CN110958952B - 用于诊断车辆轮胎的充气状况的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于诊断包括前面一对左右轮胎和后面一对左右轮胎的车辆的每个轮胎的充气状况的方法。根据本发明的方法的主要特征在于，该方法包括以下步骤：‑第一步骤，即由这些车轮的角速度的比较、以及由将四个实际半径R_FL、R_FR、R_RL和R_RR关联在一起的任意等式来确定实际半径R_FL、R_FR、R_RL、R_RR，其中，R_FL、R_FR、R_RL和R_RR分别是左前车轮的半径、右前车轮的半径、左后车轮的半径和右后车轮的半径；‑第二步骤，即由在前一步骤中进行的实际半径确定、以及由在前一步骤期间确定的最大实际半径来确定这四个车轮中的每个车轮的相对半径；以及‑由在前一步骤中确定的相对半径的值来诊断这些车轮中的每个车轮的充气状况的步骤。

Description

用于诊断车辆轮胎的充气状况的方法

本发明涉及一种用于诊断车辆轮胎的充气状况的方法。这种方法可以有利地但并非排他地适用于机动车辆。

本发明落在使用间接方法来检测机动车辆的轮胎中的至少一个轮胎的放气状况的背景内。

通常，轮胎压力监测系统(TPMS)旨在当轮胎压力损失时立刻警告驾驶员，使得驾驶员可以没有延迟地对充气不足的轮胎进行再充气或更换该轮胎。这种措施使得可以：

-减少充气不足引起的CO2排放，

-延长轮胎的寿命，以及

-通过降低爆胎风险来提高乘客安全性。

现今的TPMS解决方案或直接方法是基于使用安装在车辆车轮的每个气门上的压力传感器，并且实时测量压力值和温度值。这些解决方案的缺点在于：

-轮胎需要适合于安装此类传感器，

-压力传感器需要定期维护，以便使故障风险和检测损失最小化，

-压力传感器会产生大量制造成本和维护成本。

不具有压力传感器的新颖解决方案(间接TPMS)提出根据对CAN总线上存在的信号(方向盘角度、角速度、发动机速度和加速度)的分析，来安装一种用于检测充气不足的系统。现在，这些新颖的解决方案或间接方法比当前的解决方案更复杂，并且更难以进行优化。间接TPMS包括用于检测充气不足的要求大量设置参数的算法。为了优化所有这些参数并验证所获得的最终设置，已经设计了根据大量运行阶段得出的大型数据库。因此，在该整个数据库上模拟该系统所花费的时间意味着，对TPMS检测算法进行手动优化是一项复杂、艰苦且非常耗时的任务。

基于车轮角速度的间接TPMS系统除其他之外包括两种类型的检测算法。

第一检测算法基于使用角速度信号对车轮的动态半径的比较分析。具体地，动态半径的减小会直接导致车轮角速度的增加。称为穿孔检测系统(PDS)的这种算法允许有效地检测车轮中的任何压力下降。

第二算法基于对角速度信号的频谱分析。已经发现，压力下降会导致可以在角速度信号中看到的车辆和车轮的振动特征频率降低。这种算法能够检测若干车轮的放气，并且对于检测在长时间运行后积累的小的压力损失非常有益。这种系统称为扩散检测系统(DDS)。

申请FR 2927019描述了一种用于诊断机动车辆的至少一个轮胎的充气状况的方法。这是对装配在机动车辆的前车轮对和后轮胎对上的至少一个轮胎进行的诊断，这些车轮对中的每一对都与车辆的轮轴相关联，该诊断的类型包括对车辆的车轮的角速度的测量、以及对测得的速度的分析，以便检测所述充气状况。这种方法的一个缺点是既不能检测到车辆的若干轮胎充气不足的状况，也不能检测到所述轮胎的充气不足的几种不同水平。

根据本发明的一种用于诊断车辆的至少一个轮胎的充气状况的方法克服了现有技术中发现的缺点。

本发明的主题是一种用于诊断包括前面一对左右轮胎和后面一对左右轮胎的车辆的每个轮胎的充气状况的方法。

根据本发明的方法的主要特征在于，该方法包括以下步骤：

-第一步骤，即通过确定比较在对角线上的车轮对的角速度的第一标准CR₁、比较前后车轮对的角速度的第二标准CR₂、和比较左右车轮对的角速度的第三标准CR₃，并使用将这四个车轮中的每个车轮的实际半径R_FL、R_FR、R_RL和R_RR彼此关联的任意等式，来确定这四个实际半径R_FL、R_FR、R_RL和R_RR，其中，R_FL、R_FR、R_RL和R_RR分别是左前车轮的半径、右前车轮的半径、左后车轮的半径和右后车轮的半径，

-第二步骤，即通过计算在前一步骤中确定的每个实际半径与在所述前一步骤期间确定的最大实际半径之比来确定这四个车轮中的每个车轮的相对半径，

-由在前一步骤中确定的相对半径值来诊断这些车轮中的每个车轮的充气状况的步骤。

这种方法基于使用角速度信号对车轮的动态半径的比较分析。这种方法是完善的，因为该方法使得可以诊断车辆的每个车轮的充气不足，并且该方法便于定位处于充气不足状况的一个或多个轮胎。最大实际半径对应于针对这四个车轮确定的实际半径的最大值。

有利地，允许执行该第一确定步骤的该任意等式为：

优选地，该诊断步骤在于将这些车轮中的每个车轮的相对半径与可以如下校准的阈值进行比较：

阈值>min(R_rFL，R_rFR，R_rRL，R_rRR)

其中，R_rFL、R_rFR、R_rRL和R_rRR分别是左前车轮、右前车轮、左后车轮和右后车轮的相对半径。

优选地，该诊断步骤是通过以下操作来执行的：为充气最足的车轮的相对半径指配值1并将其他车轮的相对半径的值表示为所述充气最足的车轮的半径的百分比，然后通过测量每个车轮的相对半径与值1之间的差异，并且最后通过将每个测得的差异与预定阈值进行比较。

有利地，这些阈值是由列出了许多实际测试的条件和结果的数据库进行优化的，所述条件由选自至少以下各项的至少一个参数表示，这些项包括：车辆的质量、充气不足的车轮数量、轮胎压力、该车辆所行驶行程的类型、以及天气状况。

有利地，使用以下等式来确定这三个标准：

其中，

它们分别是左前车轮、右前车轮、左后车轮和右后车轮的角速度，V_车辆是该车辆的速度。

优选地，使用以下等式来执行确定每个车轮的相对半径的第二步骤：

优选地，根据本发明的方法由检查步骤补充，该检查步骤在于：使用传感器来测量每个轮胎的压力，然后将利用所述传感器获得的每个轮胎的充气状况与根据所述轮胎的相对半径获得的每个轮胎的充气状况进行比较。

在下文中给出了根据本发明的诊断方法的一个优选实施例的详细说明。

作为提醒，在申请FR 2927019 A1中，该诊断在于分析

和

的值，并且在于将这些值与称为

和

的阈值进行比较。

例如，在单一处充气不足的情况下：

在沿对角线同时充气不足的情况下：

在三个轮胎同时充气不足的情况下：

这种技术的问题在于，其无法有效地处理多个轮胎的放气水平不同(例如，一个轮胎放气30％、另一个轮胎放气20％、而第三个轮胎放气10％)的多处放气情况。

本发明在于使用这三个标准

和

以及对车轮的相对半径变化的诊断来估计每个车轮的相对半径。

标准CR₁比较在对角线上的车轮对的角速度：

标准CR₂比较前后车轮对的角速度：

标准CR₃比较左右车轮对的角速度：

已知对于每个车轮，角速度都是由车辆的速度和相关车轮的半径来计算的：

因此，以上等式可以写成：

缺少了用于根据标准CR₁、CR₂和CR₃来计算半径R_FL、R_FR、R_RL和R_RR的等式。因此，建议添加以下等式：

然后可以例如使用Matlab的符号数学工具箱来求解由4个等式(1)、(2)、(3)和(4)以及四个未知数R_FL、R_FR、R_RL和R_RR组成的系统：

因此，每个车轮的相对半径定义为：

所有相对半径均小于或等于1。充气最足的轮胎的半径必定等于1。

然后，该用于诊断充气不足状况的方法在于将每个车轮的相对半径与阈值进行比较，该阈值可以进行校准。

阈值>min(R_rFL，R_rFR，R_rRL，R_rRR)

在检测(无定位)的情况下，如果相对半径的最小值低于该阈值，则系统将发出充气不足的警报。但是，这种策略可以与直接TPMS(带有压力传感器)结合使用，以提高定位充气不足问题的精度。

通过使用由大量实际测试组成的数据库来优化这些阈值，这些测试是在不同条件下且利用不同的参数(车辆质量、充气不足的车轮数量、轮胎压力、行程类型等)进行的。

Claims (7)

1.一种用于诊断包括前面一对左右轮胎和后面一对左右轮胎的车辆的每个轮胎的充气状况的方法，所述方法包括以下步骤

-第一步骤，即通过确定比较在对角线上的车轮对的角速度的第一标准CR₁、比较前后车轮对的角速度的第二标准CR₂、以及比较左右车轮对的角速度的第三标准CR₃，并使用将这四个车轮中的每个车轮的实际半径R_FL、R_FR、R_RL和R_RR彼此关联的任意等式，来确定这四个实际半径R_FL、R_FR、R_RL和R_RR，其中，R_FL、R_FR、R_RL和R_RR分别是左前车轮的半径、右前车轮的半径、左后车轮的半径和右后车轮的半径，

-第二步骤，即通过计算在前一步骤中确定的每个实际半径与在所述前一步骤期间确定的这四个实际半径R_FL、R_FR、R_RL和R_RR中的最大记录值相对应的最大实际半径之比，来确定这四个车轮中的每个车轮的相对半径，

-由在前一步骤中确定的相对半径值来诊断这些车轮中的每个车轮的充气状况的诊断步骤,

其中，允许执行该第一步骤的该任意等式为：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该诊断步骤在于将这些车轮中的每个车轮的相对半径与如下校准的阈值进行比较：

阈值>min(R_rFL，R_rFR，R_rRL，R_rRR)

其中，R_rFL、R_rFR、R_rRL和R_rRR分别是左前车轮、右前车轮、左后车轮和右后车轮的相对半径。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该诊断步骤是通过以下操作来执行的：为充气最足的车轮的相对半径指配值1并将其他车轮的相对半径的值表示为所述充气最足的车轮的半径的百分比，然后通过测量每个车轮的相对半径与值1之间的差异，并且最后通过将每个测得的差异与预定阈值进行比较。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，这些阈值是由列出了许多实际测试的条件和结果的数据库进行优化的，并且其中，所述条件由选自至少以下各项的至少一个参数表示，这些项包括：车辆的质量、充气不足的车轮数量、轮胎压力、该车辆所行驶行程的类型、以及天气状况。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用以下等式来确定这三个标准：

其中，

它们分别是左前车轮、右前车轮、左后车轮和右后车轮的角速度，V_车辆是该车辆的速度。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用以下等式来执行确定每个车轮的相对半径的第二步骤：

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法由检查步骤补充，该检查步骤在于：使用传感器来测量每个轮胎的压力，然后将利用所述传感器获得的每个轮胎的充气状况与由所述轮胎的相对半径获得的每个轮胎的充气状况进行比较。