CN112632764B - 一种基于轮胎形变修正车轮行进距离的方法及装置 - Google Patents

一种基于轮胎形变修正车轮行进距离的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种根据轮胎形变修正车轮行进距离的装置及方法，属于汽车技术领域，该装置包括控制器、控制器内的数据库及胎压、位移、轮速传感器，采集胎压、轮胎形变数据及脉冲数据并传输至控制器内数据库，建立车轮标准形变模型数据库；该方法调用数据库，结合胎压得到此工况下轮胎形进周长，再根据轮速脉冲传感器数据获得轮胎该周期行进距离，具有更加精确的输出每个脉冲对应的距离，使车轮行进距离更加精确的优点。

Description

一种基于轮胎形变修正车轮行进距离的方法及装置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域。更具体地说，本发明涉及一种根据轮胎形变修正车轮行进距离的方法及其装置。
背景技术
传统的里程仪表里程累计，采用计数脉冲计算里程或者根据车速和时间来计算里程，但是这两种方法都存在较大的计数误差；因为计数脉冲数是汽车轮毂的旋转一周的次数，但是如果某个轮胎胎压不足或者行径途中弯道较多时，汽车脉冲数乘以轮毂周长多得出的里程累计并不能很好的反应整车实际的行驶的里程数；而依据车速和时间计算的里程累计因为车速和时间本身的误差较大也会导致里程累计偏差较大。
CN107554529B公开了一种商用车的车速计算方法，根据载重和胎压分别与胎径的对应关系修正胎径，根据胎径和胎速计算车速，并可进一步得到车辆行驶里程。D1仅仅考虑了载重和胎压对轮径的影响，并未考虑车型参数、温度、湿度、负载重量分布等因素对轮胎的影响；D1仅根据轮径确定车速，并不考虑轮胎与地面接触面的长宽对车速的影响。考虑的因素过少，得到的结果极有可能受外在环境或车辆自身因素影响，而与预测结果发生偏差。
发明内容
本发明的一个目的是提供基于轮胎形变修正车轮行进距离的方法，根据轮胎的原始参数和测量参数建立无形变参数模型，并建立车辆参数对应的数据库，进而导出形变轮胎行进周长，实现车轮行进距离的修正。
本发明还有一个目的是提供一种根据轮胎形变修正车轮行进距离的装置，接收并处理传感器传输的轮胎形变数据，控制器对车轮行进距离进行修正，车轮行进距离更加精准。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种根据轮胎形变修正车轮行进距离的装置，包括：
一种基于轮胎形变修正车轮行进距离的方法，包括如下步骤：
根据车轮的原始参数建立轮胎无形变参数模型；
在标准状态下实时测量车轮的标准参数，并修改所述轮胎无形变参数模型获得标准形变模型；
获取所述标准形变模型中的参数，顺序改变所述标准形变模型中的各项标准参数，并分别获得形变参数模型；
根据轮胎的无形变参数模型获取轮胎对应的车辆参数，获取所述形变模型表达值导出形变轮胎行进周长，进而修正车轮行进距离。
优选的是，所述车轮的原始参数包括：轮胎的量化数据和胎压；
所述车轮的标准参数包括：轮胎的标准量化数据和标准胎压；
所述标准状态包括：车辆标准装配、无负荷重量，标准温度和标准湿度；
所述形变模型表达值包括：形变胎压、形变时轮胎与地面接触面的长度、轮径、形变轮胎宽度和形变时轮胎形进周长。
优选的是，所述轮胎的量化数据包括：实际轮径、轮胎与地面接触面的长度、轮胎宽度和胎压；
所述轮胎的标准量化数据包括：标准轮径、轮胎与地面接触面的标准长度、标准轮胎宽度和标准胎压。
优选的是，所述无形变参数模型的建立过程，包括如下步骤：
根据所述原始参数计算对应的轮胎数模；
通过所述轮胎数模和胎压计算轮胎行进周长；
将所述轮胎数模、所述胎压和所述轮胎行进周长与车辆参数对应储存为轮胎无形变参数模型；
其中，所述车辆参数为车辆型号、轮胎型号和轮胎材质。
优选的是，所述标准形变模型的建立过程包括如下步骤：
实时监测轮胎的原始参数，并计算对应的标准轮胎数模；
通过所述标准轮胎数模和标准胎压计算标准轮胎行进周长；
根据所述标准轮胎数模、标准胎压和标准轮胎行进周长与车辆参数对应修改所述轮胎无形变参数模型得到标准形变模型。
优选的是，所述形变模型的获取过程，具体包括如下步骤：
顺序改变所述标准形变模型中的各项标准参数，分别记录形变参数，并求取平均值作为形变模型的表达值，将所述形变模型的表达值与车辆参数对应存储得到形变模型；
所述形变参数包括：形变后的轮胎数模、形变胎压和形变轮胎行进周长。
优选的是，所述车轮行进距离的修正过程，包括如下步骤：
根据轮速脉冲传感器规定轮胎行进一周对应的脉冲数；
获取每个脉冲对应的距离；
根据周期内的脉冲增长数和形变轮胎行进周长得到车轮行进距离。
一种基于轮胎形变修正车轮行进距离的装置，包括：
胎压监测装置，其可拆卸连接待检测轮胎，能够实时检测待检测轮胎的胎压；
激光位移传感器，其设置在待检测轮胎一侧，能够实时监测的轮胎的量化数据；
轮速传感器，其可拆卸连接待检测轮胎，能够测量轮胎的转速；
控制器，其分别连接所述胎压监测装置、所述激光位移传感器和所述轮速传感器，并能够获取所述胎压监测装置、所述激光位移传感器和所述轮速传感器的检测数据。
优选的是，还包括：车辆网关，其连接所述控制器，能够向所述控制器输入车辆参数。
一种电子设备，包括应用处理器和存储器，所述处理器用于实现所述存储器中存储的计算机管理程序式时实现基于轮胎形变修正车轮行进距离的方法的步骤。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明提供的根据轮胎形变修正车轮行进距离的装置，接收并处理传感器传输的轮胎形变数据，控制器对车轮行进距离进行修正，更加精确的输出每个脉冲对应的距离，使车轮行进距离更加精确，明显解决了车辆低速下车速不准的问题。
本发明据轮胎的原始参数和测量参数建立无形变参数模型，并建立车辆参数对应的数据库，进而导出形变轮胎行进周长，实现车轮行进距离的修正，将较为复杂的数据库录入过程完成在使用前，极大的减少使用成本和时间成本，用户体验良好。
本发明除激光位移传感器外，全部使用车辆上已有的传感器信息，成本节约突出，效果显著。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述的基于轮胎形变修正车轮行进距离的方法流程图。
图2为本发明所述的无形变参数模型的建立过程流程图。
图3为本发明所述的标准形变模型的建立过程流程图。
图4为本发明的根据轮胎形变修正车轮行进距离的装置的结构示意图。
图5为本发明的根据轮胎形变修正车轮行进距离的方法的实施步骤图。
图6为本发明所述的形变轮胎的侧视图。
图7为本发明所述的形变轮胎的仰视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，本发明提供了一种基于轮胎形变修正车轮行进距离的方法，包括如下步骤：
步骤S110、根据车轮的原始参数建立轮胎无形变参数模型；车轮的原始参数包括：轮胎的量化数据和胎压；
步骤S120、在标准状态下实时测量车轮的标准参数，并所述轮胎无形变参数模型获得标准形变模型；车轮的标准参数包括：轮胎的标准量化数据和标准胎压；标准状态包括：车辆标准装配、无负荷重量，标准温度和标准湿度；
步骤S130、获取标准形变模型中的参数，顺序改变标准形变模型中的各项标准参数，并分别获得形变参数模型；形变模型表达值包括：形变胎压、形变时轮胎与地面接触面的长度、轮径、形变轮胎宽度和形变时轮胎形进周长
步骤S140、根据轮胎的无形变参数模型获取轮胎对应的车辆参数，获取形变模型表达值导出形变轮胎行进周长，进而修正车轮行进距离。
轮胎的量化数据包括：实际轮径、轮胎与地面接触面的长度、轮胎宽度和胎压；
轮胎的标准量化数据包括：标准轮径、轮胎与地面接触面的标准长度、标准轮胎宽度和标准胎压。
如图2所示，在另一实施例中，步骤S110中无形变参数模型的建立过程，包括如下步骤：
步骤S111、根据所述原始参数计算对应的轮胎数模；
步骤S112、通过所述轮胎数模和胎压计算轮胎行进周长；
步骤S113、将轮胎数模、所述胎压和所述轮胎行进周长与车辆参数对应储存为轮胎无形变参数模型。
如图3所示，在另一实施例中，步骤S120中，标准形变模型的建立过程包括如下步骤：
步骤S121、实时监测轮胎的原始参数，并计算对应的标准轮胎数模；
步骤S122、通过标准轮胎数模和标准胎压计算标准轮胎行进周长；
步骤S123、根据标准轮胎数模、标准胎压和标准轮胎行进周长与车辆参数对应修改所述轮胎无形变参数模型得到标准形变模型。
在另一实施例中，形变模型的获取过程，具体包括如下步骤：
顺序改变所述标准形变模型中的各项标准参数，分别记录形变参数，并求取平均值作为形变模型的表达值，将所述形变模型的表达值与车辆参数对应存储得到形变模型；形变参数包括：形变后的轮胎数模、形变胎压和形变轮胎行进周长。
在另一实施例中，车轮行进距离的修正过程，包括如下步骤：
根据轮速脉冲传感器规定轮胎行进一周对应的脉冲数；
获取每个脉冲对应的距离；
根据周期内的脉冲增长数和形变轮胎行进周长得到车轮行进距离。
如图4所示，本发明还提供了一种基于轮胎形变修正车轮行进距离的装置，其特征在于，包括：
胎压监测装置，其可拆卸连接待检测轮胎，能够实时检测待检测轮胎的胎压；
激光位移传感器，其设置在待检测轮胎一侧，能够实时监测的轮胎的量化数据；
轮速传感器，其可拆卸连接待检测轮胎，能够测量轮胎的转速；
控制器，其分别连接所述胎压监测装置、所述激光位移传感器和所述轮速传感器，并能够获取所述胎压监测装置、所述激光位移传感器和所述轮速传感器的检测数据。
其中控，制器的内部设置数据库；
胎压监测装置，本发明选用胎压监测仪，可以实时监测轮胎的胎压。所述胎压监测装置连接控制器，将胎压数据实时传输至控制器。
激光位移传感器，本发明选用激光位移传感器，可以实时监测轮胎数据，轮胎数据具体为轮胎的实际轮径、轮胎与地面接触面的长度、宽度。激光位移传感器连接所述控制器，将监测的轮胎数据实时传输至控制器；
轮速传感器，本发明选用轮速传感器，可以实时监测车轮的脉冲数据。轮速传感器连接所述控制器，将测量的脉冲数据传输至控制器；
车辆网关连接所述控制器，用于向控制器输入车辆参数；车辆参数是指车辆铭牌上的参数。控制器接收并处理胎压、轮胎数据、脉冲数据和车辆参数，以建立形变模型并存入数据库。
本发明的根据轮胎形变修正车轮行进距离的装置具有如下优点除激光位移传感器外，所使用的传感器均为车辆上已有的传感器，成本节约突出，效果显著；为本发明的车轮行进距离的修正方法提供硬件基础，协助完成修正运算。
如图5所示，实施以根据轮胎形变修正车轮行进距离的方法的实际计算流程为例，进一步说明：
1、数据库建立阶段
建立车轮无形变模型，再根据获取的车轮参数得到车轮标准形变模型，在不同车况下测试以修正车轮标准形变模型参数并录入数据库，此时数据库建立。具体步骤如下：
S1、根据车轮厂商提供的数据建立轮胎无形变模型FW。
S1.1、向车轮厂商收集车轮数据C，车轮数据C包括但不限于车辆型号、轮胎型号、厂商、生产日期及批次、材料和类型。
S1.2、根据车轮数据C建立其对应的轮胎无形变模型FW：
Fw＝f[g3D,Ts]
其中，g3D为轮胎数模，由大量实验数据结合行业通用的魔术公式获得；Ts为车轮行进周长，其函数表达式如下：
Ts＝f[Pt，g3D]；
其中，Pt为胎压，由胎压监测装置测量取得。
S2.建立车轮标准形变模型FB
根据车型参数修改轮胎无形变模型FW，以获得车轮标准形变模型FB。
车轮标准形变模型FB是指车辆在标准状态下的轮胎形变模型。其中，标准状态是指车辆处于标准装配、无负荷重量，以及标准温度、标准湿度的状态。标准状态可以根据实际情况来规定。
轮胎数模受形变轮胎的实际胎径、与地面接触面的长度和宽度影响，其函数表达式为：
g3D＝g(Th，Ti，Tw)
其中，Th为形变轮胎的实际轮径；Tl为形变轮胎与地面接触面的长度；Tw为形变轮胎与地面接触面的宽度；实际轮径Th、轮胎与地面接触面的长度Tl、宽度Tw由激光位移传感器监测。图6示出了轮胎变形后的实际轮径Th，图7示出了轮胎与地面接触面的长度Tl、宽度Tw。
将公式(3)带入公式(1)，由此得到车轮标准形变模型FB的公式为：
FB＝f(Pt,Th，Tl,Tw，Ts)
S3.进行验证性测试并建立数据库
S3.1在合理区间内，仅改变车轮标准形变模型FB中一项标准状态参数，重复多次试验并去掉明显不合理数据后取平均值作为形变模型的表达值，并将上述表达值录入数据库。
S3.2再依次改变车轮标准形变模型FB中状态参数，并重复上述步骤，可得到足以满足使用需求的数据库。举例说明，除温度、湿度等单一变量外，车辆负载重量及其分布在很大程度上影响轮胎形变程度，故可以在负载一致的情况下，将重量分布在不同区域，从而得到更详尽的形变模型数据。
如图6-7所示，2、使用阶段
控制器根据实时形变模型的表达值在数据库中进行对比，得出此时轮胎数模；结合胎压Pt从而得到此工况下轮胎形进周长Ts，再根据轮速脉冲传感器数据获得轮胎该周期行进距离，具体步骤如下：
S4.在车辆行驶过程中，控制器根据车辆参数，车辆铭牌信息确认轮胎处于正常工作状态。根据激光位移传感器实时反馈的Th、Tl和Tw，从数据库中找到对应的轮胎数模。
S5.对应轮胎数模经过实时反馈的Pt经系数膨胀/压缩后选定此时车况对应的轮胎形变模型，导出Ts。
S6.根据轮速脉冲传感器规定一周对应的脉冲数，得到每个脉冲对应的距离ls。ls结合该周期脉冲增长数sum得到该周期该车轮行进距离。
在本实施例中，数据库的建立根据大量测试后获取，数据库内输入的模型和参数根据测试实验获得，数据库建立完成后，通过使用阶段测试进行反复测试更新数据库以获取更准确的形进距离数据。
本发明的方法具有如下优点更加精确的输出每个脉冲对应的距离，使车轮行进距离更加精确，明显解决了车辆低速下车速不准的问题。将较为复杂的数据库录入过程完成在使用前，极大的减少使用成本和时间成本，用户体验良好。
本发明一种电子设备，可以安装在车辆上或集成在车辆ECU控制器上，包括应用处理器和存储器，所述处理器用于实现所述存储器中存储的计算机管理程序式时实现基于轮胎形变修正车轮行进距离的方法的步骤。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例内。

Claims (6)

1.一种基于轮胎形变修正车轮行进距离的方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据车轮的原始参数建立轮胎无形变参数模型；
在标准状态下实时测量车轮的标准参数，并修改所述轮胎无形变参数模型获得标准形变模型；
获取所述标准形变模型中的参数，顺序改变所述标准形变模型中的各项标准参数，并分别获得形变参数模型；
根据所述轮胎无形变参数模型获取轮胎对应的车辆参数，获取所述形变参数模型的表达值导出形变轮胎行进周长，进而修正车轮行进距离；
所述车轮行进距离的修正过程，包括如下步骤：
根据轮速脉冲传感器规定轮胎行进一周对应的脉冲数；
获取每个脉冲对应的距离；
根据周期内的脉冲增长数和形变轮胎行进周长得到车轮行进距离；
所述车轮的原始参数包括：轮胎的量化数据和胎压；
所述车轮的标准参数包括：轮胎的标准量化数据和标准胎压；
所述标准状态包括：车辆标准装配、无负荷重量，标准温度和标准湿度；
所述形变参数模型表达值包括：形变胎压、形变时轮胎与地面接触面的长度、轮径、形变轮胎宽度和形变时轮胎形进周长；所述轮胎的量化数据包括：实际轮径、轮胎与地面接触面的长度和轮胎宽度；
所述轮胎的标准量化数据包括：标准轮径、轮胎与地面接触面的标准长度和标准轮胎宽度；
所述形变参数模型的获取过程，具体包括如下步骤：
顺序改变所述标准形变模型中的各项标准参数，分别记录形变参数，并求取平均值与车辆参数对应存储得到形变参数模型；
所述形变参数包括：形变后的轮胎数模、形变胎压和形变轮胎行进周长。
2.根据权利要求1所述的基于轮胎形变修正车轮行进距离的方法，其特征在于，所述无形变参数模型的建立过程，包括如下步骤：
根据所述原始参数计算对应的轮胎数模；
通过所述轮胎数模和胎压计算轮胎行进周长；
将所述轮胎数模、所述胎压和所述轮胎行进周长与车辆参数对应储存为轮胎无形变参数模型；
其中，所述车辆参数为车辆型号、轮胎型号和轮胎材质。
3.根据权利要求2所述的基于轮胎形变修正车轮行进距离的方法，其特征在于，所述标准形变模型的建立过程包括如下步骤：
实时监测轮胎的原始参数，并计算对应的标准轮胎数模；
通过所述标准轮胎数模和标准胎压计算标准轮胎行进周长；
根据所述标准轮胎数模、标准胎压和标准轮胎行进周长与车辆参数对应修改所述轮胎无形变参数模型得到标准形变模型。
4.一种基于轮胎形变修正车轮行进距离的装置，实现如权利要求1-3中任一项所述的基于轮胎形变修正车轮行进距离的方法的步骤，其特征在于，包括：
胎压监测装置，其可拆卸连接待检测轮胎，能够实时检测待检测轮胎的胎压；
激光位移传感器，其设置在待检测轮胎一侧，能够实时监测的轮胎的量化数据；
轮速传感器，其可拆卸连接待检测轮胎，能够测量轮胎的转速；
控制器，其分别连接所述胎压监测装置、所述激光位移传感器和所述轮速传感器，并能够获取所述胎压监测装置、所述激光位移传感器和所述轮速传感器的检测数据。
5.根据权利要求4所述的基于轮胎形变修正车轮行进距离的装置，其特征在于，还包括：车辆网关，其连接所述控制器，能够向所述控制器输入车辆参数。
6.一种电子设备，包括应用处理器和存储器，其特征在于，所述处理器用于实现所述存储器中存储的计算机管理程序式时实现如权利要求1-3中任一项所述的基于轮胎形变修正车轮行进距离的方法的步骤。
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