CN108372759A - 用于确定至少一个轮胎的磨损状态的方法和系统 - Google Patents

用于确定至少一个轮胎的磨损状态的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于确定车辆(3)的至少一个轮胎(2)的磨损状态的方法。为了在轮胎(2)上没有布置传感器的情况下确定轮胎(2)的磨损状态，在通过车辆(3)的防抱死制动系统(6)或车辆动力学控制器(7)进行制动干预期间或之后，基于至少一个瞬时车辆参数和/或至少一个瞬时环境参数来判断制动干预是否主要由轮胎(2)的磨损状态引起。

Description

用于确定至少一个轮胎的磨损状态的方法和系统
技术领域
本公开总体上涉及一种用于确定车辆的至少一个轮胎的磨损状态的方法。
此外，本发明涉及一种用于确定车辆的至少一个轮胎的磨损状态的系统，该系统包括用于记录至少一个瞬时车辆参数和/或至少一个瞬时环境参数的至少一个记录单元以及连接到记录单元的至少一个分析电子单元。
背景技术
独立于车辆的尺寸和类型，车辆具有磨损的橡胶轮胎。车辆的橡胶轮胎的磨损强烈依赖于多种因素，例如车辆类型、驾驶风格、车辆磨损概况、轮胎品牌、轮胎类型等。轮胎的胎纹深度不足会导致驾驶动力学特性和驾驶安全性恶化，特别是在潮湿的情况和道路上积雪的情况下。
尽管新轮胎具有使用寿命分类和胎面磨损分类，但是对于单个车辆来说对轮胎使用寿命的预测是困难的。轮胎的胎纹深度可以很容易地检查，但是大多数驾驶员只是非常不定期地或者粗略地进行这种检查。在一些国家规定的定期检查过程中，或在例行保养期间，驾驶员会被告知关于磨损的轮胎，但是随着保养间隔变长，这种情况并不惯常。另一个挑战是监测和管理车队的轮胎胎面磨损。
US 2014/166168 A1涉及一种自主磨损记录系统，具有可磨损传感器、自主能量供应装置和无线电通信单元。该系统包括在轮胎的轮胎胎面元件的中心嵌入的管状胎面磨损显示主体。当胎面元件径向向内磨损时，可磨损传感器在至少一个电磁可测量的物理参数方面功能地改变。该系统包括用于信号和数据处理的算法、缓冲器和用于向驾驶员通知当前轮胎磨损状态、轮胎类型-车辆季节对应以及实时估计轮胎剩余使用寿命的判定程序。
US 2004/154715 A1公开了一种记录轮胎磨损的方法，其中当轮胎达到磨损极限值时，声学磨损指示器由于与地面接触而发出声音信号。还公开了磁性、光学和机械的实施例。布置在车辆下方的麦克风和处理元件在轮胎达到磨损限制值时激活布置在仪表板中的显示器。受影响的轮胎可以通过声学信号相位与ABS数据的比较来识别。
US2014/366618A1涉及一种用于在驾驶操作期间收集测量的轮胎参数数据的轮胎监测系统，并且具体涉及基于这些测量结果来估计轮胎磨损状态的系统和方法。
发明内容
本发明的一个目的是能够在轮胎上没有布置传感器的情况下确定车辆的至少一个轮胎的磨损状态。
这个目的是通过独立专利权利要求来实现的。有利的实施方式反映在下面的说明书、从属权利要求和附图中，尤其在同样优选或有利的本发明的方面，单独或与其他实施例组合的这些实施例可以表示另外的改进。即使在下文中在特定情况下没有明确指出，该方法的实施例可以在这种情况下对应于系统的实施例，反之亦然。
根据本发明的用于确定车辆的至少一个轮胎的磨损状态的一种方法，在通过车辆的防抱死制动系统或车辆动力学控制器的制动干预期间或之后，基于至少一个瞬时车辆参数和/或至少一个瞬时环境参数来判断制动干预是否主要由轮胎的磨损状态引起。
根据本发明，可以执行对轮胎的磨损状态的监测，以能够确定何时必须执行用新轮胎来替换轮胎。这样就保证了车辆不会用磨损的轮胎来运行，而用磨损的轮胎来运行会损害驾驶安全性。而且，可以确保车辆不是在轮胎被强烈磨损到以至于其使用违反了合法要求的情况下运行。在使用根据本发明的方法时，驾驶员不再需要在视觉上检查轮胎的胎纹深度，这减少了维护工作。
根据本发明的方法不需要布置在轮胎上的传感器或信号编码器来记录轮胎的磨损状态。相反，为了执行根据本发明的方法，完全可以使用通常已经提供的车辆传感器系统进行记录的数据。这些数据然后可以通过分析电子单元中的算法来分析，以便能够判断制动干预是否主要由轮胎的磨损状态引起和/或轮胎的磨损状态是否发展太快以至于需要用新轮胎替换磨损轮胎。根据本发明的方法尤其可以通过相应的软件实现来实现，并且因此不需要额外的硬件，这样可以经济有效地实现本发明的方法，并且此外本发明的方法还作为改装的解决方案。
所确定的轮胎的磨损状态可以是轮胎的磨损程度或损耗程度。使用根据本发明的方法，在本发明的一个变型中，也可以确定单个的磨损状态或两个或更多个特别是车辆的所有轮胎的共同的磨损状态。
当车辆的车轮在由驾驶员发起的制动过程期间锁死和/或在被记录到车辆正在突然改变方向的情况下，由车辆的防抱死制动系统或车辆动力学控制器进行制动干预。后者可以例如通过记录车辆的纵向加速度和/或横向加速度来进行记录。
具有磨损轮胎的车轮在各自的行驶下表面上具有较低的附着力。特别地，轮胎对湿的或积雪覆盖的道路的附着力需要轮胎的足够胎纹深度以能够确保一定程度的行驶安全性。因为强磨损的轮胎具有比弱磨损轮胎更小的地面附着力，所以在通过车辆的防抱死制动系统和/或车辆动力学控制器的制动干预期间或之后，可以在考虑了至少一个瞬时车辆参数和/或至少一个瞬时环境参数的情况下对防抱死制动系统和/或车辆动力学控制器的制动干预就是否合理或者制动干预是否主要归因于轮胎在道路上缺乏附着力执行真实性检查。
在根据本发明的方法中执行这种真实性检查。如果在这种情况下确定，防抱死制动系统和/或车辆动力学控制器的制动干预在考虑到至少一个瞬时车辆参数和/或至少一个瞬时环境参数的情况下不一定必须得执行，则会得出结论并判断制动干预最初是由轮胎的磨损状态和/或由此导致的轮胎在道路上的附着力不足造成的。这清楚的表明，目前的轮胎磨损状态是如此不足以至于应该用新轮胎替换磨损轮胎。
可以提供的是，在由防抱死制动系统和/或车辆动力学控制器进行的每个制动干预期间，执行相应的真实性检查和/或判断。在每次判断期间，可以确认的是，轮胎的磨损状态有多强是各自制动干预的原因。这些因果关系的强度可以相互比较来监测磨损状态。而且，单个因果关系的强度可以与预定义的限制值进行比较。为此目的，限制值被预定义为使得如果超过极限值，则判断磨损程度足够差，以至于必须用新的轮胎更换磨损的轮胎。相反，如果不超过极限值，则可以判断轮胎的磨损状态尚不需要用新的轮胎更换轮胎。
也可以使用两个或更多个瞬时车辆参数和/或瞬时环境参数来判断制动干预是否主要由轮胎的磨损状态引起。
记录的车辆参数和环境参数以及判断结果可以由多个车辆记录并发送到中央数据云。这些信息项然后可以用作更大的数据库，单个轮胎性能可以与该数据库进行比较。这对于车队客户特别有用。
根据一个有利的实施例，环境温度和/或环境压力被记录为瞬时环境参数。轮胎的行为可以从这些环境参数中得出结论，例如通过使用包括轮胎的行为对环境温度和/或环境压力的依赖性的特性曲线或特性图。以此方式确定的轮胎的行为可以用于判断，在考虑到所确定的轮胎行为的情况下，制动干预是否主要由轮胎的磨损状态引起。可以使用现有车辆传感器系统的至少一个温度传感器或使用单独的温度传感器来记录环境温度。可以使用现有车辆传感器系统的至少一个压力传感器或使用单独的压力传感器来记录环境压力。
根据另一个有利的实施例，车辆速度、基于GPS的车辆速度、车辆的纵向加速度、车辆的侧向加速度、挡风玻璃刮水器致动、车辆里程数、车轮扭矩或者请求扭矩被认为是瞬时车辆参数。所有这些车辆参数可以通过常规设置的车辆传感器系统或单独的传感器系统进行记录。例如以雨或雪的形式的降水的存在和强度可以从挡风玻璃刮水器致动得出。轮胎的行为可以从这些车辆参数中的每一个得出，例如，使用包括轮胎的行为对各个车辆参数的依赖性的特性曲线或特性图。以这种方式确定的轮胎的行为可以用于判断在考虑到所确定的轮胎行为的情况下，制动干预是否主要由轮胎的磨损状态引起。
根据另一个有利的实施例，关于轮胎的至少一个瞬时信息项被考虑为瞬时车辆参数，其中该信息项是轮胎旋转速度或轮胎压力。这些车辆参数可以通过常规设置的车辆传感器系统或单独的传感器系统进行记录。轮胎的行为可以从这些车辆参数中的每一个得出，例如使用包括轮胎的行为对各个车辆参数的依赖性的特性曲线或者特性图。以这种方式确定的轮胎的行为可以用于判断在考虑到所确定的轮胎行为的情况下，制动干预是否主要由轮胎的磨损状态引起。
根据另一个有利的实施方式，在判断中考虑参考轮胎的动态轮胎半径，其中监测在环境温度和轮胎压力的影响下的轮胎的动态轮胎半径与参考轮胎的动态轮胎半径的偏差。环境压力和轮胎压力可以通过常规设置的车辆传感器系统或单独的传感器系统记录。轮胎的动态轮胎半径相对于参考轮胎的动态轮胎半径的偏差可以使用包括环境温度和/或轮胎压力的偏差的依赖性的特性曲线或特性图来记录。轮胎的行为可以由轮胎的动态轮胎半径相对于参考轮胎的动态轮胎半径的偏差来推断，例如使用包括轮胎行为对偏差的依赖性的特性曲线或特性图。以这种方式确定的轮胎的行为可以用于判断在考虑到所确定的轮胎行为的情况下，制动干预是否主要由轮胎的磨损状态引起。
根据另一个有利的实施方式，将关于车辆侧制动系统的至少一个瞬时信息项作为瞬时车辆参数考虑在内，其中信息项是制动扭矩或借助于防抱死制动系统和/或车辆动力学控制器的制动干预的次数。这些车辆参数可以通过常规设置的车辆传感器系统或单独的传感器系统进行记录。如果借助于防抱死制动系统和/或车辆动力学控制器的制动干预次数从某一时间点开始增加，则这可以被视为轮胎磨损状态恶化的指示。该指示可用于判断制动干预是否主要由轮胎的磨损状态引起。
根据另一个有利的实施方式，将关于车辆侧转向系统的至少一个瞬时信息项作为瞬时车辆参数考虑在内，其中信息项是转向角、转向角的时序变化或者横摆角速度。这些车辆参数可以通过常规设置的车辆传感器系统或单独的传感器系统进行记录。轮胎的行为可以从这些车辆参数中的每一个得出，例如通过使用包括轮胎的行为对各个车辆参数的依赖性的特性曲线或特性图。以这种方式确定的轮胎的行为可以用于判断在考虑到所确定的轮胎行为的情况下，制动干预是否主要由轮胎的磨损状态引起。
根据另一有利实施例，如果制动干预主要由轮胎的磨损状态引起，则产生信号。使用可以是听觉、视觉和/或触觉的信号，向驾驶员传达应该或必须执行用新轮胎更换磨损轮胎的信号。
根据另一个有利的实施方式，在判断中考虑了从预定义的时间点开始发生的制动干预之间的时间间隔。如果制动干预之间的时间间隔统计地减少，则可以将其视为轮胎磨损状态恶化的指示。这个指示然后可以用于判断制动干预是否主要由轮胎的磨损状态引起。
根据另一个有利的实施方式，在判断中考虑轮胎的轮胎类型。为此，例如，可以对包含轮胎生产者和模型的数据库进行参考，该数据库例如可以位于数据云中。如果特定轮胎模型不包含在数据库中或者数据库不可用，则可以通过在人机界面处的相应的输入来记录诸如“夏季轮胎”、“冬季轮胎”、“全天候轮胎”等通用轮胎类型，例如通过驾驶员的相应输入或轮胎更换时车间人员的输入。轮胎的行为可以从记录的轮胎类型得出结论，例如通过将某个电子地存储行为与相应的轮胎类型相关联。然后可以使用轮胎的行为来判断在考虑到所确定的轮胎行为的情况下，制动干预是否主要是由轮胎的磨损状态引起。
根据本发明的用于确定车辆的至少一个轮胎的磨损状态的系统包括用于记录至少一个瞬时车辆参数和/或至少一个瞬时环境参数的至少一个记录单元以及连接到记录单位的至少一个分析电子单元。分析电子单元被配置为在由车辆的防抱死制动系统或车辆动力学控制器进行制动干预期间或之后，基于至少一个瞬时车辆参数和/或至少一个瞬时环境参数，来判断制动干预是否主要是由轮胎的磨损状态引起。
上述参照该方法的优点相应地与该系统相关联。特别地，该系统可以用于执行根据上述实施例中的一个的方法或这些实施例中的至少两个相互之间的任意组合。记录单元可以由现有的车辆传感器系统形成。分析电子单元可以由现有的车辆电子单元形成。
根据一个有利的实施例，系统包括连接到分析电子单元的至少一个车辆侧输入单元，通过所述至少一个车辆侧输入单元可以输入轮胎的轮胎类型，其中分析电子单元被配置为在判断期间将轮胎的轮胎类型考虑在内。输入单元可以布置在车辆的乘客舱中。在轮胎更换的情况下，输入单元可由驾驶员或车间人员操作。
附图说明
下面将参照附图并根据优选实施例通过举例的方式来解释本发明，其中下面提到的特征本身或者也可以与另一个进行不同的组合来表示本发明的有利或改善方面。在图中：
图1示出了根据本发明的系统的示例性实施例的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的用于确定车辆3的轮胎2的磨损状态的系统1的示例性实施例的示意图。
系统1包括用于记录至少一个瞬时车辆参数和/或至少一个瞬时环境参数的记录单元4。此外，系统1包括连接到记录单元4的分析电子单元5。
分析电子单元5配置成在由车辆3的防抱死制动系统6或车辆动力学控制器7进行的制动干预期间或之后，基于至少一个瞬时车辆参数和/或至少一个瞬时环境参数，来判断制动干预是否主要是由轮胎2的磨损状态引起的。
系统1包括连接到分析电子单元5的车辆侧输入单元8，并且轮胎2的轮胎类型能够通过该车辆侧输入单元8被输入，其中分析电子单元5被配置为在判断期间将轮胎2的类型考虑在内。
记录单元4可以被配置为将环境温度和/或环境压力记录为瞬时环境参数。另选地或者附加地，记录单元4可以被配置为将车辆速度、基于GPS的车辆速度、车辆3的纵向加速度、车辆3的横向加速度、挡风玻璃刮水器致动、车辆里程数、车轮扭矩或请求扭矩作为瞬时车辆参数考虑在内。可选地或附加地，记录单元4可以被配置为将轮胎2上的至少一个瞬时信息项作为瞬时车辆参数考虑在内，其中该信息项是轮胎旋转速度或者轮胎压力。替代地或附加地，记录单元4可以被配置为将关于车辆侧制动系统(未示出)的至少一个瞬时信息项作为瞬时车辆参数考虑在内，其中该信息项是制动扭矩或借助于防抱死制动系统6和/或车辆动力学控制器7的制动干预的次数。替代地或附加地，记录单元4可以被配置为将关于车辆侧转向系统(未示出)的至少一个瞬时信息项作为瞬时车辆参数考虑在内，其中该信息项是转向角度、转向角度的时序变化或横摆角速度。
可选地或附加地，分析电子单元5可以被配置为在判断中考虑参考轮胎的动态轮胎半径，并且监视在温度和轮胎压力的影响下轮胎的动态轮胎半径与参考轮胎的动态轮胎半径之间的偏差。可选地或附加地，分析电子单元5可以被配置为如果制动干预主要由轮胎2的磨损状态引起，则产生信号。替代地或附加地，分析电子单元5可以被配置成在判断中考虑从预定时间点开始发生的制动干预之间的时间间隔。
附图标记列表
1 系统
2 轮胎
3 车辆
4 记录单位
5 分析电子单元
6 防抱死制动系统
7 车辆动力学控制器
8 输入单元

Claims (12)

1.一种用于确定车辆(3)的至少一个轮胎(2)的磨损状态的方法，其特征在于，在由所述车辆(3)的防抱死制动系统(6)或车辆动力学控制器(7)进行制动干预期间或之后，基于至少一个瞬时车辆参数和/或至少一个瞬时环境参数来判断所述制动干预是否主要由所述轮胎(2)的磨损状态引起。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，环境温度和/或环境压力被记录为所述瞬时环境参数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将车辆速度、基于GPS的车辆速度、所述车辆(3)的纵向加速度、所述车辆(3)的横向加速度、挡风玻璃刮水器致动、车辆里程数、车轮扭矩或请求扭矩作为所述瞬时车辆参数考虑在内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，将关于所述轮胎(2)的至少一个瞬时信息项作为所述瞬时车辆参数考虑在内，其中所述信息项是轮胎旋转速度或轮胎压力。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述判断中考虑参考轮胎的动态轮胎半径，其中监测在温度和轮胎压力的影响下所述轮胎(2)的动态轮胎半径与所述参考轮胎的所述动态轮胎半径的偏差。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，将关于车辆侧制动系统的至少一个瞬时信息项作为所述瞬时车辆参数考虑在内，其中所述信息项是制动扭矩或借助所述防抱死制动系统(6)和/或所述车辆动力学控制器(7)的制动干预的次数。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，将关于车辆侧转向系统的至少一个瞬时信息项作为所述瞬时车辆参数考虑在内，其中所述信息项是转向角度、所述转向角度的时序变化或横摆角速度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在所述制动干预主要由所述轮胎(2)的磨损状态引起的情况下，产生信号。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在所述判断中考虑从预定时间点开始发生的制动干预之间的时间间隔。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，在所述判断中考虑所述轮胎(2)的轮胎类型。
11.一种用于确定车辆(3)的至少一个轮胎(2)的磨损状态的系统(1)，包括：
-至少一个记录单元(4)，所述至少一个记录单元(4)用于记录至少一个瞬时车辆参数和/或至少一个瞬时环境参数，以及
-连接到所述记录单元(4)的至少一个分析电子单元(5)，
其特征在于：
-所述分析电子单元(5)被配置为，在由所述车辆(3)的防抱死制动系统(6)或车辆动力学控制器(7)进行制动干预期间或之后，基于所述至少一个瞬时车辆参数和/或所述至少一个瞬时环境参数，判断所述制动干预是否主要由所述轮胎(2)的磨损状态引起。
12.根据权利要求11所述的系统(1)，其特征在于，包括至少一个车辆侧输入单元(8)，所述至少一个车辆侧输入单元(8)连接到所述分析电子单元(5)，并且可以通过所述至少一个车辆侧输入单元(8)输入所述轮胎(2)的轮胎类型，其中所述分析电子单元(5)被配置为在所述判断中考虑所述轮胎(2)的所述轮胎类型。
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