CN111391862A - 用于确定车辆上轮胎的胎面深度的方法、控制装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆上的轮胎的胎面深度确定。其涉及多辆车辆将相应的适配数据传输到中央数据处理装置，并且所述数据处理装置基于适配数据形成优化数据并且将所述优化数据传输到车辆。所述适配数据由车辆基于轮胎的轮胎类型、里程和旋转速度以及车辆的速度和轮胎的至少一个操作参数来形成，所述操作参数选自轮胎压力、轮胎温度和轮胎负载，并且优化数据由车辆中的每一者使用，以基于所确定的轮胎类型的包含至少一个模型参数的模型来确定相关轮胎的胎面深度，其中，所述模型基于轮胎的旋转速度、车辆的速度和轮胎的所述至少一个操作参数使用所述至少一个模型参数来提供胎面深度，所述至少一个模型参数基于从中央数据处理装置接收的优化数据来确定。

Description

用于确定车辆上轮胎的胎面深度的方法、控制装置和系统

技术领域

本发明涉及一种用于在具有轮胎的车辆的操作期间确定轮胎的胎面深度的方法和控制装置。本发明还涉及一种用于确定多辆车辆上的轮胎的胎面深度的系统。

背景技术

从DE 10 2012 217 901 B3中已知一种用于在具有轮胎的车辆的操作期间确定轮胎的胎面深度的方法。该方法包括以下步骤：

- 确定具有所述轮胎的车辆的车轮的旋转速度，

- 确定车辆的速度，

- 基于所确定的旋转速度和所确定的速度来确定具有轮胎的所述车轮的动态车轮半径，

- 确定轮胎的至少一个操作参数，所述至少一个操作参数选自轮胎温度、轮胎压力和轮胎负载参数，

- 基于所确定的所述至少一个操作参数来确定车轮的内半径，其中，车轮的内半径是车轮中心与胎面的轮胎侧起点之间的距离，

- 基于所确定的动态车轮半径和所确定的动态内半径来确定所述轮胎的胎面深度。

关于该方法的后一步骤，特别提出了胎面深度被确定为动态车轮半径与动态内半径之间的差。

在DE 10 2017 204 648 A1中描述了该方法的进展，并且考虑了实际上轮胎的胎面深度被认为是几何车轮半径和几何内半径之间的差的情况，也就是说，与车辆上的轮胎操作无关并且在轮胎（例如从车辆上移除的轮胎）本身上测量的半径。然而，在轮胎的操作期间的动态半径（动态车轮半径和动态内半径）可以与其不同，使得将胎面深度确定为动态半径与非几何半径之间的差通常仅是近似值。

在此背景下，DE 10 2017 204 648 A1提出通过附加地考虑预先针对轮胎类型确定的校正变量来确定胎面深度，其中，校正变量表征一方面胎面深度的变化与另一方面由其导致的动态车轮半径与动态内半径之间的差的变化之间的关系。通过考虑这种至少取决于轮胎类型的校正变量（例如校正函数或校正常数），可以有利地以改进的准确度确定胎面深度。

然而，一个问题是实际上存在许多不同的轮胎类型，这意味着需要相当大的付出来确定用于每种轮胎类型的合适的至少一个校正变量，或者换句话说，针对每种轮胎类型规定适当的（数学）模型，该模型将轮胎的旋转速度、车辆的速度和所述至少一个操作参数作为模型的输入变量、作为供应胎面深度的基础、作为模型的输出变量。

发明内容

因此，本发明的目的是允许以相对小的付出和仍然高的准确度在车辆的轮胎上确定胎面深度。

根据本发明的第一方面，该目的通过一种用于在具有轮胎的车辆的操作期间确定轮胎的胎面深度的方法来实现，其中该方法具有以下步骤：

- 确定轮胎的轮胎类型和轮胎的里程，

- 确定轮胎的旋转速度、车辆的速度以及至少一个操作参数，所述至少一个操作参数选自包括轮胎的轮胎压力、轮胎温度和轮胎负载的组，

- 在轮胎达到预定最大里程的情况下：将适配数据传输到中央数据处理装置，所述适配数据基于轮胎的轮胎类型、轮胎的里程、轮胎的旋转速度、车辆的速度和轮胎的所述至少一个操作参数形成

- 在轮胎超过预定最小里程的情况下：从中央数据处理装置接收用于所确定的轮胎类型的优化数据，基于所确定的轮胎类型的包含至少一个模型参数的模型来确定轮胎的胎面深度，其中，所述模型基于轮胎的旋转速度、车辆的速度和轮胎的所述至少一个操作参数使用所述至少一个模型参数来供应胎面深度，所述至少一个模型参数基于从中央数据处理装置接收的优化数据来确定，

其中，多辆车辆将相应的适配数据传输到中央数据处理装置，并且中央数据处理装置基于所述适配数据形成优化数据。

因此，规定基于相关轮胎类型的包含至少一个模型参数的模型来确定轮胎的胎面深度，其中模型基于轮胎的旋转速度、车辆的速度和轮胎的所述至少一个操作参数来提供胎面深度，所述至少一个操作参数选自包括轮胎的轮胎压力、轮胎温度和轮胎负载的组。

在本发明的上下文中，术语“轮胎类型”表示关于相关轮胎自身的一个或多个性质的信息，因此这些性质独立于其在车辆上的操作，并且特别地独立于在操作期间影响轮胎并且已经在轮胎自身上出现的负荷，即，轮胎本身处于未装配到车辆的状态下。

轮胎类型可以特别地包含或指定关于以下性质中的一项或多项信息：

- 轮胎几何形状（例如，直径，特别是内直径和外直径或这些直径中的一者，以及新轮胎胎面深度、轮胎宽度、尺寸比）

- 使用区域（例如，夏季轮胎、冬季轮胎、全年轮胎），

- 轮胎材料质量（例如，相当硬、相当软、特别是也是定量的），

- 胎面类型（相当粗糙、相当精细、胎面花纹规格等），

- 负载指数，

- 速度指数等。

在本发明的上下文中，轮胎类型还可以有利地包括诸如例如制造商名称和型号名称或型号号码的信息和/或诸如“205/55 R18”的编码信息，或者包含这种信息。这是例如因为中央数据处理装置可以呈这种形式，使得它例如通过使用/读取作为数据处理装置的一部分的或通信地连接到数据处理装置的适用数据库来从这种信息确定适用的定性和/或定量性质。另外，尽管轮胎类型的相关（例如物理）性质的详细知识在本发明的上下文中是有利的，例如用于形成优化数据，但是这不是绝对必要的。对于处于其新的状态下的轮胎的轮胎类型，更重要的是相同种类的轮胎具有相同的轮胎类型，而不同种类的轮胎具有不同的轮胎类型。

编码轮胎类型的一个示例是为特定轮胎类型分配一次的数字代码，并且因此唯一地指定轮胎类型，例如包含制造商的代码部分和型号的代码部分。通用编码轮胎类型的示例将是例如以XML（“可扩展标记语言”）格式等像编程语言的代码，其灵活地限定或规定（例如定量）相关轮胎的性质。

在一个实施例中规定，由布置在轮胎中的电子车轮单元提供的数据用于确定轮胎的轮胎类型和/或用于确定轮胎的里程。这种种类的电子车轮单元形成例如轮胎压力监测系统（TPMS）或轮胎信息系统（TIS）的部件。

在这种情况下，例如布置在轮胎胎面表面的内侧上的电子车轮单元可以用于每个相关的轮胎中，所述电子车轮单元具有以下部件：

- 一个或多个传感器，所述一个或多个传感器选自包括加速度传感器（包括冲击传感器）、变形传感器、压力传感器、温度传感器的组，

- 存储相关轮胎的轮胎类型的存储单元，

- 控制装置，所述控制装置用于处理所述至少一个传感器的传感器信号，以便由此形成要被传输到所述车辆的控制装置的数据信号，

- 无线电传输装置，用于将数据信号以无线电信号的形式传输到车辆的控制装置。

当使用这种种类的电子车轮单元时，例如可以有利地使用加速度传感器或变形传感器来确定轮胎的旋转速度。压力传感器可以有利地用于测量轮胎压力。温度传感器可以有利地用于测量轮胎温度。因此，可以借助于无线电信号将适用的测量结果传输到车辆的控制装置。

此外，在这种情况下，存储在电子车轮单元的存储单元中的轮胎类型也可以借助于无线电信号被传输到车辆的控制装置。

如果电子车轮单元被设计成确定轮胎负载（车轮负载），则该操作参数也可以借助于无线电信号被传输到车辆的控制装置。

在一种开发中，相关轮胎的里程也被存储在电子车轮单元的存储单元中，并且例如借助于适当评估指示轮胎操作的传感器信号（例如加速度传感器的传感器信号）来持续地更新。在这种情况下，存储在电子车轮单元的存储单元中的里程可以借助于无线电信号传输到车辆的控制装置。

在另一开发中，轮胎的里程被存储在车辆的控制装置的存储单元中，并且在其中例如借助于评估由布置在相关轮胎中的电子车轮单元传输的无线电信号而持续地更新。

本发明特别涉及确定使用模型来确定胎面深度所需的所述至少一个模型参数的方式。

根据本发明，基于相关车辆从中央数据处理装置接收的优化数据来确定所述至少一个模型参数。

在一个实施例中规定，优化数据自身已经是（一个或多个）模型参数或包含模型参数。替代地，优化数据包含这样的信息：基于该信息，车辆或实施要在车辆上执行的步骤的控制装置（例如程控控制装置）可以可能地使用由车辆确定的另外的信息来确定这些模型参数。

在一个实施例中规定，优化数据经由移动无线电网络从中央数据处理装置传输到车辆。

根据本发明，中央数据处理装置基于从多辆车辆中的每一者传输到中央数据处理装置的适配数据形成优化数据。

在一个实施例中规定，适配数据经由一个或前述移动无线电网络从各辆车辆传输到中央数据处理装置。

车辆各自基于由相关车辆确定的信息形成适配数据，即轮胎的轮胎类型、轮胎的里程、轮胎的旋转速度、车辆的速度和轮胎的所述至少一个操作参数，尤其是在通常相对新的轮胎达到预定的最大里程的情况下。

在一个实施例中规定，适配数据包含多个确认值元组，这些确认值元组在目前情况下被理解为意味着同时确认的前述信息（轮胎类型、轮胎里程、轮胎旋转速度、车辆速度、操作参数）的值的元组。不言而喻的是，对于这样的多个确认值元组的传输，只要相关轮胎装配到车辆并且轮胎类型因此是不变的，那么轮胎类型也可以例如在数据报头中仅被指定一次。如果车辆类型要与适配数据一起被传输，则这同样适用于车辆类型。

在该实施例中，适配数据在一定程度上是原始数据。替代地，车辆也可以处理这种原始数据，以便由此形成适配数据。在这种情况下，适配数据是从轮胎类型、轮胎里程、轮胎旋转速度、车辆速度、操作参数得到的数据。

适配数据允许中央数据处理装置从中形成优化数据。本发明的一个很大的优点是，中央数据处理装置从多辆车辆获得相应的适配数据，使得因此而大的数据库可以有利地用作形成优化数据的基础，例如模型参数，其比各辆车辆或其控制装置可以各自独立地形成的优化数据更可靠且更准确。

关于适配数据的形成，基本的是，形成所述适配数据（在相对新的轮胎的情况下）直到预定的最大里程为止。术语“相对新的”在这种情况下应当以解释性方式理解，并且由轮胎的里程小于或等于预定的最大里程的标准限定。

在本发明的一个实施例中规定，该最大里程为至少50 km，特别是至少100 km。另一方面，如果最大里程为至多1000 km，特别是至多500 km，则通常是有利的。

这种措施的优点在于，相对新的轮胎的胎面深度可以或多或少地被假定为对于本发明的目的来说是已知的，或者可以以高准确度水平来评估，使得尤其地这种轮胎特别适合于基于与轮胎类型、轮胎里程、轮胎旋转速度、车辆速度和操作参数有关的确定结果来形成具有高准确度水平的适配数据。

对于将由车辆形成的适配数据，可以特别地规定例如使用所述模型，并且由此确定的胎面深度的相对突然变化与所确定的变量（诸如特别是轮胎旋转速度和/或车辆速度和/或（一个或多个）操作参数（即，来自轮胎压力、轮胎温度和轮胎负载中的至少一者））的同时变化相关。

由于这种种类的突然变化通常可能不是基于实际胎面深度变化，而是基于模型的缺点，所以所确定的这种相关性可以用作用于优化（改进）模型的（一个或多个）模型参数并因此优化模型的基础。

相关变量可以例如至少部分地借助于电子车轮单元来测量或确定，和/或可以例如从车辆的IT结构（例如从诸如CAN总线、LIN总线等数据总线系统）来获得或可从其中检索。特别地，然后可以获得所寻求的（一个或多个）模型参数，例如作为平衡计算（回归）的结果。这种种类的平衡计算可以在各辆车辆中的每一者上借助于其控制装置来执行。然而，如果具有适配数据的车辆将所述原始数据供应给中央数据处理装置，则这种种类的平衡计算也可以由中央数据处理装置执行。

根据本发明，为了确定胎面深度而使其可能的并行化（其涉及供应适配数据的多辆车辆）意味着中央数据处理装置特别地也可以有利地通过使用神经网络和/或通过使用自主学习方法来实施适配数据的处理。

根据本发明，胎面深度的确定例如可以规定，将胎面深度确定为估计胎面深度作为：

- 所确定的轮胎类型的新轮胎胎面深度，或

- 所确定的轮胎类型的新轮胎胎面深度减去胎面深度减小量，其中所述胎面深度减小量被假定为至少近似线性地取决于轮胎的所确定的里程，和/或被假定为取决于累积的所确定的车辆加速度，例如随时间积分的加速度值。

替代地或附加地，例如为了似真化（plausibilization）或为了提供冗余或为了形成平均值，然而在相对新的轮胎的情况下，例如也可以如在轮胎超过预定最小里程的情况下那样（即基于模型）确定该轮胎上的胎面深度。

在轮胎的里程超过预定最小里程的情况下，基于所确定的轮胎类型的包含所述至少一个模型参数的模型使用所述至少一个模型参数来确定该轮胎上的胎面深度，所述至少一个模型参数基于从中央数据处理装置接收的优化数据确定。

在本发明的一个实施例中规定，预定最小里程被规定为零（0 km）。因此，在这种情况下，针对每个轮胎，也就是说特别是甚至针对新轮胎，执行基于模型的胎面深度确定。在本发明的上下文中，这仅仅预先假定具有轮胎的相关车辆已经至少一次从中央数据处理装置获得了用于形成（一个或多个）模型参数所需的优化数据。这进而因此没有问题的，因为中央数据处理装置将通常已经形成了适合于轮胎类型的优化数据，即基于已经从具有相同轮胎类型的轮胎的其它车辆传输到中央数据处理装置的适配数据。

在另一实施例中规定，预定最小里程为至少50 km，特别地至少100 km。另一方面，如果最小里程至多1000 km，特别是至多500 km，则通常是有利的。

在本发明的一个实施例中规定，基于轮胎的所确定的轮胎类型来规定最大里程和/或最小里程。

在本发明的一个实施例中规定，从多辆车辆传输到中央数据处理装置的适配数据至少基于相应的轮胎类型借助于中央数据处理装置被分配给多个预定类别中的一者。在这种情况下，优化数据可以借助于中央数据处理装置形成，特别是例如基于为相关类别传输的适配数据的共同评估。这有利地考虑了基于一种特定轮胎类型的轮胎的性质形成的适配数据对于另一种轮胎类型的轮胎的性质几乎没有任何意义的情况。因此，上述分类减少了形成优化数据的付出，而没有显著的缺点。

在一种开发中规定，适配数据还基于相应的车辆类型被分配给多个预定的类别中的一者。这有利地考虑了一种特定轮胎类型的轮胎的性质可以至少稍微取决于安装该轮胎的车辆的性质的情况。因此，基于轮胎类型和车辆类型的组合形成的适配数据通常在相关车辆上的轮胎的性质方面具有有利地增加的重要性。因此，这种开发有利地允许优化数据的甚至更大的准确度。

在本发明的一个实施例中规定，如下形成要传输到中央数据处理装置的适配数据：

- 基于所述轮胎的里程和所述轮胎的轮胎类型来确定轮胎的估计胎面深度，

- 基于所确定的轮胎类型的模型，使用所述至少一个模型参数的至少一个预定标准值（例如用于回归的起始值）来确定轮胎的胎面深度，

- 调整所述至少一个模型参数，使得轮胎的估计胎面深度与所述轮胎的所确定的胎面深度之间的差例如借助于回归被最小化，

- 使用所述至少一个经调整的模型参数作为要被传输到所述中央数据处理装置的所述适配数据。

特别在该实施例中，如已经提到的，可以规定，要从中央数据处理装置接收的优化数据是或至少包含针对所确定的轮胎类型的所述至少一个经调整的或优化的模型参数。

在这种情况下，可以基于轮胎的里程和轮胎的轮胎类型如下确定（相对新的轮胎的）估计胎面深度：

- 使用所确定的轮胎类型的新轮胎胎面深度作为估计胎面深度或

- 使用所确定的轮胎类型的新轮胎胎面深度减去胎面深度减小量作为估计胎面深度，其中所述胎面深度减小量被假定为至少近似线性地取决于所确定的所述轮胎的里程，和/或其中所述胎面深度减小量被假定为取决于所述车辆的累积加速度。

根据本发明的另外的方面，在开始时提出的目的通过用于确定车辆的轮胎的胎面深度的车辆控制装置来实现，该控制装置设计成执行在本情况中描述的类型的方法。

根据本发明的另外的方面，在开始时提出的目的通过用于确定多辆车辆上的轮胎的胎面深度的系统来实现，其中，所述系统具有以下各者：

- 每辆车辆中的控制装置，所述控制装置被设计成执行在本情况中描述的类型的方法，以及

- 中央数据处理装置，其通信地连接到所述车辆，并且被设计成从所述车辆接收适配数据，以基于所述适配数据形成优化数据，并且将所述优化数据传输到所述车辆。

对于根据本发明的第一方面的方法描述的实施例和特殊配置也可以相应地单独地或以任何期望的组合被提供作为根据本发明的控制装置或具有这种控制装置的系统的实施例或特殊配置，并且反之亦然。

附图说明

下面将参考附图基于示例性实施例更详细地描述本发明，其中：

图1示出了用于确定轮胎胎面的胎面深度的方法的流程图，

图2示出了具有控制装置的车辆的示意性平面图，借助于该控制装置可以执行图1的方法，

图3示出了配备有电子车轮单元的车辆车轮的示意性侧视图，

图4示出了布置在图2的车轮中的电子车轮单元的框图，以及

图5示出了用于确定多辆车辆的胎面深度的系统的示意性描绘。

具体实施方式

图1在图的左手部分中示出了根据一个示例的用于确定具有轮胎的车辆上的轮胎的胎面深度的方法的流程图。

不言而喻的是，这种种类的方法可以用于确定车辆的多个轮胎、特别是所有轮胎的胎面深度。仅为了简单起见，下面参考仅一个轮胎描述该方法。

步骤S1涉及借助于车辆的电子控制装置确定轮胎的轮胎类型和轮胎的里程。

为此目的，轮胎类型和里程例如可以从该控制装置的存储单元读取，在该存储单元中存储了适用的数据，其中，在车辆操作期间，轮胎的里程例如以规定的间隔持续地更新。

轮胎类型可以由车库人员例如在更换轮胎之后存储在车辆的控制装置中抑或存储在布置在相关轮胎中的电子车轮单元的控制装置中，并且在车辆操作期间，不时地将无线电信号发送给连接到车辆的控制装置的车辆的无线电接收器。

轮胎的里程也可以例如由车库人员在安装新轮胎之后以值“0 km”存储在车辆的控制装置中抑或存储在被布置在所述轮胎中的电子车轮单元的控制装置中。为了更新里程，例如，如果需要，可以通过联合考虑所确定的轮胎类型（例如借助于电子车轮单元的控制装置）来适当地评估由电子车轮单元的加速度传感器供应的传感器信号。替代地或附加地，这例如也可以涉及使用车辆的控制装置来适当地（例如以随时间积分的方式）评估表示车辆速度的信号，例如转速计信号，和/或适当地评估表示车辆地理位置的信号，例如GPS数据。

与轮胎类型类似，当前里程也可以以更新的方式存储在车轮单元的控制装置和/或车辆的控制装置中。

步骤S2涉及确定轮胎的旋转速度、车辆的速度和至少一个操作参数，所述至少一个操作参数选自包括轮胎压力、轮胎温度和轮胎的轮胎负载的组。在所描绘的示例中，所有三个所列举的操作参数都被确定。

作为对该示例的背离，该步骤还可以涉及确定其他和/或另外的操作参数，诸如，例如瞬时道路坡度或瞬时车辆行驶模式，例如指示驱动扭矩是否仅作用于特定车轮（诸如，例如前轮或后轮）上，或者作用于所有车轮或所有轴上。

轮胎的旋转速度可以例如通过布置在相关车辆车轮上的车载速度传感器来测量。替代地或附加地，前述电子车轮单元可以用于该目的，例如通过评估由车轮单元的加速度传感器供应的传感器信号。

车辆的速度可以例如通过使用卫星辅助定位系统（例如GPS）、雷达传感器、激光雷达传感器、超声波传感器或光学相机来确定。

在该示例中确定的轮胎压力、轮胎温度和轮胎负载的操作参数可以借助于电子车轮单元的适用传感器来确定，其中可以直接测量轮胎压力和轮胎温度，而轮胎负载可以例如基于轮胎压力的所确定的值以及可能地基于轮胎温度和轮胎接触表面的长度来确定。在这种情况下，轮胎接触表面的长度可以例如通过评估由电子车轮单元的加速度传感器供应的传感器信号来确定。

步骤S3涉及检查轮胎的当前里程是否超过针对该轮胎预定的最大里程。最大里程可例如被可靠地规定和/或可以基于所确定的轮胎类型来确定。在所描绘的示例中，最大里程可规定在例如200 km的值处。

如果检查的结果是轮胎的里程还没有超过最大里程（在当前情况下为200 km），则执行步骤S4至S7，如所描绘的，于是处理再次返回到步骤S1。

步骤S4涉及基于轮胎的里程和轮胎的轮胎类型确定轮胎的估计胎面深度。在最简单的情况下，为此假定的估计胎面深度可以是例如针对所确定的轮胎类型指定的新轮胎胎面深度，因为基于经验，在最初200 km期间胎面深度仅非常轻微地减小。替代地，步骤S4例如还可以涉及例如根据数学模型（例如至少近似地与里程成比例）例如使用取决于轮胎类型的比例因子考虑由行驶引起的胎面深度减小。

步骤S5涉及基于所确定的轮胎类型的包含至少一个模型参数的数学模型来确定轮胎的胎面深度，其中，该模型基于轮胎的所确定的旋转速度、车辆的所确定的速度和轮胎的所确定的操作参数（在目前情况下为轮胎压力、轮胎温度和轮胎负载）来供应胎面深度，其中预定标准值最初被用于所述至少一个模型参数。

该模型背后的一个可能概念可以是例如在考虑所确定的轮胎类型的情况下根据所确定的操作参数计算轮胎的内半径，并且例如在计算车辆速度与轮胎旋转速度之间的比率之后根据所确定的车辆速度和所确定的轮胎旋转速度计算轮胎的外半径，以便然后基于所计算的外半径与内半径之间的差来确定胎面深度。这可以涉及例如通过假定胎面深度的变化与所确定的外半径和内半径之间的差的变化具有相同的大小来更新存储的胎面深度。

在这个概念中，基于轮胎类型预定的（一个或多个）模型参数可以是例如增加所述胎面深度确定的准确度的校正变量，作为其结果例如可以考虑实际上胎面深度的变化不与外半径和内半径之间的差的变化精确对应的情况，因为轮胎的形状由于轮胎接触表面的形成而不同于圆形形状。在这方面，清楚的是，例如，联合考虑诸如例如轮胎压力、轮胎温度、轮胎负载等的操作参数允许提高模型的准确度，所述（一个或多个）模型参数限定和/或量化联合考虑这种操作参数的方式。

步骤S6涉及调整所述至少一个模型参数，使得在步骤S4中估计的轮胎的胎面深度和在步骤S5中确定的轮胎的胎面深度之间的差最小化。这可以例如通过使用平衡计算（回归）的方法来完成。在这种情况下，所述（一个或多个）模型参数可以例如系统地变化，以便找到所述差处于最小值的一个或多个模型参数。

为了这种回归的结果的可靠性或质量，有利的是，在目前情况下的轮胎的相关操作阶段期间（例如达到200 km的里程），轮胎的操作条件（例如轮胎压力、轮胎温度、轮胎负载、车辆速度等）尽可能剧烈且不同地变化。这是因为如果在该阶段期间操作条件仅细微地改变，则仅存在使用平衡计算来确定基于模型的胎面深度确定中的误差（与估计胎面深度值的差）的适用依赖性的有限可能性，相当于相关模型参数的较不可靠或较不准确的确定。

步骤S7涉及将适配数据（在图1中用箭头表示）传输到中央数据处理装置，例如固定的计算中心或例如计算机云，该适配数据在本示例中包含在步骤S6中经调整的所确定的（一个或多个）模型参数和所确定的轮胎类型以及例如附加的车辆类型，该中央数据处理装置被提供为经由因特网通信地连接到车辆的IT基础设施。在所描述的示例中，移动无线电网络用于该数据传输。

中央数据处理装置从多辆车辆获得所解释类型的相应适配数据，并且基于此形成优化数据，在所描绘的示例中，优化数据表示或包含用于相应相关轮胎类型的优化模型参数。

在所描绘的示例中规定，车辆的控制装置最终使用估计胎面深度作为所确定的胎面深度，直到达到200 km的所述最大里程为止。然而，作为其背离，也可以使用基于所述模型确定的胎面深度，尤其是通过使用基于从中央数据处理装置接收的优化数据确定的一个或多个模型参数。

如果在步骤S3中的检查结果是相关轮胎已经超过最大里程（在当前情况下为200km）并且因此不再能够被认为是相对新的轮胎，则如所描绘的那样执行步骤S8和S9。

步骤S8涉及从中央数据处理装置接收用于所确定的轮胎类型的优化数据（在图1中由箭头表示），其中，如已经提到的，在该示例中的优化数据直接包含优化的模型参数，因此该优化的模型参数可以由车辆在随后的步骤S9中直接使用。一般而言，基本的是，优化数据允许车辆或实施该方法的控制装置将接收到的优化数据作为确定模型的（一个或多个）模型参数的基础。在所描绘的示例中，前述移动无线电网络被用于该数据传输。

步骤S9涉及基于所确定的轮胎类型的包含至少一个模型参数的模型来确定轮胎的胎面深度，其中，在所描述的示例中，模型基于轮胎的旋转速度、车辆的速度和轮胎的所述至少一个操作参数使用至少一个模型参数来供应胎面深度，所述至少一个模型参数基于从中央数据处理装置接收的优化数据确定的或者可直接从优化数据来推断。

不言而喻的是，如果步骤S3仅不时地重复（例如以至少一小时或甚至至少一天的间隔重复），则对于本发明且特别是对于图1中所示的方法的实施来说是足够的。

并且如果来自步骤S3的结果意味着需要执行步骤S4至S7，则不言而喻的是，在这种情况下，例如最初可以重复执行步骤S4或步骤S4和S5或步骤S4至S6以便扩大数据库，以便然后执行剩余的（一个或多个）步骤（S5至S7或S6和S7或S7）。替代地或附加地，例如，执行步骤S4至S7可能涉及最初重复执行步骤S4至S6以便扩大数据库，以便然后执行步骤S7一次。在这方面，例如可以规定相对少见地执行步骤S7，例如以至少一天或甚至至少一周的间隔或甚至更少见地执行。

并且如果来自步骤S3的结果意味着需要执行步骤S8至S9，则不言而喻的是，在这种情况下，例如步骤S8最初可以执行一次，以便将从车辆接收的数据作为重复执行步骤S9（例如不时地执行，例如以至少10分钟或甚至至少一小时的间隔执行）的基础。在这方面，由于来自步骤S3的适用结果例如相对地少见，例如以至少一天或甚至至少一周的间隔或甚至更少见，可以规定重复步骤S8。

图1的右手部分示出了在中央数据处理装置上的胎面深度确定方法中进行的步骤的流程图。

步骤S21涉及从前述车辆和从另外的车辆接收适配数据。

步骤S22涉及形成用于所述车辆和用于另外的车辆的优化数据。

步骤S23涉及将优化数据传输到所述车辆和另外的车辆。

在来自图1的示例中，在所述车辆上进行的步骤S3提供了区别，使得在相对新的轮胎的情况下执行随后的步骤S4至S7，而在相反的情况下（里程＞200 km）执行随后的步骤S8和S9。

作为对该示例的背离，代替步骤S3，也可以规定，首先检查里程是否小于或等于所述最大里程（如所描述的步骤S3），并且其次附加地检查里程是否至少与预定的最小里程一样高，该预定的最小里程可以小于或等于或大于最大里程，其中，在里程达到预定的最大里程的情况下执行步骤S4至S7，并且在里程至少为最小里程的情况下执行步骤S8和S9，并且因此步骤S4至S7以及步骤S8和S9可能在一定程度上彼此并行地执行。换句话说，也可以既形成又传输适配数据（步骤S4至S7），但是同时针对同一轮胎进行优化数据的接收和基于模型的胎面深度确定（步骤S8和S9）。同样对于该实施例，上述关于步骤S3的仅不时地执行以及关于步骤S7和S8的相对少见地执行的解释相应地适用。

图2示出了具有控制装置20的车辆1，如下所述，该控制装置被设计成执行用于确定胎面深度的方法，例如图1中所描绘的方法。

在该示例中，车辆1具有四个车轮W1、W2、W3和W4，每个车轮由轮辋形成，轮辋具有装配到其上的轮胎和布置在轮胎中的电子车轮单元12-1、12-2、12-3或12-4。

在所描绘的示例中，车辆1的轮胎压力监测系统（TPMS）借助于电子车轮单元12-1至12-4形成。因此，电子车轮单元12-1至12-4各自至少记录车辆车轮W1-W4中的相关车辆车轮的轮胎压力，并且电子车轮单元12-1至12-4将至少包含关于轮胎压力的信息的车轮操作数据传输到车辆1的控制装置20。电子车轮单元12-1至12-4具有相同的设计并且在所描绘的示例中布置在相应轮胎的轮胎胎面表面的内侧上。

图3以示例性方式示出了车辆1（图2）的车轮W，其可以是图2所示的车轮W1-W4中的任一者。

车轮W由充气轮胎2和轮辋3形成，其中，轮胎2具有如图3指示的胎面4，该胎面具有胎面深度td。

在具有轮胎2的车辆1的操作期间，车轮W绕其车轮中心5旋转。箭头7表示该车轮旋转，其中胎面4的径向外端（背对轮胎）在行驶表面上滚动。胎面4的径向内端（也就是说胎面4的轮胎侧起点）由附图标记6表示。

由车辆1施加在车轮W上并因此施加在轮胎2上的轮胎负载引起轮胎2的一定的变形，如图3所描绘的，该变形涉及形成在轮胎2和行驶表面之间的轮胎接触表面，该轮胎接触表面的长度在图3中由L表示。

车轮W还配备有电子车轮单元12（参见图2中的电子车轮单元12-1至12-4），借助于该电子车轮单元能够记录车轮W的车轮操作参数，并且能够以周期性传输的无线电信号R（参见图2中的无线电信号R1至R4）的形式将对应的车轮操作数据传输到车辆1（图2）的控制装置20。

图4以示例性方式示出了这种种类的电子车轮单元12（参见图2中的电子车轮单元12-1至12-4）的设计。所述电子车轮单元包含：压力传感器14，用于测量轮胎压力并用于提供表示轮胎压力的传感器信号“p”；加速度传感器15，用于测量电子车轮单元12的附接点处的径向加速度并用于提供表示所述加速度的传感器信号“a”；以及温度传感器16，用于测量轮胎2内侧的轮胎温度并用于提供表示所述轮胎温度的传感器信号“T”。

所述传感器信号p、a、T被馈送给程控计算机单元18以进行处理，该程控计算机单元的操作由存储在相关联的数字存储单元17中的程序代码控制。

计算机单元18生成要传输的车轮操作数据，该数据借助于无线电发送器19以无线电信号R的形式被传输到车载控制装置20（图2）。

车载控制装置20（图2）为此目的连接到无线电接收器30，以用于从车辆1的所有电子车轮单元接收无线电信号R（参见图2中的无线电信号R1至R4）。

加速度的测量和适用传感器信号“a”的提供在所描述的示例中被用于借助于对传感器信号特性的评估来确定相关车轮W的瞬时旋转速度和/或旋转位置的值，并且用于将关于其的适用信息结合到车轮操作数据（无线电信号R）中。

无线电接收器30（图2）解码所接收的数据消息，并将其中包含的信息转发到控制装置20。

控制装置20具有程控计算机单元22和相关联的存储单元24，其中，特别是用于操作计算机单元22的程序代码可存储在存储单元24中。

车辆1配备有速度传感器10-1至10-4，它们各自以固定到车辆的方式布置并且被设计成确定车辆车轮W1-W4中的相关车辆车轮的瞬时旋转速度和/或旋转位置的值并且将其以速度传感器数据D1、D2、D3或D4的形式输出给控制装置20。

车辆1配备有呈GPS装置8形式的卫星辅助定位装置，其被设计成通过接收和评估来自多个卫星S的无线电信号来确定与车辆1的当前位置相关的位置数据。GPS装置8可以是车辆1的在任何情况下都经常被提供的导航系统的部件，并且将所确定的位置数据和/或车辆1的由此确定的速度传输到控制装置20。

车辆1还配备有移动无线电单元32，其通信地连接到控制装置20并且被设计成实现控制装置20和外部装置（诸如例如因特网服务器）之间的数据通信。在本发明的上下文中，移动无线电单元32用作接口装置，用于将适配数据传输到中央数据处理装置并且用于从中央数据处理装置接收优化数据。

图2中描绘的移动无线电网络N将车辆1和这种种类的另外的车辆通信地连接到计算中心C，在本发明的上下文中，该计算中心C在功能上被认为是中央数据处理装置的示例。

计算中心C可由例如程控计算机单元形成，该程控计算机单元具有相关联的存储单元，用于存储控制计算机单元的操作的程序代码。存储单元还可以用于至少临时存储例如所接收的适配数据和/或要传输的优化数据。

作为对图2的示例性实施例的背离，代替计算中心C，在本发明的上下文中还可以使用包括云的另一合适的IT基础设施，其例如包括经由因特网通信地互连的多个计算机装置，其经由移动无线电网络N通信地耦合到多辆车辆，诸如特别是所描绘的车辆1。

附加地，中央数据处理装置可以是人工神经网络或包括人工神经网络，以便由此基于适配数据完成优化数据的形成。在这种情况下，特别地，可以规定例如神经网络的训练和/或机器学习，以用于提高所形成的优化数据的质量的目的。

因此，具有控制装置20的车辆1在所描述的与另外的车辆部件或与在其中运行的软件的交互中具有用于执行确定车辆1的任何轮胎2的胎面4（参见图3）的相应胎面深度td的方法的装置。

借助于在图2的车辆1中的控制装置20完成的车辆1的轮胎2的胎面深度确定的质量越好，这种种类的车辆越多地包含在适用的系统中，即，向中央数据处理装置C供应适配数据。

图5示出了用于确定多辆车辆1（通常优选地多于1000辆，尤其是多于10000辆车辆）的胎面深度的这种系统，该系统在每辆车辆1中具有控制装置20和中央数据处理装置C，控制装置20被设计执行在目前情况下描述的类型的方法，中央数据处理装置C经由移动无线电网络N通信地连接（参见图5中的箭头）到车辆1并且被设计成从车辆1接收适配数据，以基于该适配数据形成优化数据并且将优化数据传输到车辆1。

车辆1的设计和操作方式基本上可以各自如参考图1至图4所描述的那样来提供，然而，车辆1能够在其轮胎方面有很大的不同。

从多辆车辆1传输到中央数据处理装置C的适配数据各自包含相应的（一个或多个）轮胎的（一种或多种）轮胎类型和车辆类型，例如轮胎和车辆的制造商和型号代码。所接收的适配数据借助于中央数据处理装置C至少基于相应的轮胎类型并且优选地附加地基于相应车辆1的车辆类型分配给多个预定类别中的一者。为此，针对特定的轮胎/车辆组合规定预定类别，优选地考虑轮胎在车辆上的装配位置，例如前轮或前轴或后轮或后轴。

基于对针对相关类别传输的适配数据的共同评估，中央数据处理装置C用于形成相关联的优化数据并将其传输到相关车辆1（参见图5中的箭头）。这些可以是例如具有由优化数据指定的轮胎类型的一个或多个轮胎的那些车辆1，或者例如轮胎类型和车辆类型以及车辆上可能的轮胎位置与优化数据的规格一致的那些车辆1。当提供这些数据以便由相关车辆1检索时，该传输可以主动地发生，但是替换地或附加地也可以被动地发生。

总之，提出了用于车辆1上的轮胎2的胎面深度确定，其涉及多辆车辆1将相应的适配数据传输（图1中的步骤S7）到中央数据处理装置C，并且所述数据处理装置C基于适配数据形成（图1中的步骤S22）优化数据并且将所述优化数据传输到车辆。适配数据由车辆1基于轮胎2的轮胎类型、里程和旋转速度以及车辆1的速度和轮胎2的至少一个操作参数形成（图1中的步骤S6），所述至少一个操作参数选自轮胎压力、轮胎温度和轮胎负载，并且优化数据由车辆1中的每一者使用，以基于所确定的轮胎类型的包含至少一个模型参数的模型来确定（图1中的步骤S9）相关轮胎2的胎面深度，其中模型基于轮胎的旋转速度、车辆的速度和轮胎的所述至少一个操作参数使用所述至少一个模型参数来供应胎面深度，所述至少一个模型参数基于从中央数据处理装置C接收（图1中的步骤S8）的优化数据来确定。

附图标记列表

1 车辆

W1至W4 车辆的车轮

2 轮胎

3 轮辋

L 轮胎接触面积的长度

4 轮胎胎面

td 胎面深度

5 车轮中心

6 胎面的起点

7 车轮旋转

S 卫星

8 GPS装置

10-1至10-4 速度传感器

D1至D4 速度传感器数据

12-1至12-4 电子车轮单元

R1至R4 无线电信号

14 压力传感器

p 压力传感器信号

15 加速度传感器

a 加速传感器信号

16 温度传感器

T 温度传感器信号

17 存储单元

18 计算机单元

19 无线电发射器

20 控制装置

22 计算机装置

24 存储单元

30 无线电接收器

32 移动无线电单元

N 移动无线电网络

C 中央数据处理装置

Claims (9)

1.一种用于在具有轮胎（2）的车辆（1）的操作期间确定所述轮胎（2）的胎面深度的方法，其中，所述方法具有以下步骤：

- 确定（S1）所述轮胎（2）的轮胎类型和所述轮胎（2）的里程，

- 确定（S2）所述轮胎（2）的旋转速度、所述车辆（1）的速度以及至少一个操作参数，所述至少一个操作参数选自包括所述轮胎（2）的轮胎压力、轮胎温度和轮胎负载的组，

- 在轮胎（2）达到预定最大里程的情况下（S3）：

- 将适配数据传输（S7）到中央数据处理装置（C），所述适配数据基于所述轮胎（2）的轮胎类型、所述轮胎（2）的里程、所述轮胎（2）的旋转速度、所述车辆（1）的速度和所述轮胎（2）的所述至少一个操作参数形成（S6），

- 在轮胎（2）超过预定最小里程的情况（S3）下：

- 从所述中央数据处理装置（C）接收（S8）用于所确定的轮胎类型的优化数据，

- 基于所确定的轮胎类型的包含至少一个模型参数的模型来确定（S9）所述轮胎（2）的胎面深度，其中，所述模型基于所述轮胎（2）的旋转速度、所述车辆（1）的速度和所述轮胎（2）的所述至少一个操作参数使用所述至少一个模型参数来供应所述胎面深度，所述至少一个模型参数基于从所述中央数据处理装置（C）接收（S8）的所述优化数据来确定，

其中，多辆车辆（1）将相应的适配数据传输（S7）到所述中央数据处理装置（C），并且所述中央数据处理装置（C）基于所述适配数据形成所述优化数据（S22）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，由布置在所述轮胎（2）中的电子车轮单元提供的数据被用于确定（S1）所述轮胎（2）的轮胎类型和/或用于确定（S1）所述轮胎（2）的里程。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述预定最大里程和所述预定最小里程各自为至少50 km，特别地至少100 km，和/或至多1000 km，特别地至多500 km。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于所述轮胎（2）的所确定的轮胎类型来规定所述预定最大里程和/或所述预定最小里程。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，从所述多辆车辆（1）传输（S7）到所述中央数据处理装置（C）的所述适配数据借助于所述中央数据处理装置（C）至少基于相应的轮胎类型被分配给多个预定类别中的一者，并且其中，所述优化数据借助于所述中央数据处理装置（C）基于针对相关类别传输的所述适配数据的共同评估而形成（S22）。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，要传输（S7）到所述中央数据处理装置（C）的所述适配数据如下形成：

- 基于所述轮胎（2）的里程和所述轮胎（2）的轮胎类型来确定（S4）所述轮胎（2）的估计胎面深度，

- 基于所确定的轮胎类型的模型使用用于所述至少一个模型参数的至少一个预定标准值来确定（S5）所述轮胎（2）的胎面深度，

- 调整所述至少一个模型参数（S6），使得所述轮胎（2）的所述估计胎面深度与所述轮胎（2）的所确定的胎面深度之间的差最小化，

- 使用所述至少一个经调整的模型参数作为要传输（S7）到所述中央数据处理装置（C）的所述适配数据，

其中，要从所述中央数据处理装置（C）接收（S8）的所述优化数据是针对所确定的轮胎类型的所述至少一个经调整的模型参数。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，基于所述轮胎（2）的里程和所述轮胎的轮胎类型如下确定（S4）所述估计胎面深度：

- 使用所确定（S1）的轮胎类型的新轮胎胎面深度作为所述估计胎面深度，或

- 使用所确定（S1）的轮胎类型的新轮胎胎面深度减去胎面深度减小量作为所述估计胎面深度，其中，所述胎面深度减小量被假定为至少近似线性地取决于所述轮胎（2）的所确定（S1）的里程，和/或其中所述胎面深度减小量被假定为取决于所述车辆（1）的累积加速度。

8.一种用于确定车辆（1）的轮胎（2）的胎面深度的车辆（1）的控制装置，所述控制装置被设计成执行根据前述权利要求中的一项所述的方法。

9.一种用于确定多辆车辆（1）上的轮胎（2）的胎面深度的系统，其中，所述系统具有：

- 每辆车辆（1）中的控制装置，所述控制装置被设计成执行根据权利要求1至7中的一项中所述的方法，以及

- 中央数据处理装置（C），其通信地连接到所述车辆（1）并且被设计成从所述车辆（1）接收所述适配数据，以基于所述适配数据形成所述优化数据并且将所述优化数据传输到所述车辆（1）。

Images