CN107175996A - 轮胎压力估计设备及其轮胎压力估计方法 - Google Patents

轮胎压力估计设备及其轮胎压力估计方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种轮胎压力估计设备及其轮胎压力估计方法。根据本公开的实施例的轮胎压力估计设备包括：输入单元，其接收由感测装置感测的当前车轮转速信号；分析单元，其基于输入的当前车轮转速信号，分析根据当前负载值的悬架共振频率值；确定单元，其确定当前负载值是否增加了一段时间；补偿单元，其在当前负载值增加了一段时间时，通过将负载补偿模型应用于轮胎动态半径分析模型来补偿根据负载增加的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值；以及估计单元，其基于补偿的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值来估计最终的轮胎压力值。

Description

轮胎压力估计设备及其轮胎压力估计方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年3月11日向韩国知识产权局提交的申请号为2016-0029569的韩国专利申请的权益，该公开的内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开的实施例涉及一种轮胎压力估计设备及其轮胎压力估计方法。
背景技术
通常，常规的轮胎压力估计设备确定轮胎的当前压力状态是否异常。
例如，常规的轮胎压力估计设备使用当前车轮转速来确定轮胎的当前压力状态是否异常。
由于常规的轮胎压力估计设备在精确并有效地估计轮胎的压力状态方面具有局限性，因此延迟了对当前轮胎状态的初始响应，从而导致交通事故。
因此，近年来，已经对能够精确并有效地估计轮胎的压力状态的改进的轮胎压力估计设备及其轮胎压力估计方法进行了持续的研究。
另外，近年来，已经对能够在引导驾驶员小心驾驶的同时抑制关于当前轮胎状态的忧虑并迅速引起对当前轮胎状态的初始响应的改进的轮胎压力估计设备及其轮胎压力估计方法进行了持续的研究。
发明内容
因此，本公开的一个方面提供一种可精确并有效地估计轮胎的压力状态的轮胎压力估计设备及其轮胎压力估计方法。
另外，本公开的另一个方面提供一种可在引导驾驶员小心驾驶的同时抑制关于当前轮胎状态的忧虑的轮胎压力估计设备及其轮胎压力估计方法。
另外，本公开的另一个方面提供一种可在引导驾驶员小心驾驶的同时迅速引起对当前轮胎状态的初始响应的轮胎压力估计设备及其轮胎压力估计方法。
本公开的其它方面将在以下的描述中部分地阐述，且部分将通过描述而明显或者可以通过对本公开的实践而习知。
根据本公开的一个方面，一种轮胎压力估计设备包括：输入单元，其接收由感测装置感测的当前车轮转速信号；分析单元，其基于输入的当前车轮转速信号分析根据当前负载值的悬架共振频率值；确定单元，其确定当前负载值是否增加了一段时间；补偿单元，其在当前负载值增加了一段时间时，通过将负载补偿模型应用于轮胎动态半径分析模型来补偿根据负载增加(load increase)的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值；以及估计单元，其基于补偿的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值来估计最终的轮胎压力值。
这里，负载补偿模型可包括由于负载变化导致的悬架共振频率变化值和由卡尔曼滤波(Kalman filter)实时估计的参数值。
此外，轮胎动态半径分析模型可包括轮胎角速度值和轮胎相对角速度差值。
此外，轮胎压力估计设备可进一步包括：识别单元，其在当前负载值增加了一段时间时，识别根据负载增加的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值被补偿。
此外，确定单元可进一步确定估计的最终的轮胎压力值是否是设定的目标轮胎压力值。
此外，轮胎压力估计设备可进一步包括：识别单元，其在估计的最终的轮胎压力值不是目标轮胎压力值时识别最终的轮胎压力值是异常的。
根据本公开的另一个方面，一种轮胎压力估计方法包括：接收由感测装置感测的当前车轮转速信号；基于输入的当前车轮转速信号，分析根据当前负载值的悬架共振频率值；确定当前负载值是否增加了一段时间；在当前负载值增加了一段时间时，通过将负载补偿模型应用于轮胎动态半径分析模型来补偿根据负载增加的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值；以及基于补偿的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值来估计最终的轮胎压力值。
附图说明
通过以下结合附图对实施例的描述，本公开的这些和/或其它方面将变得清楚和更容易理解：
图1是示出根据本公开的第一实施例的轮胎压力估计设备连接到感测装置的状态的框图；
图2是示出图1所示的轮胎压力估计设备的示例的框图；
图3是示出确定图2所示的确定单元是否输出其中当前负载值增加了一段时间的放大脉冲的过程的图；
图4是示出使用常规的轮胎压力估计设备对存在负载时估计的最终的轮胎压力值与没有负载时估计的最终的轮胎压力值之间进行比较的图；
图5是示出使用根据本公开的实施例的轮胎压力估计设备对存在负载时估计的最终的轮胎压力值与没有负载时估计的最终的轮胎压力值之间进行比较的图；
图6是示出根据本公开的第一实施例的轮胎压力估计设备的轮胎压力估计方法的示例的流程图；
图7是示出根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备的示例的框图；
图8是示出根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备的轮胎压力估计方法的示例的流程图；以及
图9是示出根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备的轮胎压力估计方法的另一示例的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。提供以下实施例以向本发明所属领域的普通技术人员充分传达本发明的精神。本发明不限于本文公开的实施例，而是可以其他形式实施。附图仅是示意性的，并且为了清楚起见可夸大部件的尺寸。
图1是示出根据本公开的第一实施例的轮胎压力估计设备连接到感测装置的状态的框图，图2是示出图1所示的轮胎压力估计设备的示例的框图。
图3是示出确定图2所示的确定单元是否输出其中当前负载值增加了一段时间的放大脉冲的过程的图。
图4是示出使用常规的轮胎压力估计设备对存在负载时估计的最终的轮胎压力值与没有负载时估计的最终的轮胎压力值之间进行比较的图。
图5是示出使用根据本公开的实施例的轮胎压力估计设备对存在负载时估计的最终的轮胎压力值与没有负载时估计的最终的轮胎压力值之间进行比较的图。
参照图1至图5，根据本公开的第一实施例的轮胎压力估计设备100包括输入单元102、分析单元104、确定单元106、补偿单元108和估计单元110。
输入单元102接收由感测装置10感测的当前车轮转速信号。
此时，虽未示出，但感测装置10可包括用于感测当前车轮转速信号的车轮转速传感器(未示出)。
分析单元104基于输入到输入单元102的当前车轮转速信号分析根据当前负载值的悬架共振频率值，并且确定单元106确定由分析单元104分析的根据当前负载值的悬挂共振频率值之中的当前负载值是否增加了一段时间。
例如，如图2和图3所示，确定单元106可确定由分析单元104分析的根据当前负载值W2、W3和W4的悬架共振频率值fsusp1至fsusp5之中的当前负载值W2、W3和W4是否输出增加了一段时间的放大脉冲。
这里，W1可以是不存在负载的状态，W2可以是存在负载的状态，W3可以是具有大于W2的负载值的负载值的状态，W4可以是具有大于W3的负载值的负载值的状态。
当确定单元106确定当前负载值增加了一段时间时，补偿单元108通过将负载补偿模型应用于轮胎动态半径分析模型来补偿根据负载增加的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值。
这里，轮胎动态半径分析模型可包括轮胎角速度值和轮胎相对角速度差值。
此时，负载补偿模型可包括由于负载变化导致的悬架共振频率变化值和由卡尔曼滤波实时估计的参数值。
例如，轮胎动态半径分析模型、负载补偿模型、轮胎相对动态半径差值以及轮胎相对空气压力差值可由下面的等式1表示，并且下面可使用等式2将下面的等式1重写为等式3。
<等式1>
<等式2>
KWΔW＝KsuspΔfsusp
<等式3>
这里，轮胎动态半径分析模型可以是或
此时，R表示标准的典型轮胎半径，ωfl表示左前轮胎角速度值，ωrl表示左后轮胎角速度值，ωfr表示右前轮胎角速度值，ωrr表示右后轮胎角速度值。
另外，负载补偿模型可以是KWΔW或KsuspΔfsusp。
此时，KW表示由卡尔曼滤波实时估计的负载的参数值，ΔW表示悬架接收的负载变化值，Ksusp表示由卡尔曼滤波实时估计的悬架共振频率的参数值，Δfsusp表示由于负载变化导致的悬架共振频率变化值。
另外，轮胎相对动态半径差值可以是δfl_rl、δfr_rl或δrr_rl。
此时，δfl_rl表示左前轮胎动态半径值和左后轮胎动态半径值之间的差值，δfr_rl表示右前轮胎动态半径值和左后轮胎动态半径值之间的差值，δrr_rl表示右后轮胎动态半径值和左后轮胎动态半径值之间的差值。
另外，轮胎相对空气压力差值可以是ΔPfl_rl、ΔPfr_rl或ΔPrr_rl。
此时，Kp表示由卡尔曼滤波实时估计的轮胎空气压力的参数值，ΔPfl_rl表示左前轮胎空气压力值和左后轮胎空气压力值之间的差值，ΔPfr_rl表示右前轮胎空气压力值和左后轮胎空气压力值之间的差值，ΔPrr_rl表示右后轮胎空气压力值和左后轮胎空气压力值之间的差值。
估计单元110基于由补偿单元108补偿的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值来估计最终的轮胎压力值。
如图5所示，当其中在存在和估计了负载的状态下将负载补偿模型应用于轮胎动态半径分析模型的补偿单元108补偿的最终的轮胎压力值FTP2与在没有负载的状态下估计的最终的轮胎压力值FTP1之间进行比较时，能够看出，因为相对值没有差异，所以估计单元110可精确并有效地估计相应轮胎的压力状态。
也就是说，如图4所示，当使用常规的轮胎压力估计设备在存在负载时估计的最终的轮胎压力值FTP2和不存在负载时估计的最终的轮胎压力值FTP1之间进行比较时，可以看出，因为相对值存在差异，所以在精确并有效地估计相应轮胎的压力状态方面存在局限性。
此时，尽管未示出，但是输入单元102、分析单元104、确定单元106、补偿单元108以及估计单元110可被提供给典型的ECU(电子控制单元，未示出)，其作为应用于车辆的主计算机用于确定整体操作，执行输入、分析和补偿，并且估计最终的轮胎压力值。
另外，尽管未示出，但是输入单元102、分析单元104、确定单元106、补偿单元108以及估计单元110可被提供给典型的MCU(微控制单元，未示出)，其在单个芯片内设置有处理器、存储器和输入/输出装置以确定整体操作，执行输入、分析和补偿，并且估计最终的轮胎压力值。
另外，输入单元102、分析单元104、确定单元106、补偿单元108以及估计单元110不限于此，并且可被提供给可确定车辆的整体操作，执行输入、分析和补偿并且估计最终的轮胎压力值的所有确定装置、输入装置、分析装置、补偿装置和估计装置。
这里，输入单元102、分析单元104、确定单元106、补偿单元108以及估计单元110可被集成地提供给ECU(未示出)或MCU(未示出)，或者分开地提供给ECU(未示出)或MCU(未示出)。
将参照图6描述用于使用根据本公开的第一实施例的轮胎压力估计设备100来估计轮胎压力的轮胎压力估计方法。
图6是示出根据本公开的第一实施例的轮胎压力估计设备的轮胎压力估计方法的示例的流程图。
参照图6，根据本公开的第一实施例的图2的轮胎压力估计设备100的轮胎压力估计方法600包括输入操作S602、分析操作S604、确定操作S606、补偿操作S608以及估计操作S610。
首先，在输入操作S602中，图2的输入单元102接收由图2的感测装置10感测的当前车轮转速信号。
接下来，在分析操作S604中，图2的分析单元104基于输入到图2的输入单元102的当前车轮转速信号，分析根据当前负载值的悬架共振频率值。
接下来，在确定操作S606中，图2的确定单元106确定由图2的分析单元104分析的根据当前负载值的悬架共振频率值之中的当前负载值是否增加了一段时间。
接下来，在补偿操作S608中，当图2的确定单元106确定当前负载值增加了一段时间时，图2的补偿单元108通过将负载补偿模型应用于轮胎动态半径分析模型来补偿根据负载增加的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值。
接下来，在估计操作S610中，图2的估计单元110基于由图2的补偿单元108补偿的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值来估计最终的轮胎压力值。
以这种方式，根据本公开的第一实施例的轮胎压力估计设备100可包括输入单元102、分析单元104、确定单元106、补偿单元108以及估计单元110，并且执行轮胎压力估计方法600的输入操作S602、分析操作S604、确定操作S606、补偿操作S608以及估计操作S610。
因此，在当前负载值增加了一段时间时，根据本公开的第一实施例的轮胎压力估计设备100及其轮胎压力估计方法600可通过将负载补偿模型应用于轮胎动态半径分析模型补偿根据负载的增加的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值。
因此，根据本公开的第一实施例的轮胎压力估计设备100及其轮胎压力估计方法600可基于补偿的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值来估计最终的轮胎压力值，从而精确并有效地估计相应轮胎的压力状态。
图7是示出根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备的示例的框图。
参照图7，根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备700以与根据本公开的第一实施例的图2的轮胎压力估计设备100相同的方式包括输入单元702、分析单元704、确定单元706、补偿单元708以及估计单元710。
以这种方式，根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备700的输入单元702、分析单元704、确定单元706、补偿单元708以及估计单元710的功能和它们之间的有机连接关系与根据本公开的第一实施例的图2的轮胎压力估计设备100的图2的输入单元102、图2的分析单元104、图2的确定单元106、图2的补偿单元108以及图2的估计单元110的功能和它们之间的有机连接关系相同，因此将省略对其的额外的描述。
这里，根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备700可进一步包括识别单元712。
也就是说，当确定单元706确定当前负载值增加了一段时间时，识别单元712可识别根据负载增加的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值被补偿。
此外，根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备700的确定单元706可进一步确定由估计单元710估计的最终的轮胎压力值是否是设定的目标轮胎压力值。
此时，当确定单元706确定由估计单元710估计的最终的轮胎压力值不是确定单元706中设定的目标轮胎压力值时，识别单元712可进一步识别最终的轮胎压力值是异常的。
这里，虽然未示出，但是识别单元712可包括为驾驶员提供以识别车辆的信息或状态的警报器(未示出)、扬声器(未示出)和发光构件(未示出)中的至少一个，并通过警报器(未示出)的报警操作、扬声器(未示出)的语音操作和发光构件(未示出)的发光操作中的至少一个来识别根据负载的增加的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值被补偿，并且最终的轮胎压力值是异常的。
另外，虽然未示出，但是识别单元712可包括安装成与用户和机器交互的HMI(人机接口)模块(未示出)和HUD(平视显示)模块(未示出)中的至少一个，使得驾驶员能够掌握车辆的信息或状态，并且通过HMI模块(未示出)的HMI消息显示操作和HUD模块(未示出)的HUD消息显示操作中的至少一个识别根据负载的增加的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值被补偿，并且最终的轮胎压力值是异常的。
将参照图8和图9描述用于使用根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备700来估计轮胎压力的轮胎压力估计方法。
图8是示出根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备的轮胎压力估计方法的示例的流程图，图9是示出根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备的轮胎压力估计方法的另一示例的流程图。
参照图8和图9，根据本公开的第二实施例的图7的轮胎压力估计设备700的轮胎压力估计方法800和900以与根据本公开的第一实施例的图2的轮胎压力估计设备100的图6的轮胎压力估计方法600相同的方式分别包括输入操作S802和S902、分析操作S804和S904、确定操作S806和S906、补偿操作S808和S908以及估计操作S810和S910。
以这种方式，根据本公开的第二实施例的图7的轮胎压力估计设备700的轮胎压力估计方法800和900的各个操作的功能和它们之间的有机连接关系与根据本公开的第一实施例的图2的轮胎压力估计设备100的图6的轮胎压力估计方法600的各个操作的功能以及它们之间的有机连接关系相同，因此将省略对其的额外的描述。
这里，如图8所示，根据本公开的第二实施例的图7的轮胎压力估计设备700的轮胎压力估计方法800可进一步包括第一识别操作S807。
例如，可在确定操作S806之后并在补偿操作S808之前执行第一识别操作S807。
作为另一示例，尽管未示出，但是可与补偿操作S808同步地执行第一识别操作S807。
以这种方式，在第一识别操作S807中，当图7的确定单元706确定当前负载值增加了一段时间时，图7的识别单元712可识别根据负载增加的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值被补偿。
此外，如图9所示，根据本公开的第二实施例的图7的轮胎压力估计设备700的轮胎压力估计方法900可进一步包括确定操作S912和第二识别操作S914。
在确定操作S912中，图7的确定单元706可确定由图7的估计单元710估计的最终的轮胎压力值是否是图7的确定单元706中设定的目标轮胎压力值。
接下来，在第二识别操作S914中，当图7的确定单元706确定由图7的估计单元710估计的最终的轮胎压力值不是图7的确定单元706中设定的目标轮胎压力值时，图7的识别单元712可识别最终的轮胎压力值是异常的。
以这种方式，根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备700可包括输入单元702、分析单元704、确定单元706、补偿单元708、估计单元710以及识别单元712，并且执行轮胎压力估计方法800和900的输入操作S802和S902，分析操作S804和S904，确定操作S806、906和S912，第一识别操作S807，补偿操作S808和S908，估计操作S810和S910，确定操作S912以及第二识别操作S914。
因此，在当前负载值增加了一段时间时，根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备700及其轮胎压力估计方法800和900可通过将负载补偿模型应用于轮胎动态半径分析模型补偿根据负载的增加的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值。
因此，根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备700及其轮胎压力估计方法800和900可基于补偿的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值来估计最终的轮胎压力值，从而精确并有效地估计相应轮胎的压力状态。
另外，在当前负载值增加了一段时间时，根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备700及其轮胎压力估计方法800可识别根据负载的增加的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值被补偿。
因此，根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备700及其轮胎压力估计方法800，驾驶员可以识别根据负载的增加的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值被补偿，从而在引导驾驶员小心驾驶的同时抑制关于当前轮胎状态的忧虑。
此外，根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备700及其轮胎压力估计方法900，当估计的最终的轮胎压力值不是目标轮胎压力值时，可以识别最终的轮胎压力值是异常的。
因此，根据本公开的第二实施例的轮胎压力估计设备700及其轮胎压力估计方法900，驾驶员可以识别轮胎压力是异常的，从而在引导驾驶员小心驾驶的同时迅速引起对当前轮胎状态的初始响应。
如上所述，根据本公开的实施例的轮胎压力估计设备及其轮胎压力估计方法可精确并有效地估计轮胎的压力状态。
另外，根据本公开的实施例的轮胎压力估计设备及其轮胎压力估计方法可在引导驾驶员小心驾驶的同时抑制关于当前轮胎状态的忧虑。
此外，根据本公开的实施例的轮胎压力估计设备及其轮胎压力估计方法可在引导驾驶员小心驾驶的同时迅速地引起对当前轮胎状态的初始响应。
尽管已经示出和描述了本公开的一些实施例，但本领域技术人员应当理解，在不脱离本公开的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变，本公开的范围在权利要求及其等同物中限定。

Claims (7)

1.一种轮胎压力估计设备，其包括：
输入单元，其接收由感测装置感测的当前车轮转速信号；
分析单元，其基于输入的当前车轮转速信号，分析根据当前负载值的悬架共振频率值；
确定单元，其确定所述当前负载值是否增加了一段时间；
补偿单元，其在所述当前负载值增加了所述一段时间时，通过将负载补偿模型应用于轮胎动态半径分析模型来补偿根据负载增加的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值；以及
估计单元，其基于所补偿的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值来估计最终的轮胎压力值。
2.根据权利要求1所述的轮胎压力估计设备，其中所述负载补偿模型包括由于负载变化导致的悬架共振频率变化值和由卡尔曼滤波实时估计的参数值。
3.根据权利要求1所述的轮胎压力估计设备，其中所述轮胎动态半径分析模型包括轮胎角速度值和轮胎相对角速度差值。
4.根据权利要求1所述的轮胎压力估计设备，其进一步包括：
识别单元，其在所述当前负载值增加了所述一段时间时，识别根据所述负载增加的所述轮胎相对动态半径差值和所述轮胎相对空气压力差值被补偿。
5.根据权利要求1所述的轮胎压力估计设备，其中所述确定单元进一步确定所估计的最终的轮胎压力值是否是设定的目标轮胎压力值。
6.根据权利要求5所述的轮胎压力估计设备，其进一步包括：
识别单元，其在所估计的最终的轮胎压力值不是所述目标轮胎压力值时识别所述最终的轮胎压力值是异常的。
7.一种轮胎压力估计方法，其包括：
接收由感测装置感测的当前车轮转速信号；
基于输入的当前车轮转速信号，分析根据当前负载值的悬架共振频率值；
确定所述当前负载值是否增加了一段时间；
在所述当前负载值增加了所述一段时间时，通过将负载补偿模型应用于轮胎动态半径分析模型来补偿根据负载增加的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值；以及
基于所补偿的轮胎相对动态半径差值和轮胎相对空气压力差值来估计最终的轮胎压力值。
CN201710142747.4A 2016-03-11 2017-03-10 轮胎压力估计设备及其轮胎压力估计方法 Active CN107175996B (zh)

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