CN104541123A

CN104541123A - 用于求取安装在车辆上的轮胎的周长的方法和设备

Info

Publication number: CN104541123A
Application number: CN201380025227.5A
Authority: CN
Inventors: C·潘普什; B·伊斯克; H·厄扎斯岚; I·席勒
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2033-03-21
Also published as: EP2849979B1; EP2849979A1; CN104541123B; WO2013170984A1; DE102012208298A1

Abstract

本发明涉及一种用于求取安装在车辆上的轮胎的周长的方法，其中，所安装的轮胎的周长估计在预先确定的公差带(TB11，TB21，TB31)之内。在此，可安装在车辆上的轮胎如此地划分为分别预先确定的周长区间(UK1，UK2)的至少两个限定的等级(K1，K2)中，即两个等级(K1，K2)的周长区间(UK1，UK2)不彼此重叠并且分别具有小于所安装的轮胎的估计周长的公差带(TB11，TB21，TB31)的区间尺寸。此外，所安装的轮胎借助于其估计周长归类到两个等级(K1，K2)之一。所安装的轮胎的周长则借助于所确定的所安装的轮胎的等级归属进行求取。

Description

用于求取安装在车辆上的轮胎的周长的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于求取安装在车辆上的轮胎的周长的方法和对应的设备。本发明也涉及一种用于车辆自动泊车的方法和对应的泊车系统。此外，本发明涉及一种具有根据本发明的、用于求取安装在车辆上的轮胎的轮胎周长的设备和/或具有根据本发明的泊车系统的车辆辅助系统。

背景技术

车辆中的自动泊车系统在行驶期间测量可能合适的泊车位。当驾驶员想要泊入某个泊车位中时，系统算出所属的轨迹并且将车辆引导到该泊车位中。在此重要的是知道准确的轮胎周长。只有这样才能确保所计算的轨迹和实际的轨迹彼此准确一致并且车辆最佳地停止在泊车位中。如果所假设的轮胎周长与实际轮胎周长之间的偏差过大，则这导致不完美的泊车结果，其中，车辆或者过远地停在泊车位之外或者行驶到路边石上。

实际轮胎周长和由泊车系统假设的轮胎周长之间的大的差别的最主要原因是轮胎更换成另外的轮胎尺寸。

通常，所允许的用于车辆的轮胎具有可比的轮胎周长，从而通常可以由平均轮胎尺寸出发。然而也可能出现：存在具有明显不同的轮胎周长的轮胎(例如冬季轮胎或者夏季轮胎)，从而可能出现不完美的泊车结果。

用于车辆车轮的周长求取的方法由现有技术中已知。例如文献EP 1826 530 A 1中描述了一种用于具有至少两个车轮的车辆的轮胎的或者车轮的周长求取的方法，其中，根据车辆的横摆率(Gierrate)、第一车轮的第一转动速度、所述至少两个车轮的第二车轮的第二转动速度和在第一车轮和第二车轮之间的间距(即轨距)求取所述至少两个车轮的第一车轮的周长。

在此不利的是，在该情况下对于轮胎周长的或车轮周长的确定作出重要贡献的横摆率通常具有高至3％的相对误差。而在自动泊车系统中，在轮胎周长的精度中例如需要达到约1％的数量级。

发明内容

根据本发明提供一种用于求取安装在车辆上的轮胎的周长的方法，其中，在预先确定的公差带内估计所安装的轮胎的周长。在此，将可安装在车辆上的轮胎划分为至少两个如此限定的等级，其中，可安装的轮胎的周长分别包含在对于每个等级预先确定的周长区间内，其中，所述两个等级的周长区间不重叠并且分别具有小于所安装的轮胎的估计周长的公差带。此外，将所安装的轮胎根据其估计周长归类到两个等级之一。所安装的轮胎的周长在此根据所安装的轮胎的确定的等级归属来求取。

在最小值和最大值之间延伸的值域以区间标明。所述最大值和所述最小值之间的差称作区间尺寸。

此外，根据本发明提供一种用于求取安装在车辆上的轮胎的周长的设备，该设备构造用于在预先确定的公差带内估计所安装的轮胎的周长。此外，根据本发明的设备包括分析处理装置，该分析处理装置构造用于如此将可安装在车辆上的轮胎划分成预先确定周长区间的至少两个等级，使得所述两个等级的周长区间不彼此重叠并且分别具有小于所安装的轮胎的估计周长的公差带的区间尺寸。此外，分析处理单元还构造用于将所安装的轮胎根据其估计周长归类到所述两个等级之一并且由此根据所安装的轮胎的确定的等级归属求取所安装的轮胎的周长。

从属权利要求示出本发明的优选扩展方案。

在根据本发明的方法中，足够准确地估计至少一个所安装的轮胎的大致轮胎周长并且将该轮胎周长归类到一具有类似轮胎周长的轮胎等级。

在估计所安装的轮胎的大致轮胎周长时确定轮胎周长的绝对值，该绝对值具有与所使用的测量方法相对应的公差带。此外，将可安装在车辆上的轮胎划分成多个具有类似轮胎周长的轮胎等级。通过使在某一等级内的轮胎周长之间的偏差分别小于所安装的轮胎的估计轮胎周长的公差带的方式，可以在将所安装的轮胎的轮胎周长归类到所述多个等级之一之后更准确求取所安装的轮胎的轮胎周长。所安装的轮胎的轮胎周长的求取精度然后与以下等级内的轮胎周长的偏差相对应：所安装的轮胎根据其估计轮胎周长归类到该等级。

借助于根据本发明的方法，通过轮胎周长估计仅仅进行所安装的轮胎到某一具有类似轮胎周长的轮胎等级的归类，然而其中，不进行到某个绝对轮胎半径的归类。由此可能的是，例如在轮胎更换之后识别出所安装的轮胎的实际轮胎周长和所假设的轮胎周长之间的大的差别并且对其进行修正。以该方式可以改善系统——例如需要对所安装的轮胎的实际轮胎周长准确了解的自动泊车系统——的稳健性和客户价值。

在本发明的一种特别优选的实施方式中，如果所安装的轮胎的估计周长的绝对值包含在至少两个不同等级中的某一等级的周长区间中，则将所安装的轮胎归类到所述至少两个不同等级中的该等级。

尤其如果所安装的轮胎的估计周长的绝对值位于两个等级的周长区间之间的一周长区间中，则在本发明的一种非常有利的实施方式中，计算所安装的轮胎的估计周长的绝对值和最初安装的轮胎的周长之间的差值。接着将所计算的差值与存在于所述两个等级的周长区间之间的所述周长区间的区间尺寸进行比较并且相应于比较结果地将所安装的轮胎归类到所述两个等级之一。

通过根据本发明将可安装在车辆上的轮胎划分为至少两个不同的轮胎等级，根据本发明，所述任务减少成辨识所安装的轮胎以用于确定其到某一轮胎等级的归属。如果所安装的轮胎的轴差在最初已知，则仅仅还必须识别是否已经发生了轮胎更换。在此重要的仅仅是识别新使用的轮胎是否属于另一等级，即识别是否安装了更大或更小的轮胎。

尤其如果因为以下情况不能将所安装的轮胎借助于其估计周长的绝对值归类到至少两个等级之一，即该绝对值位于存在于两个等级的周长区间之间的一周长区间中，则如上文已提及的那样，形成在所安装的车轮的估计周长的绝对值和最初安装的车轮的周长之间的差值。根据本发明，最初安装的轮胎的周长尤其借助于与所使用的轮胎的周长相同的测量装置和相同的方法来估计，并且由此部分地以几乎相同的相对系统误差确定。在形成差值时，形成差的参量的系统误差则部分地被补偿。由此明显减小所述差值的相对系统误差。如果最初安装的轮胎的等级归属已知，则可以在形成差值时对于最初安装的轮胎的周长假设为形成最初安装的轮胎所属的等级的这些轮胎的平均周长。因此可更准确地确定所述差值并且由此更好地将所述差值与所述两个等级彼此间的相对间距进行比较。如果该差值小于两个等级的相对间距，则将所使用的轮胎归类到已知的、最初安装的轮胎所属的等级。如果所述差值大于所述两个等级彼此间的相对间距，则将所使用的轮胎归类到两个等级中的另一个。

在根据本发明的方法中，尤其一次与所安装的轮胎的周长无关地确定所驶过的横摆角并且一次基于被假设为最初安装的轮胎的周长确定所驶过的横摆角(双轨模型)。然后，根据如此确定的横摆角估计所安装的轮胎的周长。与所安装的轮胎的周长无关地确定的、所驶过的横摆角借助于所设计的车辆转速(横摆率)的积分计算。横摆率通常在车辆中通过横摆率传感器来求取。

在根据本发明的、根据在所安装的车轮的借助于横摆率传感器和双轨模型估计的周长的绝对值和最初安装的轮胎的周长之间的差值进行的等级归类中，形成差值的参量的系统误差部分地被补偿。在此，横摆率传感器的约3％的相对系统误差分成约1％的制造公差误差、1％的老化误差以及1％的温度相关性误差。在计算所述差值时可将形成差值的参量的由于制造公差引起的误差和老化误差视作相同。因此，在使用横摆率传感器时，所计算的差值的相对系统误差减小到例如为1％的温度相关性误差。

此外，根据本发明提供了一种用于车辆的自动泊车的特别有利的方法和相应的泊车系统。在此检测泊车位，根据所检测的泊车位和根据本发明求取的、车辆的所安装的车轮的轮胎周长计算为了泊入泊车位中而待行驶的轨迹，并且使车辆沿着所计算的轨迹自动引导到泊车位中。

最后，根据本发明提供了一种具有根据本发明的用于求取安装在车辆上的轮胎的周长的设备和/或具有根据本发明的泊车系统的车辆辅助系统。

附图说明

接下来参考附图详细描述本发明的实施例。其中：

图1示出根据本发明的第一实施方式基于安装在车辆上的轮胎的轮胎周长确定已由车辆驶过的横摆角的示图，

图2示出关于根据本发明的第一实施方式将三种可安装的轮胎类型和属于这三种轮胎类型的、在考虑有效轨距之前和之后的轮胎周长划分为两个等级的示图，

图3示出关于根据本发明的第一实施方式将三种可安装的轮胎类型和属于这三种轮胎类型的、在考虑有效轨距之后的、在考虑到横摆率传感器3％的最大灵敏度误差的情况下所估计的轮胎周长划分为两个等级的示图，以及

图4示出关于根据本发明的第一实施方式将三种可安装的轮胎类型和属于这三种轮胎类型的、在考虑有效轨距之后的、在仅仅考虑横摆率传感器1％的温度误差的情况下所估计的轮胎周长划分为两个等级的示图。

具体实施方式

接下来借助于图1至4阐述如何借助于根据本发明的方法根据本发明的第一实施方式估计安装在车辆上的轮胎的轮胎周长并且此外实现将所安装的轮胎归类到一轮胎尺寸等级。

根据本发明的轮胎周长估计基于两种测量方法的调准(Abgleich)，其中，所驶过的横摆角值一方面借助于与轮胎周长无关的第一测量方法确定，以便得到第一横摆角测量值并且另一方面也借助于基于被假设为最初安装的轮胎的轮胎周长的第二测量方法确定，以便由此得到第二横摆角测量值下文中借助于第一测量方法确定的横摆角以表示，并且相同的横摆角当其借助于第二方法被确定时以表示。

准确地说，所驶过的横摆角的第一测量值由通过所读取的车辆转速(横摆率)的积分获得的角度变化(如关系式(1)所示那样)确定。在此，横摆率通常在车辆中过横摆率传感器已知。

此外，在第二测量方法中，所驶过的横摆角由通过弯道外后轮的和弯道内后轮的路程差获得的角度变化(双轨模型)(如关系式(2)所阐明)确定。

由所测量的、弯道外车轮的和弯道内车轮的路程差获得的半径差在此以b标明。如此确定的“有效轨距”b与车辆和所使用的轮胎相关。以下路程以S_Ka、S_Ki标明，所述路程分别由弯道外车轮的或者弯道内车轮的转速传感器在弯道开始处和在弯道结束处的计数器读数值的差求取，并且其分别与每车轮脉冲的参数化路程S_tick相乘。在轮胎周长计算时还需要每轮胎周长的车轮脉冲数n_tick。

接下来借助图1所示的示图根据本发明的第一实施方式阐述基于被假设为最初安装在车辆上的轮胎的轮胎周长确定已由车辆10驶过的为90°的横摆角所驶过的横摆角借助于弯道外后轮相对于弯道内后轮的路程差确定。图1中所使用的标记S_Ka、S_Ki和b在前面章节已经提出并解释。车辆的待行驶的轨迹示作角度为90°的弯道，该弯道具有相对于弯道内后轮考虑的内半径R_Ki和相对于弯道外后轮考虑的外半径R_Ka。因此在S_Ka、S_Ki、R_Ka、R_Ki和b之间得出在关系式(3)、(4)和(5)中所示的相互关系。

由所驶过的、与轮胎周长无关地确定的横摆角和由所驶过的、基于被假设为最初安装的轮胎的轮胎周长确定的横摆角可计算修正系数k，如关系式(6)中所阐明。然后每车轮脉冲的经参数化的路程S_tick可以与该修正系数k相乘(在计算例如由弯道外后轮或者弯道内后轮所驶过的路程时要使用该路程S_tick)，以便由此最后得到与动态滚动半径相应的参数化。

在关系式(7)中阐明了轮胎周长RU和所计算的修正系数k之间的相互关系，其中，假设每车轮转动的车轮脉冲数n_tick是恒定的。

RU＝k·S_tick·n_tick (7)

在根据本发明估计轮胎周长时，根据本发明尤其涉及所有下面列出的基本假设：

-在确定时转速信号是偏置补偿的，从而可忽略相应的误差影响。其方法在现有技术中已知。

-已经发生了轮胎公差调准，从而已经补偿了弯道内车轮和弯道外车轮之间的相对差。

-对于轮胎周长的估计仅仅允许具有不过高的横摆速度的行驶，以便避免随着横摆速度升高的离心力导致弯道外车轮的挤压，这可能使待估计的动态滚动半径失真。

-对于轮胎周长的估计仅仅允许具有足够高的横摆速度的行驶，以便确保与传感器的背景噪声的足够距离。

-当后轴线被驱动时，仅仅当车辆的速度恒定或略微下降时才进行轮胎周长的估计。

-附加地可能有利的是，将轮胎周长的估算限制在确定的温度范围，在该温度范围内横摆率传感器的误差较小。

-横摆率传感器的灵敏度误差典型地位于约±3％的数量级中。因此，轮胎周长估计的最大可实现精度同样仅仅在大于3％的范围内。因为对于自动泊车系统需要小于1.5％的精度，所以在根据本发明的方法中将可安装的轮胎划分为有类似轮胎周长的等级。通过轮胎周长估计仅仅进行到有类似周长的轮胎等级的归类，然而其中，不进行到绝对轮胎半径的归类。

-等级划分附加地有这样的优点，即在等级形成中考虑并且由此补偿“有效轨距”b的影响，所述“有效轨距”b对于不同类型的轮胎而言不是恒定的并且其附加地使周长估计失真。

图2示出一个图表，该图表示出将可安装的轮胎的以cm为单位给出的所计算的理想轮胎周长RU分成三种轮胎类型RT，其在x轴上以数字1、2、3标明。此外示出周长确定如何通过有效轨距b改变并且如何进行到两个等级K1和K2的等级分配。在此示例性地分析处理了三种轮胎类型，其中，以1标明轮胎类型195/55R16，以2标明轮胎类型205/55R16，并且以3标明轮胎类型245/40R17。针对对应的轮胎类型1、2或3计算的理想轮胎周长以RU1、RU2和RU3标明。针对分别对应的轮胎类型1、2或3在考虑“有效轨距”b之后修正过的轮胎周长以RUb1、RUb2和RUb3标明。

在图2所示的情况下，轮胎类型1形成轮胎第一等级K1。此外，轮胎类型2和轮胎类型3形成轮胎第二等级K2。对于泊车系统来说，对于每个轮胎等级K1、K2假设平均轮胎周长。

因此，根据本发明，所述任务减少成辨识轮胎以便归属到某一轮胎等级。当轮胎最初(初始)已知时，此外仅仅还须识别是否已经发生了可能的轮胎更换。在此重要地仅仅还应识别的是，新使用的轮胎是否属于另一等级，即是否安装了更大或更小的轮胎。

这种类增量考虑(Deltabetrachtung)，即结论“安装更大的轮胎”或者“安装更小的轮胎”有这样的优点，即可补偿横摆率传感器的系统误差。因此，横摆率传感器的相对误差分成约1％的制造公差误差、1％的老化误差以及1％的温度相关性误差。通过例如通过依次的夹紧周期(Klemmenzyklus)确定的轮胎周长的增量考虑，制造公差的误差以及老化误差可以视作一样并且因此可以忽略。因此在增量考虑中的相对误差减少到仅仅1％。

图3示出如何将示例性可安装的轮胎的以cm为单位给出的在考虑“有效轨距”b之后修正过的轮胎周长RUb分成图2中的三个以数字1、2、3对应标明的轮胎类型RT。在此示例性地借助图2中的三种轮胎类型的分析处理附加地示出了：横摆率传感器的±3％的灵敏度误差的附加考虑对周长确定有什么影响并且在什么范围内到两个等级的等级归类还是明确唯一的。此外对于三种轮胎类型来说，可安装轮胎的、在考虑“有效轨距”b之后修正过的轮胎周长RUb1、RUb2和RUb3的、借助于横摆率传感器的±3％的灵敏度误差计算的公差带相应地以TB11、TB21和TB31标明。此外，第一轮胎等级以K1并且第二轮胎等级以K2标明。

如果轮胎周长的绝对值RUb可明确唯一地归类到两个轮胎等级K1、K2之一，则相应明确唯一地归类该等级。

此外在图3中以NK标明这样的轮胎组，该轮胎组不能根据其估计轮胎周长的绝对值RUb明确唯一地归类到轮胎等级K1、K2中的任何一个中并且具有包含在位于两个等级K1、K2的周长区间UK1、UK2之间的周长区间NKU中的、其估计周长的绝对值。

如果根据其估计周长的绝对值RUb轮胎到两个轮胎等级K1、K2之一的归类不是明确唯一的，则附加地使用增量考虑以便于能够进行明确唯一的归类。

图4示出了如何将可安装的轮胎的、以cm为单位给出的在考虑“有效轨距”b之后修正过的轮胎周长RUb分成图2中的三个以数字1、2、3标明的轮胎类型RT。在此在图4中示例性地借助于图3中的三种轮胎类型的分析处理附加地示出了：在假设横摆率传感器的灵敏度误差仅仅1％的情况下如何将公差带TB11、TB21和TB31分别减小到其他公差带TB12、TB22和TB32。在此忽略由于老化和制造公差引起的系统误差并且仅仅还考虑由于温度相关性引起的系统误差。由此可以明确唯一地确定某个轮胎到轮胎等级K1、K2之一的归属。这里重要相关的是轮胎等级彼此间的相对间距。绝对轮胎周长RUb可在图3所示的公差带中变动，其中，轮胎等级之间的相对间距却保持不变。

对所安装的轮胎的相应轮胎等级的最初确定或者说初始确定可以或者通过横摆率传感器确定(这是由于这里可以将横摆率传感器的老化误差假设为可忽略)或者在车辆制造结束时使其已知(这是由于这里所安装的轮胎的轮胎齿轮恰恰已知)。

因此，在假设最初安装的轮胎的轮胎等级已知的情况下根据本发明，可以借助于在考虑等级彼此间的相对间距的情况下的增量考虑进行后来安装轮胎的估计轮胎周长的明确唯一的归类。

除了以上书面公开内容，在此对本发明其他公开内容的补充明确参考图1至4中的示图。

Claims

1.一种用于求取安装在车辆(10)上的轮胎的周长的方法，其中，根据通过预先确定的公差带(TB11，TB21，TB31)给定的最小精度估计所安装的轮胎的周长，其特征在于，如此将可安装在所述车辆(10)上的轮胎划分为分别预先确定的周长区间(UK1，UK2)的至少两个等级(K1，K2)中，使得所述至少两个等级(K1，K2)的周长区间(UK1，UK2)不彼此重叠并且分别具有小于所安装的轮胎的估计周长的公差带(TB11，TB21，TB31)的区间尺寸，并且将所安装的轮胎根据其估计周长归类到所述两个等级(K1，K2)之一，由此根据所安装的轮胎的确定的等级归属求取所安装的轮胎的周长。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所安装的轮胎的估计周长的绝对值(RUb1，RUb2，RUb3)包含在所述两个等级(K1，K2)之一的周长区间(UK1，UK2)中，则将所安装的轮胎归类到所述等级，和/或，如果所安装的轮胎的估计周长的绝对值(RUb1，RUb2，RUb3)包含在位于所述两个等级(K1，K2)的周长区间(UK1，UK2)之间的周长区间(NKU)中，则计算所安装的轮胎的估计周长的绝对值(RUb1，RUb2，RUb3)和被假设为最初安装的轮胎的周长之间的差值，将所计算的差值与位于所述两个等级(K1，K2)的周长区间(UK1，UK2)之间的所述周长区间(NKU)的区间尺寸进行比较并且相应于比较结果将所安装的轮胎归类到所述两个等级(K1，K2)之一。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，一次与所安装的轮胎的周长无关地确定所驶过的横摆角并且一次基于被假设为最初安装的轮胎的周长确定所驶过的横摆角其中，根据如此确定的横摆角的比较估计所安装的轮胎的周长。

4.一种用于车辆(10)自动泊入泊车位中的方法，其中，检测泊车位，并且根据所检测的泊车位以及根据借助根据以上权利要求中任一项所述的方法求取的、所述车辆(10)的所安装的轮胎的轮胎周长计算为了泊入所述泊车位中而待行驶的轨迹，并且使所述车辆(10)沿着所计算的轨迹自动引导到所述泊车位中。

5.一种用于求取安装在车辆(10)上的轮胎的周长的设备，所述设备构造用于根据通过预先确定的公差带(TB11，TB21，TB31)给定的最小精度估计所安装的轮胎的周长，其特征在于，所述设备包括分析处理装置，所述分析处理装置构造用于如此将可安装在所述车辆(10)上的轮胎划分成分别预先确定周长区间(UK1，UK2)的至少两个等级(K1，K2)，使得所述两个等级(K1，K2)的周长区间(UK1，UK2)不彼此重叠并且分别具有小于所安装的轮胎的估计周长的公差带(TB11，TB21，TB31)的区间尺寸，并且所述分析处理单元还构造用于将所安装的轮胎根据其估计周长归类到所述两个等级(K1，K2)之一并且由此根据所安装的轮胎的确定的等级归属求取所安装的轮胎的周长。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述分析处理装置如此构造用于，在存在包含在所述两个等级(K1，K2)之一的周长区间(UK1，UK2)中的、所安装的轮胎的估计周长的绝对值(RUb1，RUb2，RUb3)的情况下将所安装的轮胎归类到所述等级，和/或，在存在包含在所述两个等级(K1，K2)的周长区间(UK1，UK2)之间的周长区间(NKU)中的、所安装的轮胎的估计周长的绝对值(RUb1，RUb2，RUb3)的情况下计算所安装的轮胎的估计周长的绝对值和被假设为最初安装的轮胎的周长之间的差值，将所计算的差值与存在于所述两个等级(K1，K2)的周长区间(UK1，UK2)之间的所述周长区间(NKU)的区间尺寸进行比较并且相应于比较结果将所安装的轮胎归类到所述两个等级(K1，K2)之一。

7.根据权利要求5或6中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备构造用于一次与所安装的轮胎的周长无关地确定所驶过的横摆角并且一次基于被假设为最初安装的轮胎的周长确定所驶过的横摆角并且根据如此确定的横摆角的比较估计所安装的轮胎的周长。

8.一种用于车辆(10)的自动泊车的泊车系统，所述泊车系统包括根据权利要求5至7中任一项所述的设备并且构造用于检测泊车位，根据所检测的泊车位以及所求取的、所述车辆(10)的所安装的轮胎的轮胎周长计算为了泊入所述泊车位中而待行驶的轨迹，并且使所述车辆(10)沿着所计算的轨迹自动引导到所述泊车位中。

9.一种车辆辅助系统，其具有根据权利要求5至7中任一项所述的设备和/或具有根据权利要求8所述的泊车系统。