CN107631830A - 在行车道上在移动中的装配车辆的轮胎的充气压力的测量方法 - Google Patents

Abstract

测量在移动中的装配车辆的轮胎的充气压力(Ppneu)的测量方法，至少包括下列步骤，在下列步骤期间：‑a)测量由在至少一个压力传感器(1)上滚动的轮胎(3)在轮胎滚动区域中向固定于地面的所述至少一个压力传感器(1)上施加的压力，‑b)测量轮胎(3)在所述压力传感器(1)上滚动期间的时间(t)，压力传感器具有一个公知的接触面，‑c)建立当轮胎(3)在所述压力传感器(1)上通过时表示轮胎(3)在所述接触面上施加的应力(Psol)的分布随时间(t)变化的曲线，‑d)借助于计算机，确定轮胎(3)的充气压力(Ppneu)，计算机的编程选自算法编程或者模糊逻辑系统。所述方法至少包括以下步骤：‑e)在步骤d)时，使用的模型考虑其它两个参数，即，在步骤b)进行测量时确定的与所述压力传感器(1)接触的轮胎(3)的滚动带长度(Lpneu)，以及在步骤c)获得的曲线的形状(Forme)。

Description

在行车道上在移动中的装配车辆的轮胎的充气压力的测量 方法

技术领域

本发明涉及在行车道上在移动中的装配车辆的轮胎的充气压力的测量方法。

背景技术

这里，术语“车辆”应从广义上理解。其指用于客运和/或货运、有人驾驶或自动驾驶、自动推进或非自动推进、不管在室外还是封闭空间在车道上行驶的任何类型的车辆。所谓车道，这里是指轮胎行驶区域的表面。其涉及车辆行驶区域：公路，铁路，或者适于确保车辆行驶的任何其它专用或公共表面。

本发明涉及的车辆类型，使用轮胎作为与行驶区域连接的机构，不管是承载和/或导向，在需要时与其它装置相结合。

下面，本发明将参照铁路车辆，尤其是轮胎式地铁，加以说明。同样，为了易读，术语“轮胎”或者“充气轮胎”不加区别地使用。“行车道”和“行驶道”不加区别地用于指车辆在其整个行程在上面移动的行驶区域的表面。

应当指出，本发明适用于配有轮胎的在行驶区域行驶时的任何类型的车辆。作为车辆类型的非限制性例子，可以举出胎轮式有轨电车、矿车、缆车、旅游车、卡车、公交车、工地用车辆、农用车、林业用车等等。

使用轮胎作为与行驶区域的连接机构意味着，有别于其它类型的连接机构例如钢轮，经常检查轮胎的充气压力，以确保最佳安全性。车辆停车时检查轮胎压力，仅在车辆停车时间足以进行这种检查时才可考虑。根据车辆上待检查轮胎的数量，这种检查要持续数分钟，当检查装备具有若干车厢的胎轮式地铁的所有轮胎时，长达一个小时。换句话说，合理地，车辆停车时检查压力，仅在车辆运行之前或者运行结束时可考虑。因此，换句话说，停车时检查压力令人厌倦，不能高频率进行。

显然，为了安全起见，这种轮胎压力检查操作必须尽可能经常进行，尽可能不影响车辆运行。为此，公知的是，在车辆，这里是胎轮式地铁车厢，行驶时测量轮胎的充气压力，而不影响行驶速度。

这种测量基于轮胎充气压力与轮胎对位于轮胎行驶表面上的传感器施加的应力之间的关系式。应当指出，这些关系式仅仅是检查轮胎是否处于预定的使用条件下，特别是在轮胎支承的和车辆重量产生的垂直负荷方面。因此，通过分析与传感器接触的轮滚动带施加的应力，可确定测得的压力是否表示轮胎充气不足或者充气过度，从而取得涉及所述轮胎充气所需的补偿测量结果。

为了进行这些测量，本身公知的、数量足够的压力传感器被定位在车辆的行车道上，以测量车辆的轮胎施加的压力，这涉及支承式轮胎或者非支承式导向轮胎。

有利地，但是非限制性地，利用对充气压力已知的轮胎的测量结果，建立轮胎充气压力与轮胎对行驶表面施加的压力之间的关系式，以获得可靠的具有代表性的最佳测量结果。

由DE-A-10210026730已知一种行驶中车辆轮胎压力测量装置。在轮胎在配有作用力传感器的表面上通过时，光学装置确定轮胎的宽度。这些传感器可确定轮胎接触区域的尺寸和在行驶区域上的接触时间。通过与使用数据库获得的数值相比较，在应用关于测量温度的可能校正之后，充气压力值小。这种装置需要两种不同的传感器。

事实表明，在某些使用条件下，轮胎对传感器施加的压力的测量结果可能产生错误。特别是，当轮胎在传感器上通过时出现上下颠簸时，测量结果不再可靠。例如，当车辆的悬挂装置损坏时，和/或当行驶表面不平时，会发生这种颠簸。事实也表明，测量结果随其上安装轮胎的车辆车轴而不同。

发明内容

本发明正是要弥补这些缺陷，提出一种测量移动中的车辆的充气压力的测量方法，不管车辆的悬挂装置处于什么状态，不管滚动表面的运行限制条件如何，都不会改变传感器的测量的快速性。

为此，本发明涉及一种测量在移动中的装配车辆的轮胎的充气压力的测量方法，至少包括下列步骤，在下列步骤期间：

-a)测量由在至少一个压力传感器上滚动的轮胎在轮胎滚动区域中向固定于地面的所述至少一个压力传感器上施加的压力，

-b)测量轮胎在所述压力传感器上滚动期间的时间，压力传感器具有一个公知的接触面，

-c)建立当轮胎在所述压力传感器上通过时表示轮胎在所述接触面上施加的应力的分布随时间变化的曲线，

-d)借助于计算机，确定轮胎的充气压力，计算机的编程选自算法编程或者模糊逻辑系统，纳入根据对充气压力已知的轮胎进行的测量步骤a)至c)的测量建立的至少一个模型，

其特征在于，所述测量方法至少包括以下步骤：

e)在步骤d)时，使用的模型考虑其它两个参数，即，已知轮胎速度、在步骤b)进行测量时确定的与所述压力传感器接触的轮胎的滚动带的长度，以及在步骤c)获得的曲线的形状。

根据本发明的有利的但非限制性的实施例，这种方法可具有以下一个或多个特征：

-在补充步骤f)时，在步骤d)之前，在步骤a)进行的测量时与所述传感器接触的轮胎的滚动带的长度(Lpneu)，根据一关系式(Lvide＝Lpneu-K.FC)建立，考虑了对所述轮胎施加的负载，Lvide是空载时轮胎在地面上的接触长度，K是对应于在最大负载(Lmax)时和在空载(Lvide)时滚动带的长度之差的系数，FC是车辆空载或者最大负载时从0至1变化的负载因数。

-在步骤d)之前的补充步骤g)时，曲线的形状(Forme)根据一关系式进行量化，考虑了轮胎在压力传感器上通过至一半时间时施加的压力(Psolt)以及轮胎在压力传感器上通过时施加的平均压力(Psolm)。

-步骤a)至c)用多个压力传感器进行；并且，压力传感器获得的每个数值都用于步骤d)和e)。

附图说明

下面，根据参照附图对作为非限制性实施例给出的本发明的一种实施方式所作的说明，本发明将得到更好的理解，本发明的其它优越性将显而易见，附图如下：

－图1示出用于实施符合本发明一实施方式的方法的至少一个压力传感器相对于轮胎的位置；

－图2A至2C以侧视图示意地示出与一个压力传感器接触的轮胎在三种轮胎充气状态下的滚动带长度；

－图3A至3C以正视图示意地示出轮胎滚动带在三种轮胎充气状态下的状态；

－图4是一组三条简化曲线，示出在轮胎充气状态下对地面的压力随时间而变化；

－图5和6是示意性曲线，分别示出充气压力随与地面接触的轮胎的滚动带长度和曲线形状而变化；以及

－图7示出为数值之一，这里是对地面的压力Psol，限定的模糊子系统的功能。

具体实施方式

图1示意地示出用于实施所述方法的压力传感器1。该压力传感器1固定在行车道4的一部分2中，轮胎3在该部分2上滚动。应当指出，压力传感器的数量和布置适于行车道和轮胎——希望测量所述轮胎对所述行车道施加的应力。一些压力传感器被固定至地面，用于接纳承重轮胎。其它压力传感器垂直于前面的压力传感器进行固定，适于测量导向轮胎的压力。导向轮胎确保某些类型的车辆的侧向导向，特别是铁路车辆，例如胎轮式地铁。这种导向轮胎不承重，车辆负载至少大部分地不施加于这些轮胎。应当指出，本发明用本身公知的压力传感器实施。因此，这里涉及测量添加给表面单元的作用力的测量传感器。下面，本发明中测得和采用的所有数值和特征仅为与压力有关的数值，参照通过前面定义的压力传感器实施的测量。

图2A至2C示出轮胎充气压力和与行车道接触的、因此实际上是当行车道上配置压力传感器时与压力传感器接触的轮胎的滚动带长度之间的关系。图2A示出轮胎3'，其充气压力为标称值，即轮胎充气到由厂家对于给定用途推荐的压力。

L1标示支承在行车道4上的滚动带长度，未示出的压力传感器最好固定在车道4中。如图2B所示，当可以与图2A所示的轮胎3'相同的轮胎3”充气到低于推荐的标称压力的压力时，轮胎在行车道上压扁，此时与车道4接触的轮胎滚动带的长度L2大于长度L1。

相反，如图2C所示，当轮胎3”'充气过度，因而充气到高于标称充气压力的压力时，与行车道接触的滚动带的长度L3小于长度L1。换句话说，轮胎充气压力越高，与地面接触的滚动带面积越小。

这些状态示于图3A至3C。如图3A所示，轮胎3'的滚动带沿轮胎宽度与行车道4具有一个最佳接触面。换句话说，轮胎3'在整个宽度上与车道4接触。相反，如图3B所示，轮胎3”充气不足，观察到轮胎3”的滚动带在车道4上凹陷。这使轮胎沿其宽度产生曲率。该曲率朝向轮胎内定向。因此，具有一个凹进区域，其不与车道4接触。反之，如图3C所示，充气过度的轮胎3”'具有相反的曲率，曲率因此朝向轮胎外定向。为此，与车道4接触的滚动带宽度减小。

因此，应当指出，充气压力在轮胎的滚动带的尺寸特征上具有可视物理效应，其涉及轮胎滚动带长度和所述轮胎滚动带的宽度。

轮胎充气压力下文标以Ppneu，其测量本身公知地基于轮胎的充气压力与该轮胎在地面上滚动时与地面接触的该轮胎滚动带的部分在地面上施加的应力之间的关系。这种添加给表面单元的应力实际上是在地面上施加的压力。下面其标以Psol。

该测量原理的优越性之一在于，不管轮胎和/或车辆是什么类型，轮胎和/或车辆处都不需要进行任何改变或操作，当车辆在行车道上移动时进行测量。显然，这意味着行车道配有压力传感器。另外，本发明的另一个优越性是，允许在车辆的标称移动速度进行测量，无需为了进行测量而使车辆减速或加速并因此影响交通畅通。也应当指出，当压力传感器已经配置在行车道上时，本发明不需要改变压力传感器，也不需要改变其数量。使用的压力传感器尺寸小于轮胎接触面，这便于压力传感器布置在行车道上。

当轮胎在遵循轮胎生产厂家规定的使用应力的条件下使用时，检查两种压力Ppneu和Psol之间的这种关系。特别是，施加在轮胎上的负载，因此实际上是车辆的负载，必须保持在轮胎的规定使用限度内。同样，轮胎的充气压力Ppneu和轮胎的温度必须保持在轮胎使用规程限度内。

应用这种关系，可确定充气压力Ppneu，不管轮胎经受的负载如何，因此不管要测量轮胎压力的车辆中乘客数量和/或货物量如何。下面列出可能遇到的不同情况：

-I)充气压力Ppneu和轮胎经受的负载为标称值。对于各种实施例，术语“标称的”应理解为，关于一个数值，例如压力，下面其标以PpneuN，其在厂家推荐的和通常遇到的压力范围内。

在该第一种状态，地面与轮胎滚动带之间的接触面也是标称的。因此，施加于地面的压力Psol是标称的，其对应于轮胎具有标称充气压力PpneuN。

-II)充气压力Ppneu低于标称充气压力PpneuN，和经受的负载为标称的。

如果轮胎放气，如果轮胎经受的负载为标称的，那么如图2B、3B所示，轮胎滚动带与地面之间的接触面更大。如此，施加于地面的压力Psol，因而表面单元对地面施加的作用力，对于标称负载来说，低于具有标称压力PpneuN的充气轮胎施加于地面的压力，这相当于轮胎放气，因此，Ppneu<PpneuN。

-III)轮胎的充气压力高于标称充气压力PpneuN，和经受的负载为标称的。

如果轮胎充气过度，如果轮胎的负载为标称的，那么如图2C和3C所示，轮胎滚动带与地面之间的接触面更小。如此，施加于地面的压力Psol，因而表面单元对地面施加的作用力，对于标称负载来说，较高，这对应于轮胎充气过度，因此，

-IV)轮胎的充气压力为标称压力，经受的负载小于标称负载。

如果轮胎充气压力PpneuN为标称的，如果轮胎负载不足，那么，这种负载不足具有两种互相补偿的作用：

轮胎施加于地面的压力Psol低于以标称负载施加于地面的压力，但是，轮胎滚动带与地面之间的接触面较小，因此，施加于地面的压力较高。

因此，这两种作用相互补偿，施加于地面的压力为标称的，这对应于轮胎标称充气压力PpneuN。

-V)轮胎的充气压力为标称的，经受的负载大于标称负载。

如果轮胎充气压力为标称值，如果轮胎负载过度，那么，这种负载过度具有两种互相补偿的作用：

施加于地面的压力高于以标称负载施加于地面的压力，但是，与当负载为标称负载时比，轮胎滚动带与地面的接触面较大。因此，轮胎滚动带施加于地面的压力较低。因此，这两种作用进行补偿，施加于地面的压力为标称的，这相当于轮胎具有标称充气压力PpneuN。

不难理解，为了进行这些测量，适宜的是使用若干压力传感器，其本身是公知的，被布置在行车道中，位于涉及支承轮胎或者导向轮胎的轮胎滚动区域中。

这种方法进行的测量受到变化的约束。特别是，我们发现，根据轮胎的磨损度，滚动带或多或少有明显损坏，在某些情况下，轮胎的构成橡胶在行车道上损失。因此，对于标称充气压力PpneuN和标称负载，损坏表示尺寸和/或形状与新轮胎的不同。因此，为了限制轮胎滚动带状态对进行的测量的影响，使用若干压力传感器测量轮胎对地压力Psol。一个轮胎在移动时从若干压力传感器上滚过，对于同一个轮胎，可获得其施加于行车道的压力Psol的若干测量结果。

根据轮胎充气到其标称充气值：Ppneu＝PpneuN，充气过度：或者充气不足：Ppneu<PpneuN，获得不同的曲线，如图4所示。

这些曲线示出滚动带对地面施加的压力Psol随轮胎在压力传感器上的滚动时间而变化，这视轮胎充气状态而定。对于同一轮胎的测量结果，获得的曲线与具有的传感器一样多。这里，三条曲线C1、C2、C3每个都简化地示出前述轮胎充气压力的各种情况下的对地面的压力Psol。曲线C1示出压力Psol，其表示标称充气压力PpneuN。曲线C2和C3分别示出低于和高于压力PpneuN的充气压力Ppneu，因此，分别示出轮胎充气不足和轮胎充气过度的情况。

我们发现，轮胎对地面施加的压力Psol越高，滚动带在压力传感器上的通过时间越短。另外，充气压力Ppneu越高，施加压力Psol的最大值越能在限制时间范围内获得。换句话说，充气压力Ppneu越高，对地压力Psol的相应的曲线形状越具有一个尖窄顶部。

如前所述，轮胎充气压力Ppneu与轮胎对地压力Psol之间存在一个关系。换句话说，这两种压力之间存在一个总体上为线性的通过实验确定的关系。因此，可从轮胎对地压力的测量，根据已知的不同充气压力，通过实验建立这种关系。

从图4所示的曲线C1至C3，确定对地面施加的压力Psol，本申请人通过实验确定的各种值得注意的数值考虑在内。这些值得注意的数值选自曲线C1至C3上读出的三种压力值。其或者是整个测量时间的一半时间测得的压力Psolt，或者是测得的最大压力PsolM，或者是测得的平均压力Psolm。根据本发明，可使用这些数值之一，或者这些数值中两个或三个相结合。

因此，考虑到Psolt和/或PsolM和/或Psolm，要求这些数值表示Ppneu，通过实验根据轮胎类型确定关系。因此，对于给定的轮胎类型，因而对于轮胎的给定的模型和尺寸，确定关系，有利地，在施加于地面的压力Psol与轮胎充气压力Ppneu之间进行所述换算。

本申请人发现，这些关系适用于一种轮胎，不管轮胎生产厂家是哪家。因此，需要对每种使用的轮胎建立这些关系。

应当指出，当使用一个或若干压力传感器时，因此当进行系列测量时，可如前所述进行测量。

但是，本申请人发现，当轮胎不与传感器持久接触时，获得的测量结果不准确，可靠性不够，这是因为车辆并非进行期望的动态运动。

本申请人尤其发现，在总体上与轮胎滚动面垂直的平面上，轮胎的运动导致轮胎与传感器之间接触不良。换句话说，轮胎对传感器施加的挤压和释放运动影响测量质量。这些运动，类似于轮胎在滚动面上的跳动，在频率和幅度上是随机的。其可由例如车辆的有缺陷悬挂装置造成，引起摆动现象。其也可由压力传感器布置处的行车道的有缺陷平面度造成，也会引起摆动现象。若车辆缓冲装置有缺陷、压力传感器布置区域不平，则这种现象更明显。

当发生摆动时，尤其要区分影响对地压力Psol的测量质量的两个阶段。第一挤压阶段，其对应于摆动运动的下部部分引起轮胎在压力传感器上的挤压，因此，实际上，对地压力Psol高于期望值，此时充气压力Ppneu被高估。第二释放阶段，其对应于摆动运动的上部部分。其产生轮胎对压力传感器的最低限度的接触，甚至在某些情况下，点状缺失接触。因此，测得的对地压力Psol低于期望的对地压力，此时充气压力Ppneu被低估。

本申请人也意外发现，安装在同一个车辆的不同车轴上的充气到相同压力Ppneu的两个同种类轮胎可具有两条曲线，示出对地压力Psol随时间而变化基本上不同。观察到的不同之处涉及曲线的幅度和形状。

另外，本申请人进行的试验表明，充气压力Ppneu的确定的精确度的区限相对于实际充气压力在±1.5巴之间。

这些不同的点使本申请人研发出充气压力Ppneu的测量方法，可摆脱、至少尽可能限制这些现象对所进行的测量的精确度的影响。换句话说，本发明的方法考虑到从轮胎在压力传感器上通过测得或者计算出的其它因素，这些因素也与轮胎充气压力Ppneu构成关系。

这些新因素数量为两个。一方面，涉及轮胎在压力传感器上通过时轮胎的滚动带与地面接触的部分的长度Lpneu，另一方面，涉及示出轮胎对地面施加的应力分布随时间变化的曲线的形状F。

公知地，轮胎与地面的接触面，因此，实际上与压力传感器的接触面，随充气压力Ppneu而变化，但是，也随施加于轮胎的负载而变化，因此，随车辆上的乘客数量和/或货物量而变化。

本申请人利用这一点，即对于配有相同轮胎的车辆，对于使用的大多数轮胎类型，当充气压力Ppneu变化时，轮胎与地面的接触面在轮胎滚动时总体仅沿长度方向变化，即在轮胎滚动时沿着与轮胎移动方向平行的方向变化。

该长度Lpneu根据压力传感器上的轮胎存在时间tpneu和轮胎在传感器上通过时的速度Vpneu，根据以下关系计算出：

Lpneu＝Vpneu·tpneu

传感器上轮胎存在时间tpneu根据示出对地压力Psol随时间而变化的曲线加以确定。恰当的是在分别对应对地压力Psol测量结束和测量开始的时间值之间进行区分。换句话说，Psol为零的两个时间值之间的时间间隔，提供整个测量时间，因此，提供轮胎在压力传感器上的存在时间tpneu。应当指出，使用若干传感器，获得的数值tpneu与测量中使用的压力传感器一样多。

轮胎在压力传感器上行驶时的速度Vpneu，例如最好根据用于测量同一个轮胎的对地压力Psol的两个对齐的压力传感器的分开距离、以及根据曲线上每个压力传感器的对地压力测量开始相应的两个时间值之差测得。

在本发明的其它实施方式中，使用与每个压力传感器测量对地压力结束相应的两个时间值，或者与一个或两个压力传感器测量开始和结束相应的两个时间值。应当指出，除了使用两个压力传感器以外，考虑的速度Vpneu是对于不同压力传感器获得的速度的平均值。这里，用于速度测量的保持装置允许用相同的压力传感器进行测量。在未示出的实施例中，使用其它的轮胎速度测量装置。

另外，为使长度Lpneu仅取决于充气压力Ppneu，适宜的是对于同一充气压力Ppneu，摆脱任何易于改变长度Lpneu的其它因数。特别地，适宜的是摆脱施加于轮胎的负载。

为此，根据本发明，长度Lpneu分解成两项。第一项对应于空载时轮胎的接触长度，也就是说，轮胎安装在其上的车辆本身负载为零、即无乘客和/或货物时的接触长度。该长度下面标为Lvide，仅取决于轮胎充气压力Ppneu。

第二项表示施加于轮胎的负载。为此，用系数K加权负载因数FC，其确定如后详述。负载因数FC从车辆空载时的数值0，变化到车辆负载最大时的数值1。

应当指出，对于安装在负载为0至最大负载100％的车辆上的轮胎，因此，使用从0至1变化的负载因数FC，压力传感器测得的长度Lpneu等于空载长度Lvide加K倍负载因数FC。因此，压力传感器测得的长度Lpneu与空载长度之间的关系是：

Lpneu＝Lvide+K·FC

这里，所求数值是Lvide，因为该接触长度仅随轮胎充气压力Ppneu而变化：

Lvide＝Lpneu-K·FC

Lmin限定为，对于充气到标称充气压力PpneuN的轮胎，当施加的负载最小时，即当车辆空载时，压力传感器测量的轮胎的接触长度。在这种情况下，FC＝0，Lpneu＝Lmin，因而：

Lvide＝Lmin.

同样，Lmax限定为，对于轮胎充气到标称充气压力PpneuN，当车辆负载最大时，压力传感器测量的轮胎的接触长度。在这种情况下，FC＝1，Lpneu＝Lmax，其中：

Lvide＝Lmax-K·1

在前述两个关系中，空载长度Lvide相同，因为其限定用于轮胎充气到标称充气压力PpneuN。如此，系数K的值等于两个长度之差：K＝Lmax-Lmini.

如前所述，根据车辆负载，负载因数在0与1之间变化。为了确定这两个极限值之间的负载因数FC，基于下列假设：

-车辆负载均匀地分布在车辆所有轮胎上。

-车辆轮胎压力的平均值非常接近轮胎的标称充气压力。因此，车辆轮胎长度的平均值对应于具有加载的标称压力的轮胎的长度。

应用这些假设至测得长度Lpneu与具有标称充气压力和最小负载的长度Lvide之间的初始关系式，得：

Lmoyen＝Lvide+K·FC，其中，Lmoyen是在车辆所有轮胎上测得的平均接触长度。

其中K＝Lmax-Lmin，以及Lvide＝Lmin，得到：

FC＝(Lmoyen-Lmin)/(Lmax-Lmin)

因Lvide＝Lpneu-K·FC，推出：

Lvide＝Lpneu–(Lmax-Lmin)·(Lmoyen-Lmin)/(Lmax-Lmin)

这种关系式简化为：

Lvide＝Lpneu–(Lmoyen-Lmin)

应当指出，当车辆所有轮胎充气到标称充气压力PpneuN时，那么，Lpneu＝Lmoyen，关系式Lvide＝Lmin得到验证。

应当指出，在该关系式中，Lpneu是轮胎在压力传感器上通过时获得的测量结果，Lmoyen是从同一车辆所有轮胎测得的值Lpneu计算出的值，以及Lmin是对于轮胎和车辆类型通过实验确定的值，测量对于标称充气压力PpneuN的接触长度Lpneu和车辆负载FC＝0，即空载车辆的负载。

因此，确定一个特征Lvide，其仅取决于充气压力Ppneu。

因零负载轮胎的接触长度Lvide仅随轮胎充气压力Ppneu而变化，故存在逆关系式：

Ppneu＝f(Lvide).

应当指出，函数f是多函数：一个给定函数f可专用于一个车辆的一个轮胎，或者该相同车辆的若干轮胎所共用。这些函数通过其充气压力Ppneu已知的轮胎的接触长度Lpneu的测量，通过实验予以确定。

因此，图5示出轮胎充气压力Ppneu随通过实验确定的接触长度Lpneu而变化的关系。这里，用于建立曲线的轮胎特征如下：轮胎的标准尺寸，根据欧洲现行商品目录：315/95R16，其中，315是以毫米为单位的轮胎宽度，95是以百分比表示的相对于宽度的胎侧高度，R是轮胎内部结构，这里是径向结构，16是以英寸表示的轮胎内径。曲线为各种充气压力所建立。

应当指出，轮胎在给定压力传感器上的行驶长度，因轮胎充气压力低而更大。

如前所述，如图4所示，我们发现，根据轮胎相对于标称充气压力PneuN的充气状态，轮胎对地压力Psol随时间而变化的曲线的形状是非常不同的，以轮胎充气状态为特征。曲线，不管其幅度和长度如何，因轮胎充气压力低而在其相应的顶部处更呈扁平。

因此，相对于与标称充气压力对应的曲线C1来说，充气过度的相同的轮胎具有顶部鼓起的一条曲线C3，而充气不足的相同的轮胎在具有顶部凹下的一条扁平的曲线C2。换句话说，相对于与标称充气压力对应的曲线C1来说，相应于充气不足的轮胎的曲线C2的顶部呈负凸起形状。相反，相对于与标称充气压力相应的曲线顶部来说，充气过度的轮胎形成一条顶部呈正凸起的曲线C3。

根据这些实际情况，本申请人决定采用曲线形状作为充气压力Ppneu的一个特征。为此，本申请人研发出曲线形状的一种数字表征。考虑的数字表征被证实是良好表示曲线形状的表征之一，显然，存在其它关系式。作为非限制性实施例，可以举出考虑最大压力和平均压力或曲线开始平均斜率之间的比率。

本申请人研发和验证有效的关系式在于，用曲线中心获得的对地压力值、因而在一半时间的观察到的压力Psolt，与平均对地压力Psolm之间的比率，量化曲线的形状Forme。

Forme＝Psolt/Psolm

在曲线形状直接随轮胎充气压力Ppneu而变化的测量中，应当指出，逆命题也是准确的：充气压力Ppneu直接随曲线形状而变化：

Ppneu＝f(Forme)

本申请人发现，函数关系或者函数f不仅可应用于一种轮胎类型，而且也可应用于同一车辆上的给定车轴。为了通过实验确定这种函数，本申请人根据示出其充气压力已知的轮胎对地压力Psol随时间而变化的曲线，进行了形状测量。如前所述，这些不同的函数f用于建立模糊模型，允许根据至少两个参数确定轮胎充气压力Ppneu，所述至少两个参数选自对地压力Psol、空载滚动带长度Lvide、或者曲线形状Forme。

因此，图6示出充气压力Ppneu随曲线形状而变化，测量条件如下：315/95R16标称尺寸的地铁轮胎充气到6巴至13巴的压力。应当指出，形状不唯一，因为其根据压力比计算出。

对于给定压力的传感器，不仅考虑轮胎对地压力Psol，而且也考虑计算获得的因素，即轮胎行驶长度Lvide和曲线形状Forme，本申请人提出三个因素，其每个都取决于所求特征，即轮胎充气压力Ppneu。

本申请人选择用模糊计算机实施本发明，从三个量Psol、Lvide、Forme中至少两个确定Ppneu。使用模糊逻辑系统的优越性之一是，可使测得的不完整数据建立模型，尤其是可根据使用的轮胎类型及其在车辆上的位置进行不同调整。模糊逻辑系统的另一个优越性是，可以易于在压力计算中加入其它参数，例如环境温度、环境湿度或者轮胎的温度。所谓环境温度和环境湿度，是指压力传感器处的高温和高湿度。

为了使用模糊逻辑系统，最好使模糊子系统具有每个输入量Psol、Lvide和Forme的特征。为此，使用配有充气至限定压力的轮胎的车辆进行测量的记录。因此，对充气不足、标准充气和充气过度的轮胎进行测量，测量次数足以覆盖轮胎充气的不同条件。

为了简化调整，作为非限制性实施例，对于三个输入量Psol、Lvide和Forme中的每一个，最好使模糊子系统的数量限制在五个，这里，考虑的子系统是：放气很多7A，放气7B，标称的7C，充气过度7D和充气非常过度7E。

通过使用收集的测量结果和应用模糊系统的限定，获得为每个输入量限定的模糊子系统的归属功能。图7示出对于量值Psol获得的归属功能。这里，纵座标轴不唯一。其对应于对每个子系统的归属等级，在0％至100％之间。例如，当Psol接近零时，曲线7A接近100％，而其它曲线接近零。另一个实施例：当考虑曲线7B和7C交叉处的Psol，Psol对于这些曲线接近50％，其它曲线接近零。

如此获得的模糊子系统限定模糊模型的输入数据的特征，模糊模型必须增加模糊规则。这里，作为例子，可以举出以下规则：如果Psol是标称值、Lvide和Forme也是标称值，那么，轮胎压力Ppneu是标称值。

在本发明应用于胎轮式地铁的应用范围，本申请人进行过关于输入量Psol、Lvide、Forme的不同实录。

输入量Psol具有高重复性，但是，在车辆动态垂直运动、因此在轮胎释放或挤压阶段时，当轮胎释放或挤压阶段出现，输入量Psol会产生错误。

输入量Lvide的重复性低于Psol。其在很大程度上取决于轮胎的释放或挤压阶段，和允许补偿在Psol上的误差。

输入量Forme非常可靠，因为其具有最高重复性。因此，其很少发生变化，即使在轮胎释放或挤压阶段。

根据不同子系统，输入量的性能，因而Psol、Lvide和Forme的性能示于下表1。这里，术语“标准”和“标称”是同义词。

表1

在标号6至9的测量情况下，量Psol和Lvide相互补偿，通过增加量Forme的稳定性，模糊计算机的输出量Ppneu不再被低估(6和8的测量情况)或者高估(7和9的测量情况)。

模糊规则的确定方法可分成两部分。第一部分在于识别产生于轮胎固有性能的规则。这些规则可获得由模糊计算机确定的输出值Ppneu，在大多数情况下，其令人满意。

第二部分在于确定特殊测量情况下(例如轮胎的释放和挤压)的模糊规则。这第二组模糊规则确保模糊计算机的输出值Ppneu的稳定性和耐久性。

不仅要考虑对地压力Psol，而且也要考虑从压力传感器上的测量结果计算出的输入量Lvide和Forme，通过使之用于模糊计算机，本申请人开发出一种测量方法，其精确度和可靠性增大，同时摆脱当轮胎在压力传感器上通过时由于轮胎的摆动引起的测量的随机变量。

作为非限制性实施例，本发明被实施用于计算轮胎的压力，其实际充气压力Ppneu为7.5巴：

在该实施例中，对地压力的测量是：Psol＝5.09巴，在换算之后，Ppneu的计算值是6.26巴。该轮胎的压力被低估。这种低估对应于释放阶段轮胎的情况，因此是在轮胎实际上不与压力传感器最佳接触时。

对于该相同的轮胎，除了Psol以外，本发明还提供曲线形状Forme的值1.12的和滚动带长度的值0.180米。

这些数值在换算之后，分别相当于7.18巴和10.29巴。借助于模糊计算机使三个量Psol、Forme和Lvide相结合，本发明指示7.51巴的充气压力Ppneu。

对充气压力的确定有很大改进，因为相对于实际压力的差距从16％变成0.13％。借助于本发明，可获得表示实际充气压力的可靠数值，同时摆脱测量的随机变量。

在另一个实施例中，仍然是对于实际充气压力为7.5巴的轮胎，Psol的测量结果是9.09巴，在换算之后，Ppneu的计算结果是11.72巴。因此，该轮胎的压力被高估，其对应于在挤压阶段的轮胎上进行的测量，轮胎在压力传感器上的支承力最大，轮胎在释放阶段之后压扁在压力传感器上。

对于该相同的轮胎，本发明给出曲线形状Forme的值1.16，对于滚动带长度Lvide，给出0.231米的数值。在换算之后，这分别相当于8.12巴和3.19巴。将获得的数值Psol、Forme和Lvide相结合，本发明计算出8.08巴的充气压力Ppneu。测量的改进很大，这里，也因为从56％的差距变成7.7％的差距。

本申请人基于2320个轮胎的充气压力测量结果进行了模拟。其表明，本发明可用3.5除以在范围[实际Ppneu-1.5巴；实际Ppneu+1.5巴]之外的测量率。因此，本发明可获得完全表示轮胎充气压力的数值，不改变测量装置即压力传感器，且补偿车辆行驶时进行这种测量的主要参数。

Claims (4)

1.测量在移动中的装配车辆的轮胎的充气压力(Ppneu)的测量方法，至少包括下列步骤，在下列步骤期间：

-a)测量由在至少一个压力传感器(1)上滚动的轮胎(3，3'，3”，3”')在轮胎滚动区域中向固定于地面的所述至少一个压力传感器(1)上施加的压力，

-b)测量轮胎(3，3'，3”，3”')在所述压力传感器(1)上滚动期间的时间(t)，压力传感器具有一个公知的接触面，

-c)建立当轮胎(3，3'，3”，3”')在所述压力传感器(1)上通过时表示轮胎(3，3'，3”，3”')在所述接触面上施加的应力(Psol)的分布随时间(t)变化的曲线(C1，C2，C3)，

-d)借助于计算机，确定轮胎(3，3'，3”，3”')的充气压力(Ppneu)，计算机的编程选自算法编程或者模糊逻辑系统，纳入根据对充气压力已知的轮胎(3，3'，3”，3”')进行的测量步骤a)至c)的测量建立的至少一个模型，

其特征在于，所述测量方法至少包括以下步骤：

e)在步骤d)时，使用的模型考虑其它两个参数，即，已知轮胎速度、在步骤b)进行测量时确定的与所述压力传感器(1)接触的轮胎(3，3'，3”，3”')的滚动带长度(Lpneu)，以及在步骤c)获得的曲线(C1，C2，C3)的形状(Forme)。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，在补充步骤f)时，在步骤d)之前，在步骤a)进行的测量时与所述压力传感器(1)接触的轮胎(3，3'，3”，3”')的滚动带长度(Lpneu)，根据一关系式(Lvide＝Lpneu-K.FC)建立，考虑了对所述轮胎施加的负载，Lvide是空载时轮胎在地面上的接触长度，K是对应于在最大负载(Lmax)时和在空载(Lvide)时滚动带长度之差的系数，FC是车辆空载或者最大负载时从0至1变化的负载因数。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，在步骤d)之前的补充步骤g)时，曲线(C1，C2，C3)的形状(Forme)根据一关系式进行量化，考虑了轮胎(3)在压力传感器(1)上通过至一半时间时施加的压力(Psolt)以及轮胎(3)在压力传感器(1)上通过时施加的平均压力(Psolm)。

4.根据前述权利要求中之一所述的测量方法，其特征在于，步骤a)至c)用多个压力传感器(1)进行；并且，压力传感器获得的每个数值都用于步骤d)和e)。