芬肯尼恩
A.帕特尔
P.J-M.苏
A.A.戈德斯泰恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Goodyear Tire and Rubber Co
Original Assignee
Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Goodyear Tire and Rubber Co filed Critical Goodyear Tire and Rubber Co
Publication of CN103770788A publication Critical patent/CN103770788A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103770788B publication Critical patent/CN103770788B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/12—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to parameters of the vehicle itself, e.g. tyre models
    • B60W40/13—Load or weight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0486—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre comprising additional sensors in the wheel or tyre mounted monitoring device, e.g. movement sensors, microphones or earth magnetic field sensors
    • B60C23/0488—Movement sensor, e.g. for sensing angular speed, acceleration or centripetal force
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/08—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles
    • G01G19/086—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles wherein the vehicle mass is dynamically estimated

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

本发明涉及车辆重量和重心估计系统及方法。一种用于估计车辆负荷的负荷估计系统和方法包括：轮胎旋转计数器，其用于从轮胎的旋转生成旋转计数；装置，其用于测量由所述车辆所行进的距离；有效半径计算器，其用于根据所述行进距离和所述旋转计数来计算所述轮胎的有效半径；以及负荷估计计算器，其用于根据所述轮胎的所述有效半径来计算由所述车辆轮胎所承载的所述载荷。可以根据相应的有效半径按照针对每个轮胎的有效半径的估计和由每个轮胎所承载的计算负荷从由支承所述车辆的所述轮胎所承载的估计的总负荷进行重心高度估计。

Description

车辆重量和重心估计系统及方法
技术领域
本发明一般地涉及用于在车辆操作期间收集测量的轮胎参数数据的轮胎监控系统，并且更特别地，涉及用于基于这样的测量结果来估计车辆轮胎载荷。
背景技术
车载轮胎可以被在车辆操作期间测量诸如压力和温度之类的轮胎参数的轮胎压力监控系统(TPMS)监控。来自TPMS轮胎装配系统的数据被用来基于测量的轮胎参数确定轮胎的状态并且使驾驶员警觉可能要求补救维修的状况，诸如低轮胎压力或泄漏。每个轮胎内的传感器在轮胎制造的预固化阶段或者在后固化装配中被安装到轮胎。
诸如轮胎载荷之类的其他因素对于车辆操作和安全来说是重要的考虑事项。因此进一步期望测量轮胎载荷并且将负荷信息传送给车辆操作员和/或车辆系统，诸如结合压力和温度的所测量的轮胎参数进行制动。
发明内容
根据本发明的一方面，用于估计荷载的负荷估计系统和方法包括：车辆轮胎；轮胎旋转计数器，其用于从轮胎的旋转生成旋转计数；装置，其用于测量由车辆所行进的距离；有效半径计算器，其用于根据行进距离和旋转计数来计算轮胎的有效半径；以及负荷估计计算器，其用于根据轮胎的有效半径来计算由车辆轮胎所承载的负荷。距离测量装置可以构成全球定位系统。
根据本发明的另一方面，一次旋转的时间被确定并且车辆速度根据轮胎的有效半径和一次旋转的时间被计算。
在另一方面，轮胎压力和温度被测量并且测量的压力和温度数据与有效半径和车辆速度一起被用在借助于负荷估计算法来计算负荷估计中。
依据附加的方面，轮胎垂直刚度根据轮胎压力和车辆速度被计算并且用作为入负荷估计算法的输入。
根据另一个方面，重心高度估计从由车辆所承载的估计的总负荷被作出，所述总负荷根据依据按照上面所概述的系统和方法计算的有效半径的估计而作出的由车辆轮胎所承载的个别负荷的总和而被确定。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于估计车辆负荷的负荷估计系统，其包括：
至少一个轮胎，其支承车辆；
轮胎旋转计数器，其用于从所述轮胎的旋转生成旋转计数；
距离测量装置，其用于测量由所述车辆所行进的距离；
有效半径计算装置，其用于根据所述行进距离和所述旋转计数来计算所述轮胎的有效半径；以及
负荷估计装置，其用于根据所述有效半径来计算由所述车辆轮胎所承载的所述负荷。
优选地，在所述的负荷估计系统中，所述距离测量装置包括全球定位系统。
优选地，在所述的负荷估计系统中，所述有效半径计算装置可操作地通过将由所述全球定位系统所测量的距离除以所述旋转计数乘2п的乘积来计算所述轮胎的有效半径。
优选地，在所述的负荷估计系统中，其中进一步包括用于测量用于一次旋转的时间的旋转时间测量装置。
优选地，在所述的负荷估计系统中，其中进一步包括用于通过将所述轮胎的所述有效半径乘2п的所述乘积除以一次旋转的所述时间来计算车辆速度的车辆速度计算装置。
优选地，在所述的负荷估计系统中，其中进一步包括用于测量轮胎压力和轮胎温度的轮胎压力和温度监控装置。
优选地，在所述的负荷估计系统中，其中所述负荷估计装置包括计算装置，所述计算装置接收所述轮胎压力、轮胎温度、有效半径以及车辆速度作为输入并且借助于负荷估计算法根据所述输入来计算负荷估计。
优选地，在所述的负荷估计系统中，其中进一步包括用于根据作为到所述负荷估计算法中的输入的所述轮胎压力、轮胎温度以及车辆速度来确定轮胎垂直刚度的轮胎垂直刚度计算装置。
优选地，在所述的负荷估计系统中，其中，所述负荷估计算法包括接收所述轮胎垂直刚度、所述轮胎有效滚动半径以及作为输入的轮胎原始半径作为输入的递归最小二乘算法。
优选地，在所述的负荷估计系统中，其中，所述负荷估计装置可操作地计算由支承所述车辆的多个轮胎所承载的相应负荷。
优选地，在所述的负荷估计系统中，其中，由所述车辆所承载的估计的总负荷包括所述多个轮胎的所述相应负荷的总和。
优选地，在所述的负荷估计系统中，进一步包括用于根据所述估计的总负荷来估计车辆重心的重心高度估计装置。
根据本发明的一个方面，还提供了一种确定由轮胎所承载的估计的车辆负荷的方法，其包括：
根据所述轮胎的旋转来确定旋转计数；
测量由所述车辆所行进的所述距离；
根据所述行进距离和所述旋转计数来计算所述轮胎的有效半径；以及
根据所述有效半径来计算由所述车辆轮胎所承载的所述负荷。
优选地，在所述的方法中，其中，测量由所述车辆所行进的所述距离包括全球定位系统的使用。
优选地，在所述的方法中，其中，计算所述轮胎的有效半径包括将由所述全球定位系统所测量的距离除以所述旋转计数乘2п的乘积。
优选地，在所述的方法中，其中进一步包括测量所述轮胎的一次旋转的旋转时间；并且根据将所述轮胎的所述有效半径乘2п的所述乘积除以一次旋转的所述时间来计算车辆速度。
优选地，在所述的方法中，其中进一步包括测量所述轮胎的轮胎压力和轮胎温度；并且在借助于负荷估计算法计算负荷估计的过程中使用所述轮胎压力、轮胎温度、有效半径以及车辆速度。
优选地，在所述的方法中，其中进一步包括根据所述轮胎压力、轮胎温度以及车辆速度来确定轮胎垂直刚度并且在所述负荷估计算法中使用所述垂直刚度。
优选地，在所述的方法中，其中进一步包括通过多个轮胎上的相应负荷的总和来估计由所述车辆所承载的总负荷。
优选地，在所述的方法中，进一步包括根据所述估计的总负荷来估计所述车辆的重心。
定义
“ANN”或“人工神经网络”是用于基于在学习阶段流过网络的外部或内部信息来改变其结构的非线性统计数据建模的自适应工具。ANN神经网络是用来对输入与输出之间的复杂关系建模或者用来发现数据中的模式的非线性统计数据建模工具。
轮胎的“纵横比”意指乘以百分之百以得到作为百分比的表达的其横截面高度(SH)与其横截面宽度(SW)比值。
“不对称胎面”意指具有在轮胎的中心平面或赤道平面EP附近不对称的胎面花纹的胎面。
“轴向”或“轴向地”意指与轮胎的旋转的轴平行的线或方向。
“胎圈包布”是围绕胎圈的外面放置以保护帘布不受紧靠轮缘磨损或者切削并且将挠曲分布在轮缘上方的窄带材料。
“周向的”意指沿着与轴向方向垂直的环形胎面的表面的周长延伸的线或方向。
“赤道中心面(CP)”意指与轮胎的旋转轴垂直并且穿过胎面的中心的平面。
“轮迹”意指当轮胎旋转或者滚动时由轮胎胎面与平面一起创建的接触的接地面或面积。
“凹槽”意指可以在轮胎壁周围周向地或者横向地延伸的轮胎壁中的伸长空区域。“凹槽宽度”等于相对于其长度的其平均宽度。凹槽被调整大小以像所描述的那样容纳内胎。
“内侧面”意指当轮胎被安装在车轮上并且该车轮被安装在车轮上时最接近车辆的轮胎的侧面。
“横向”意指轴向方向。
“横向边缘”意指与在正常负荷和轮胎充气下所测量的轴向地最外面的胎面接地面或轮迹相切的线，所述线与赤道中心面平行。
“净接触面积”意指在由横向边缘之间的整个胎面的全面积所划分的胎面的整个圆周线周围接触横向边缘之间的胎面元件的地面的总面积。
“非取向胎面”意指没有正向行进的优选方向并且未被要求被定位于处于一个或多个特定车轮位置中的车辆上以确保胎面花纹与行进的优选方向对齐的胎面。相反地，取向胎面花纹具有要求特定车轮定位的行进的优选方向。
“外侧面”意指当轮胎被安装在车轮上并且该车轮被安装在车辆上时离车辆最远的轮胎的侧面。
“蠕动式”意指借助于沿着管状通道推进诸如空气之类的包含物质的波状收缩进行操作。
“压电薄膜传感器”是形式为薄膜体的设备，其使用由薄膜体的弯曲所促动的压电效应以通过将它们转换为电荷来测量压力、加速度、应力或力。
“径向”和“径向地”意指径向地朝或者远离轮胎的旋转的轴的方向。
“凸缘”意指橡胶在由至少一个周向凹槽或第二这样的凹槽或横向边缘所定义的胎面上的周向地延伸条，所述条未被全深度凹槽横向地分开。
“胎纹沟”意指细分胎面表面并且提高牵引力的模制到轮胎的胎面元件中的小支沟，胎纹沟在宽度上通常是窄的并且在与在轮胎的轮迹中保持打开的凹槽相反地轮胎轮迹中关闭。
“胎面元件”或“牵引力元件”意指通过具有形状相邻的凹槽所定义的凸缘或块元件。
“胎面弧宽度”意指如在胎面的横向边缘之间测量的胎面的弧长度。
附图说明
将通过示例的方式并且参考附图对本发明进行描述，在附图中：
图1是轮胎和TPMS配件的部分横截面的透视图。
图2是轮胎负荷估计系统和方法的流程图简图。
图3是有效半径和车辆速度计算的代表性示例。
图4A是在20 kph下对于两个代表性轮胎充气压力的有效滚动半径与轮胎负荷的关系的图表。
图4B是在40 kph下对于两个代表性轮胎充气压力的有效滚动半径与轮胎负荷的关系的图表。
图4C是在60 kph下对于两个代表性轮胎充气压力的有效滚动半径与轮胎负荷的关系的图表。
图5是轮胎负荷估计算法的数据流程图。
图6是经历倾覆力矩的车辆的示意图。
图7是重心高度估计系统和方法的数据流程图简图。
图8A是横向加速度、转向盘角以及滚动随着时间推移的一组图表。
图8B是估计的CG高度与时间比较CarSim估计的实际质量的关系的图表，并且估计有百分之20的误差。
具体实施方式
参考图1，用于基于有效滚动半径(负荷半径)来估计轮胎负荷的系统10利用支承诸如客车或商用卡车之类的车辆的轮胎12的一个或多个。轮胎12是包括中心轮胎空腔14的常规结构的轮胎。商用类型的轮胎压力测量系统(TPMS)电子封装或模块16被安装到与轮胎空腔14通信的轮胎内部线性表面并且电子地生成将轮胎旋转脉冲计数；轮胎空腔内的充气压力；轮胎空腔温度；以及轮胎数值标识号表示为被用在目标负荷计算的性能中的输出的信号。
由轮胎所支承的车辆负荷的估计在图2中被以图解形式描绘。车辆轮胎12与车辆的其它轮胎20相结合地支承整个车辆负荷的一部分。出于说明的目的，估计方法和方法学将被说明，应理解的是将对于支承车辆的轮胎中的每一个执行相同的估计。车辆的总载荷因此将通过组合所有轮胎上的所估计的载荷而被计算。
安装到轮胎12的TPMS设备16通过采用诸如压电薄膜传感器(未示出)之类的传感器按每个轮胎转数生成脉冲24，所述传感器按每个轮胎转数创建表示相对于地表面的轮胎曲面（patch）长度的脉冲。旋转计数22因此通过检测从传感器接收到的脉冲的数目而被记录。然而，将认识到所提出的负荷估计方案不依靠如脉冲长度中所反映的轮迹长度信息，因为轮胎接触曲面长度信息可能难以从脉冲24确定。主题系统使用有效滚动半径信息以便避免使用轮迹的难以确定的接触曲面长度。
轮胎的一次旋转的时间等于由采样频率所划分的脉冲长度并且像由块26所指示的那样被计算。GPS系统36或车载系统可以被用来确定由车辆在轮胎的N个转数中行进的距离和在像在块30处所指示的那样计算轮胎的有效滚动半径中使用的行进距离38。轮胎的有效半径等于行进距离38除以量(2 × pi × Ntire)。加载轮胎的有效半径（reff）然后可以在块28处被用来将车辆速度计算为2 × pi × reff除以一次旋转的时间(如在块26所计算的那样)。
轮胎安装的TPMS模块16被用来生成压力、温度以及轮胎标识数据输入33。轮胎数据33是负荷估计算法(采用分别如先前所描述的车辆速度和reff计算28、30的递归最小二乘32)的输入。负荷估计算法32然后基于轮胎导出的输入33、有效轮胎滚动半径64以及车辆速度来计算轮胎负荷估计34。
将了解的是，轮胎垂直刚度受轮胎压力、轮胎温度以及车辆速度影响。轮胎垂直刚度将影响轮胎将经历有效滚动半径改变达到的程度。因此，当借助于有效滚动半径估计轮胎上的载荷时将轮胎垂直刚度作为因素计入是重要的。轮胎垂直刚度可以被确定以得到压力、温度以及车辆速度的杂项组合并且结合到查找表中。图5图示了依照本发明的轮胎负荷估计算法数据流程图。压力以及温度和车辆速度的轮胎测量的输入通过测量被确定并且被用来查阅查找表54以便确定轮胎垂直刚度。一旦压力、温度以及车辆速度的参数是已知的就从查找表54中提取轮胎垂直刚度(Kt) 56。同时地，行进距离58值借助于GPS 36或车载系统被确定，并且与旋转计数60相结合，轮胎的有效滚动半径(reff)被确定。轮胎垂直刚度(Kt)、有效滚动半径(reff)64以及原始轮胎半径(Ro)是进入到递归最小二乘(RLS)算法68中并且在图5中所标识的公式中使用的输入。Ro、reff以及Kt对于递归最小二乘算法(RLS)而言是已知输入，其中“y”是输出；Ψ表示回归向量；以及(Fz)表示未知参数，轮胎负荷。求解轮胎负荷Fz可以针对车辆轮胎中的每一个被实行并且组合成产生车辆的总负荷。将注意的是，轮胎负荷在RLS算法中是唯一未知的。轮胎垂直刚度对于给定轮胎(如由轮胎ID所标识的那样)和压力、温度以及车辆速度的操作条件来说是已知的。一旦轮胎的标识已被作出轮胎的Ro原始半径就同样地是已知量。
图3示出了对于reff使用行进距离和转数计数Ntire的有效滚动半径和车辆速度的代表性计算。Ntire是约365并且行进距离是743.6，从而产生0.325的reff值。对于车辆速度，一次旋转的时间通过取1845的脉冲长度并且将其除以采样频率10000以产生0.1845秒而被确定。车辆速度然后通过使用reff和一次旋转量的时间所示出的公式来计算。车辆速度因此被确定为39.82 kph。
图4A、B以及C示出了对于28 psi和32 psi的两个轮胎压力条件的以米为单位的有效滚动半径reff与轮胎负荷的关系的图。图由实验室固定轴机器分析生成。图4A、B、C分别是针对20、40以及60 kph的车辆速度的图。将看到的是，在给定轮胎充气下的有效滚动半径reff随着车辆速度而改变。将进一步注意的是，所估计的负荷灵敏度对于轮胎负荷的每个250磅变化是滚动半径中的约1.5 mm变化。因此，可以得出滚动半径估计将在车辆速度在轮胎充气水平的正常范围下的正常范围之下产生轮胎负荷的可接受地准确估计的结论。
根据前文，将了解的是，主题系统从诸如压电传感器或其他适合的传感器之类的轮胎附着的TPMS单元获得车辆重量的估计，所述TPMS单元随着传感器通过接触曲面区行进而给出脉冲。所采用的算法不使用接触曲面长度信息来估计轮胎负荷，因为这样的曲面测量能够证明是有疑问的。相反地，系统使用有效滚动半径信息。负荷总数和负荷分布的信息可以被诸如电子制动分配(EBD)系统之类的先进制动控制系统用来优化制动系统性能并且减少车辆停车距离。对于商业车辆，在每个车辆上估计的重量可以被平均以产生车辆重量的估计，其然后能够被传送到中心位置，借此消除对称重站的需要。
车辆轮胎负荷分布和总负荷大小的估计在估计车辆重心(CG)高度(用于滚动稳定性控制(RSC)算法的关键信息)中是有用的。轮胎负荷信息(总质量)适用于如将从图6所理解的车辆滚动动力学中的状态估计。关于图6，示出了表示由两对车轮（右车轮对42和左车轮对44）所支承的车辆自由体质量46的自由体图40。在滚动中心周围花费片刻，滚动动力学方程能够被写为：
。
主动翻转保护系统的设计中的重要挑战是翻转指数的计算，所述翻转指数指示车辆翻转的可能性并且被用来触发差动制动器以防止翻转。翻转指数的准确计算是重要的以确保：
。
其中是对非簧载(unsprung)质量测量的车辆的横向加速度，是横摇角(rollangle)，而是车辆的重心(CG)离簧载(sprung)质量的滚动中心的高度。应该理解的是，(2)的翻转指数需要下列的：
（A）横向加速度的测量；
（B）横摇角；
（C）轨道宽度的知识；
（D）CG的高度的知识。
横向加速度的测量和横摇角可从IMU(惯性测量单元)得到，并且横摇角能够使用卡尔曼(Kalman)滤波方法从滚动速率估计。轨道宽度是恒定的车辆定义的值。
CG高度估计
。
这个能够被以参数标识形式重写为：
其中s是拉普拉斯(Laplace)算子，而项的影响已被忽略并且假定显著地比要小。
RLS算法
用于解决RLS问题的程序如下：
步骤0：初始化位置参数θ(0)和协方差矩阵P(0)；设置遗忘因子(forgettingfactor) λ。
步骤1：测量系统输出y(t)并且计算回归向量φ(t)。
步骤2：计算标识误差e(t)：
步骤3：计算增益k(t)：
步骤4：计算协方差矩阵：
步骤5：更新未知参数：
步骤6：对每个时间步长重复步骤1-5。
估计器程序实施方式模型在图7中被指示。使用回归向量74和输出加以分析车辆72。使用该等式。
其中y是输出；ψ是回归向量；并且θ是未知参数。回归向量的输入74和输出76在递归最小二乘(具有遗忘因子)参数估计算法78中被分别用作为输入和输出以求解CG高度的未知参数。
来自使用上面所描述的CG估计方法学的代表性示例的结果在图8A和8B中被概述。在图8A中，单位为“- g’s”的车辆的横向加速度；单位为度数的转向盘角度以及单位为度数的滚动、车辆分别被用图表表示。在图8B中，所估计的CG高度被用图表表示与示出实际CG高度、在实际质量情况下的估计CG高度以及在引入百分之20的质量误差情况下的估计CG高度的时间相对。针对三个条件的用图表表示的结果的闭合关系指示CG高度估计方法学是有效的并且可以被使用结合上面所阐述的负荷估计(使用有效滚动半径)方法学。
根据前文，将了解的是，主题方法学使用轮胎附着的TPMS单元实现准确的重量估计。车辆重心高度信息可以进一步使用将轮胎感测的负荷信息与车辆CAN总线信息相结合的传感器融合方法得到。传感器融合方法使得能够估计可以被用在滚动稳定性控制(RSC)算法中的车辆CG高度。全局负荷的和负荷分布的信息(使用所描述的每个轮胎的有效滚动半径)能够在先进制动控制系统中被用来优化系统性能并且减少车辆停止距离。重量估计可以进一步被用来消除对称重站的需要。
本发明中的变化考虑到它在其中提供的描述是可能的。虽然出于图示主题发明的目的已经示出了某些代表性实施例和细节，但是对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，在不背离主题发明的范围的情况下能够在其中作出各种改变和修改。因此，应当理解的是，能够在所描述的特定实施例中作出改变，这将在如由以下所附权利要求所限定的本发明的全部预定范围内。

Claims (8)

1.一种用于估计车辆负荷的负荷估计系统，其特征是包括：
至少一个轮胎，其支承车辆；
轮胎内置传感器，其安装到轮胎并包括旋转计数器，该旋转计数器用于从所述轮胎的旋转生成旋转计数；
基于车辆的距离测量装置，其用于测量由所述车辆行进的距离并且产生距离行进的输入数据；
有效半径计算装置，其用于根据所述行进的距离和所述旋转计数来计算所述轮胎的有效半径；以及
负荷估计装置，其用于根据所述有效半径来计算由所述车辆轮胎所承载的所述负荷；
用于测量轮胎压力和轮胎温度的轮胎压力和温度监控装置；
其中所述负荷估计装置包括计算装置，所述计算装置接收所述轮胎压力、轮胎温度、有效半径以及车辆速度作为输入并且借助于负荷估计算法根据所述输入来计算负荷估计，和/或其中所述负荷估计装置包括根据作为到所述负荷估计算法中的输入的所述轮胎压力、轮胎温度以及车辆速度来确定轮胎垂直刚度的轮胎垂直刚度计算装置；
其中来自负荷估计装置的数据通过被操作连接到车辆的通信设备传送给车辆的操作员或被传送给车辆控制设备。
2.根据权利要求1所述的负荷估计系统，其特征在于所述距离测量装置包括全球定位系统。
3.根据权利要求2所述的负荷估计系统，其特征在于所述有效半径计算装置可操作地通过将由所述全球定位系统所测量的距离除以所述旋转计数乘2п的乘积来计算所述轮胎的有效半径。
4.根据权利要求3所述的负荷估计系统，进一步特征是包括用于测量用于一次旋转的时间的旋转时间测量装置。
5.根据权利要求4所述的负荷估计系统，进一步特征是包括用于通过将所述轮胎的所述有效半径乘2п的所述乘积除以一次旋转的所述时间来计算车辆速度的车辆速度计算装置。
6.根据权利要求1所述的负荷估计系统，其特征在于所述负荷估计装置可操作地计算由支承所述车辆的轮胎所承载的相应负荷，并且由所述车辆所承载的估计的总负荷包括所述轮胎的所述相应负荷的总和，而且进一步包括用于根据所述估计的总负荷来估计车辆重心的重心高度估计装置，其中根据等式估计重心高度估计的车辆中心，其中y是输出，ψ是回归向量，并且θ是未知参数。
7.一种确定由轮胎所承载的估计的车辆负荷的方法，其特征是包括：
确定来自安装到所述轮胎内置传感器的旋转计数；
测量来自基于车辆的距离测量装置的由所述车辆行进的距离；
根据所述行进的距离和所述旋转计数来计算所述轮胎的有效半径；
根据所述有效半径来计算由所述车辆轮胎所承载的所述负荷；以及
测量轮胎的轮胎压力和轮胎温度；以及
借助于负荷估计算法使用所述轮胎压力、轮胎温度、有效半径以及车辆速度计算负荷估计；
将表示负荷计算的数据通过被操作连接到车辆的通信设备传送给车辆的操作员或传送给车辆控制设备。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于测量由所述车辆所行进的所述距离包括全球定位系统的使用。
CN201310489898.9A 2012-10-19 2013-10-18 车辆重量和重心估计系统及方法 Expired - Fee Related CN103770788B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/655787 2012-10-19
US13/655,787 US9358846B2 (en) 2012-10-19 2012-10-19 Vehicle weight and center of gravity estimation system and method
US13/655,787 2012-10-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103770788A CN103770788A (zh) 2014-05-07
CN103770788B true CN103770788B (zh) 2017-02-22

Family

ID=49447349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310489898.9A Expired - Fee Related CN103770788B (zh) 2012-10-19 2013-10-18 车辆重量和重心估计系统及方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9358846B2 (zh)
EP (1) EP2722202B1 (zh)
JP (1) JP6265411B2 (zh)
CN (1) CN103770788B (zh)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8990000B2 (en) * 2013-04-23 2015-03-24 Ford Global Technologies, Llc Active suspension with load detection and adaptation
DE102013108285A1 (de) * 2013-08-01 2015-02-05 Scania Cv Ab Verfahren und System zur Bestimmung einer Druckabweichung zwischen einem Sollreifendruck und einem aktuellen Reifendruck für einen Reifen eines Fahrzeugs sowie zur Bestimmung einer Radlast
DE102013108283A1 (de) 2013-08-01 2015-02-05 Scania Cv Ab Verfahren und System zur Bestimmung eines Druckverhältnisses zwischen einem Sollreifendruck und einem aktuellen Reifendruck für einen Reifen eines Fahrzeugs
US9434409B2 (en) * 2014-04-03 2016-09-06 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire lateral force model with temperature adaptation and method
KR101655376B1 (ko) * 2014-11-27 2016-09-07 현대오트론 주식회사 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법
CN104697533A (zh) * 2015-03-30 2015-06-10 小米科技有限责任公司 导航方法和装置
US9995654B2 (en) * 2015-07-08 2018-06-12 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire and vehicle sensor-based vehicle state estimation system and method
US9752962B2 (en) 2015-10-09 2017-09-05 The Goodyear Tire & Rubber Company Robust tire forces estimation system
US9663115B2 (en) 2015-10-09 2017-05-30 The Goodyear Tire & Rubber Company Method for estimating tire forces from CAN-bus accessible sensor inputs
US9821611B2 (en) * 2015-10-21 2017-11-21 The Goodyear Tire & Rubber Company Indirect tire wear state estimation system
US9873293B2 (en) 2015-10-21 2018-01-23 The Goodyear Tire & Rubber Company Indirect tire wear state prediction system and method
US9522578B1 (en) * 2015-11-11 2016-12-20 The Goodyear Tire & Rubber Company Robust system and method for auto-location of tire-based sensors
TWI579536B (zh) * 2015-12-28 2017-04-21 Fang-Jun Chai Method and device for controlling vehicle load by vehicle tire pressure detection
CN106370344A (zh) * 2016-08-24 2017-02-01 丹阳市国美汽配有限公司 一种基于卡尔曼滤波的轮胎压力和温度的最优估计方法
EP3318422B1 (en) 2016-11-08 2019-08-28 The Goodyear Tire & Rubber Company Indirect tire wear state prediction system and method
GB2573214B (en) * 2017-02-10 2021-12-15 Mitsubishi Heavy Ind Mach Systems Ltd Onboard system, charging system, charging method, and program
CN109808699B (zh) * 2017-11-16 2021-03-23 北京经纬恒润科技股份有限公司 一种预估车辆载重的方法及系统
US10347058B2 (en) * 2017-11-27 2019-07-09 Ford Global Technologies, Llc Methods and apparatus for vehicle maintenance event detection and recording
EP3605023B1 (en) * 2018-07-31 2023-09-06 Pirelli Tyre S.p.A. Method for determining a vehicle route based on an estimation of the weight of the vehicle
US10875539B2 (en) 2018-08-22 2020-12-29 Infineon Technologies Ag Tire load estimation
CN109591827B (zh) * 2018-11-13 2020-05-15 南京航空航天大学 一种基于侧向速度估计的汽车质量辨识方法
US11298991B2 (en) 2018-11-28 2022-04-12 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire load estimation system and method
US11644386B2 (en) 2018-12-11 2023-05-09 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire wear state estimation system and method
US11498371B2 (en) 2018-12-12 2022-11-15 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire data information system
CN109767520B (zh) * 2019-01-11 2021-06-04 清华四川能源互联网研究院 一种车辆载重处理方法及装置
DE102019110805B4 (de) * 2019-04-26 2021-06-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Bestimmung einer tatsächlichen Reifengröße der Reifen eines Fahrzeuges
JP6748765B1 (ja) * 2019-06-25 2020-09-02 株式会社ショーワ 接地荷重推定装置、制御装置および接地荷重推定方法
CN110539708A (zh) * 2019-08-02 2019-12-06 易瑞博科技（北京）有限公司 车轮及用于车轮的参数测量方法
US11745548B2 (en) * 2020-03-06 2023-09-05 Tactile Mobility Ltd. Estimating an effective radius of a tire of a vehicle
EP4115430A4 (en) 2020-03-06 2024-07-17 Tactile Mobility Ltd VEHICLE MONITORING DEVICE
CN114435378A (zh) * 2020-11-03 2022-05-06 陕西汽车集团有限责任公司 一种基于神经网络的纯电动汽车整车质量估算方法
CN116761728A (zh) * 2021-01-06 2023-09-15 普利司通美国轮胎运营有限责任公司 用于轮胎垂直负载预测的系统和方法
CN113175983A (zh) * 2021-04-29 2021-07-27 上海睿奈电子科技有限公司 一种智能型车辆重量在线检测装置的监测方法
EP4249297A1 (en) 2022-03-25 2023-09-27 Volvo Truck Corporation Method for controlling vehicle performance by estimating the center of gravity of a loaded vehicle
EP4303088A1 (en) 2022-07-04 2024-01-10 Dellner Bubenzer AB Controller for estimating individual axle weights of a rail vehicle, computer-implemented method therefor, computer program and non-volatile data carrier
CN115230717A (zh) * 2022-07-21 2022-10-25 广西科技大学 一种载荷汽车质量的计算方法和装置
CN115452421A (zh) * 2022-08-01 2022-12-09 中国第一汽车股份有限公司 一种关于轮胎滚动半径和负荷半径的试验方法
EP4331927A1 (en) 2022-09-02 2024-03-06 Dellner Bubenzer AB Controller for estimating axle weights of a rail vehicle, computer-implemented method therefor, computer program and non-volatile data carrier
US20240159613A1 (en) * 2022-11-13 2024-05-16 Enervibe Ltd. System for Calculating Weight Center Deviation from Vehicle Geometric Center

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1860042A (zh) * 2003-10-24 2006-11-08 倍耐力轮胎公司 车辆行驶期间检测轮胎载荷的方法和系统
CN1912566A (zh) * 2005-08-09 2007-02-14 住友橡胶工业株式会社 利用gps速度信息检测轮胎内压降低的方法
CN102141479A (zh) * 2010-01-07 2011-08-03 欧陆汽车有限责任公司 用于确定轮胎行驶里程的方法和装置
CN102282052A (zh) * 2009-01-13 2011-12-14 丰田自动车株式会社 车辆状态估计装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4551806A (en) * 1983-03-28 1985-11-05 Amf Inc. Method and apparatus for the simulation of the build up of the tread on a tire carcass
US5267161A (en) * 1990-04-12 1993-11-30 Robert Bosch Gmbh System for the generation of signals for control or regulation of an undercarriage controllable or regulable in its sequences of motion
US5694322A (en) * 1995-05-09 1997-12-02 Highwaymaster Communications, Inc. Method and apparatus for determining tax of a vehicle
US5610340A (en) * 1995-06-23 1997-03-11 New Jersey Institute Of Technology Integrated pressure sensor with remote power source and remote read-out
CN1247973C (zh) 2001-08-06 2006-03-29 米其林技术公司 根据应力确定轮胎特性的方法
JP2004067009A (ja) 2002-08-08 2004-03-04 Toyota Motor Corp タイヤ状態推定装置
JP2004237947A (ja) 2003-02-10 2004-08-26 Honda Motor Co Ltd タイヤ空気圧低下の検知装置
WO2004098910A2 (en) * 2003-05-02 2004-11-18 Intertech Engineering Associates, Inc. An apparatus for monitoring tire pressure
JP4213994B2 (ja) * 2003-05-28 2009-01-28 株式会社豊田中央研究所 タイヤグリップ度推定装置及び方法、走行状態制御方法
US7104438B2 (en) * 2003-10-22 2006-09-12 The Goodyear Tire & Rubber Company Method of integrating tire identification into a vehicle information system
FR2869410B1 (fr) * 2004-04-26 2006-06-16 Michelin Soc Tech Compteur de rotations de pneumatique
JP4680532B2 (ja) 2004-06-02 2011-05-11 株式会社ブリヂストン タイヤの動的状態推定方法とその装置
US20060173603A1 (en) * 2005-02-02 2006-08-03 Mohan Sankar K Slip loss reduction control system for improving driveline efficiency
US7509204B2 (en) * 2005-02-11 2009-03-24 Honeywell International Inc. Method and system using tire stretch data to control braking
JP2006250854A (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 車速検出装置
US20060253243A1 (en) * 2005-05-06 2006-11-09 Jacob Svendenius System and method for tire/road friction estimation
JP2007153034A (ja) * 2005-12-01 2007-06-21 Toyota Motor Corp タイヤ摩耗状態判定装置
JP4800025B2 (ja) 2005-12-09 2011-10-26 住友ゴム工業株式会社 車両の荷重状態推定方法およびタイヤ空気圧低下警報方法
CN100514028C (zh) * 2006-04-05 2009-07-15 江苏大学 一种货车装载平衡自动监测装置及其控制方法
US7792617B2 (en) * 2006-05-08 2010-09-07 Ford Global Technologies Wheel speed sensing system for electronic stability control
EP1964736B1 (en) * 2007-03-01 2011-10-12 Haldex Brake Products AB Systems and methods for determining a parameter relating to a tire-to-road contact and/or relation between a wheel and a vehicle motion
US8083557B2 (en) * 2008-01-18 2011-12-27 Steven Sullivan Method and apparatus for powering of amphibious craft
JP5556500B2 (ja) * 2010-08-19 2014-07-23 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置および方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1860042A (zh) * 2003-10-24 2006-11-08 倍耐力轮胎公司 车辆行驶期间检测轮胎载荷的方法和系统
CN1912566A (zh) * 2005-08-09 2007-02-14 住友橡胶工业株式会社 利用gps速度信息检测轮胎内压降低的方法
CN102282052A (zh) * 2009-01-13 2011-12-14 丰田自动车株式会社 车辆状态估计装置
CN102141479A (zh) * 2010-01-07 2011-08-03 欧陆汽车有限责任公司 用于确定轮胎行驶里程的方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2722202A1 (en) 2014-04-23
US9358846B2 (en) 2016-06-07
EP2722202B1 (en) 2017-04-19
JP2014084100A (ja) 2014-05-12
US20140114558A1 (en) 2014-04-24
CN103770788A (zh) 2014-05-07
JP6265411B2 (ja) 2018-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103770788B (zh) 车辆重量和重心估计系统及方法
US9752962B2 (en) Robust tire forces estimation system
US9428013B2 (en) Tire wear state estimation system utilizing cornering stiffness and method
US9874496B2 (en) Tire suspension fusion system for estimation of tire deflection and tire load
US9663115B2 (en) Method for estimating tire forces from CAN-bus accessible sensor inputs
JP7083259B2 (ja) モデルに基づくタイヤ摩耗推定システムおよび方法
CN104044585B (zh) 车辆动态载荷估计系统和方法
US9340211B1 (en) Intelligent tire-based road friction estimation system and method
US9995654B2 (en) Tire and vehicle sensor-based vehicle state estimation system and method
US9636955B2 (en) Tire temperature predictive system and method
US8983749B1 (en) Road friction estimation system and method
EP3807105B1 (en) Tread wear monitoring system and method
US9050864B2 (en) Tire wear state estimation system and method
US9259976B2 (en) Torsional mode tire wear state estimation system and method
US8844346B1 (en) Tire load estimation system using road profile adaptive filtering
US10048170B2 (en) Vehicle loading condition detection system and method
US20200164703A1 (en) Tire load estimation system and method
BR102013026168A2 (pt) sistema e método de avaliação do centro de gravidade e peso de um veículo

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170222

Termination date: 20181018