CN113147276B

CN113147276B - 用于定位机动车辆每个轮对定位的方法

Info

Publication number: CN113147276B
Application number: CN202110011419.7A
Authority: CN
Inventors: J-P·布瓦塞; N·吉纳特; J-C·休德
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2020-01-07
Filing date: 2021-01-06
Publication date: 2023-04-07
Anticipated expiration: 2041-01-06
Also published as: FR3105940A1; US11506572B2; US20210208028A1; CN113147276A; FR3105940B1

Abstract

一种用于定位机动车辆的每个轮对的定位的方法，所述每个轮对包括至少一个车轮，每个车轮配备有电子单元，电子单元包括至少一个传感器以及发射器，所述至少一个传感器能够针对所述车轮测量轮胎经由其与地面接触的接触印迹的范围，所述发射器将关于轮胎接触印迹的范围的数据传输到控制单元，所述机动车辆包括用于每个轮对的载荷传感器，载荷传感器测量并向控制单元递送由相关联的轮对支撑的载荷值，所述方法一方面采用源自传感器的数据，该传感器能够确定轮胎经由其与地面接触的接触印迹的范围，并且另一方面采用源自载荷传感器的数据，该载荷传感器能够测量由机动车辆的轮对支撑的载荷。

Description

用于定位机动车辆每个轮对定位的方法

技术领域

本发明的技术领域涉及用于定位机动车辆的每个车轮所配备的电子单元的定位的方法。

现有技术

已知的实践是为机动车辆的每个车轮配备监视系统，该监视系统包括安装在车辆每个车轮上的传感器。这些传感器允许测量一定数量的参数，诸如车轮所配备有的轮胎的压力和温度。这允许保持向驾驶员通知关于每个车轮的轮胎状况。

例如，TPMS传感器可以固定到轮胎气门的末端，并向驾驶员通知轮胎的压力和温度。TPMS传感器也可以安装在轮胎的胎面上，并且从而尤其是向驾驶员通知关于轮胎的压力、温度和磨损，而且还关于车轮经由其与地面接触的接触印迹的范围。关于该接触印迹的知识也使得评估车轮支撑的载荷和车轮橡胶的厚度成为可能。然而，该类型的传感器无法检测不均匀的轮胎磨损，因为这些传感器仅反馈平均磨损。文献EP 3237239 A1描述了一种方法，该方法使得根据车轮经由其与地面接触的接触印迹的大小来确定由车轮支撑的载荷成为可能。

监视系统采用电子单元的形式，该电子单元进一步包括参数传感器、微处理器、数据信号发射器以及可能的信号接收器。发射器能够将包含由传感器收集的数据的信号传输到位于机动车辆上的控制单元。控制单元就其本身而言被提供有计算机和信号接收器，以便接收和分析源自监视系统的信号。

然而，由监视系统传输的信号不包含与电子单元的位置相关的信息。现在，有必要将与监视系统的位置有关的信息与每个所传输的信号相关联，使得可以定位机动车辆的每个车轮的定位，并且向驾驶员通知关于例如磨损的轮胎的位置。

存在许多解决方案，使得定位机动车辆的每个车轮的定位成为可能。例如，已知文献FR 2974033描述了一种电子单元，该电子单元包括用于测量该电子单元的角度定位的部件和旨在传输信号的发射器，所述信号包含表示每个车轮的操作参数的数据和标识该电子单元的标识码。与源自定位在车轮中的每一个附近的车轮速度传感器的信息相关联地，该方法使得定位车辆的每个车轮的定位成为可能。特别地，该方法在一方面涉及每个电子单元在车轮转动时标识其角度定位的能力，这需要大量的计算资源，并且通常导致能量消耗的增加，并且从而缩短电子单元的寿命，并且在另一方面涉及一组车轮速度传感器的使用，该组车轮速度传感器典型地被集成到ABS或ESP类型的特定装备中，该组车轮速度传感器在每个车轮上单独操作以便监测其瞬时角度定向。由该组车轮速度传感器供应的角度信息然后与由每个TPMS传感器建立的角度信息交叉，以便决定性地确定其定位。现在，某些类别的车辆、特别是卡车半拖车类型的车辆很少配备有这样的ABS或ESP系统，并且因此这使得这样的定位方法的应用无效。

本发明的目的是通过提出一种用于定位机动车辆每个车轮的定位的替代方案来克服上述缺点。本发明的另一个目的是使检测不均匀的轮胎磨损成为可能。

发明内容

因此，本发明涉及一种用于定位机动车辆的每个轮对的定位的方法，每个轮对包括配备有电子单元的至少一个车轮，该电子单元包括至少一个传感器以及发射器，该至少一个传感器能够针对所述车轮测量轮胎经由其与地面接触的接触印迹的范围，该发射器将关于轮胎接触印迹的范围的数据传输到控制单元，所述机动车辆包括用于每个轮对的载荷传感器，该载荷传感器测量并向控制单元递送由相关联轮对支撑的载荷的值，所述方法的显著之处在于：

-每个电子单元测量并且然后向控制单元传输代表轮胎经由其与地面接触的接触印迹范围的值，

-每个载荷传感器测量然后向控制单元传输与每个轮对相关联的所测量的支撑载荷值，

-对于轮胎经由其与地面接触的接触印迹的范围的每个值，确定与每个电子单元相关联的所确定的支撑载荷值，

-当至少一个测量的支撑载荷值区别于其它所测量的支撑载荷值，比其它所测量的支撑载荷值更多或更少第一预定因子时，将所述不同的所测量的支撑载荷值与所确定的支撑载荷值进行比较，

-电子单元，其相关联的所确定的支撑载荷值基本上等于被分派给与载荷传感器相关联的轮对的所述至少一个不同的所测量支撑载荷值，所述不同的测量支撑载荷值源自所述载荷传感器，

-该方法继续，以便将车辆的轮对分派给每个电子设备。

根据本发明的一个实施例，在该实施例中，轮对包括两个车轮，每个车轮配备有电子单元，由同一轮对的车轮配备的电子单元组成的电子单元组被预先标识。

有利地，该电子单元组——其相关联的所确定的支撑载荷值的总和基本上等于所述至少一个不同的所测量的支撑载荷值——被分派给与所述不同的所测量的支撑载荷值源自的载荷传感器相关联的轮对。

根据本发明的另一实施例，第一预定因子包括在3%和7%之间，优选为5%。

根据本发明的又一实施例，在发射器和控制单元之间的数据传输通过单向射频传输来执行。

根据本发明的又一实施例，在发射器和控制单元之间的数据传输通过双向通信部件来执行。

有利地，控制单元以如下这样的方式控制每个电子单元：使得它们测量相关联的车轮经由其与地面接触的接触印迹的范围。

根据本发明的又一实施例，该方法包括附加步骤，该附加步骤包括针对被分派给电子单元或电子单元组的每个轮对，比较所述轮对的所测量的支撑载荷值和所述轮对的所确定的支撑载荷值，以便检测影响所述轮对的至少一个车轮的对准和/或不均匀轮胎磨损的问题。

有利地，当所确定的支撑载荷值和所测量的支撑载荷值相差多于10%时，检测到影响所述轮对的至少一个车轮的对准和/或不均匀轮胎磨损的问题。

有利地，该方法还包括附加步骤，该附加步骤包括将影响车辆轮对的至少一个车轮的对准和/或不均匀轮胎磨损的问题以及所述轮对的定位通知给车辆的使用者。

本发明的一个优点在于定位机动车辆的每个车轮的定位。

本发明的另一个优点在于检测影响车辆车轮的对准和/或不均匀轮胎磨损的问题。

本发明的又一个优点在于使用相同的参数用于定位车辆的车轮以及用于检测影响车辆车轮的对准和/或不均匀轮胎磨损的问题。

附图说明

在研究将在下面结合附图的描述的剩余部分后，本发明的其他特征、优点和细节将变得更加显而易见，其中：

[图1]图1描绘了机动车辆的示意图，并且

[图2]图2是图示根据本发明的方法的各个步骤的流程图。

具体实施方式

如先前所述，本发明涉及一种用于定位机动车辆的每个轮对的定位的方法。根据本发明的一个实施例，该方法还使得检测影响机动车辆车轮的不均匀轮胎磨损或机动车辆的车轮中的一个的车轮对准问题成为可能。

为了做到这一点，根据本发明的方法一方面采用测量传感器，该测量传感器能够供应与接触印迹的范围相关的信息，机动车辆的每个轮对的每个车轮的每个轮胎经由该接触印迹与地面进行接触，并且根据本发明的方法另一方面采用车载称重系统，该车载称重系统包括与轮轴的每个端部相关联的载荷传感器，并且能够供应由每个轮对支撑的载荷值。

在本发明的上下文中，轮对的意思是位于轮轴的一个端部的一个车轮或车轮集合。因此，根据本发明的轮对包括至少一个车轮。根据本发明的轮对可以等同地包括两个车轮或者甚至更多数量的车轮。

图1描绘了可以用于实现该方法的机动车辆1，并且图2描绘了图示根据本发明一个实施例的方法的各个步骤的流程图。

机动车辆1更进一步地包括轮对11、12、13、14，每个轮对由至少一个车轮组成，每个车轮配备有电子单元21、22、23、24。每个电子单元21、22、23、24包括能够周期性地测量与相关联的车轮有关的各种参数的测量传感器。车轮参数特别地与车轮轮胎的压力、温度并且还与轮胎经由其与地面接触的接触印迹的范围相关。

轮胎经由其与地面接触的接触印迹的范围可以例如使用位于车轮的轮胎胎面的内表面上的TPMS（轮胎压力监测系统）类型的测量传感器来测量。测量传感器连接到集成在电子单元中的微处理器，并且还连接到发射器211、221、231、241。

发射器211、221、231、241能够向位于机动车辆上的控制单元40传输包含关于轮胎经由其与地面接触的接触印迹的范围的数据的信号。控制单元进一步包括数据接收和传输部件41。

因此，数据可以通过单向射频传输从发射器211、221、231、241传输到控制单元40。可替代地，数据可以借助于控制单元40和电子单元21、22、23、24之间的双向通信从发射器传输到控制单元。借助于示例，该双向通信可以是一个方向上的超高频（UHF）无线电信号和另一个方向上的低频（LF）无线电信号的组合。它也可以是蓝牙®低能量（BLE）类型的通信系统。

双向传输有利地允许控制单元40以如下这样的方式操作每个电子单元21、22、23、24：使得它们例如在适合用于实行位置确定的时刻测量轮胎经由其与地面接触的接触印迹的范围。这也允许轮胎经由其与地面接触的接触印迹范围的测量按需执行，而不是以预确立的时间间隔连续地执行。这进一步使得限制电子单元21、22、23、24的电能消耗成为可能。

因此，在步骤E10中，车辆的每个车轮的每个电子单元21、22、23、24测量与电子单元21、22、23、24相关联的轮胎经由其与地面接触的接触印迹范围的值，然后将该值传输到控制单元40。

然后，在步骤E20中，对于轮胎经由其与地面接触的接触印迹范围的每个值，确定与每个电子单元21、22、23、24相关联的所确定的支撑载荷值。

所确定的支撑载荷可以使用以下公式从轮胎经由其与地面接触的接触印迹范围的值来确定：

[数学1]

其中

m表示所测量的支撑载荷，以kg为单位；

P表示由测量传感器测量的压力，以N/m³为单位；

S表示接触印迹的范围，以m³为单位，和

K表示与轮胎几何结构成比例的常数。

从轮胎经由其与地面接触的接触印迹范围的值确定由轮胎支撑的载荷的方式是本领域技术人员已知的。例如可以参考专利EP 3237239。

机动车辆1还包括悬架系统，每个悬架系统与车辆1的轮对11、12、13、14中的每个相关联。每个悬架系统进一步包括载荷传感器31、32、33、34，其位于每个轮对11、12、13、14附近，例如在轮轴的每个端部处，并且能够测量由每个轮对11、12、13、14支撑的载荷。应当注意的是，车载称重（OBW）系统类型的载荷传感器31、32、33、34存在于卡车和半拖车类型的车辆上，而这些类型的车辆没有完全或者甚至根本没有装配有ABS系统。

因此，在步骤E30中，每个载荷传感器31、32、33、34测量、然后向控制单元40传输与每个轮对11、12、13、14相关联的所测量的支撑载荷值。由控制单元40接收的信号位于与每个所测量的支撑载荷值相关联的轮对11、12、13、14中。

因此，控制单元40接收源自与车辆1的每个轮对11、12、13、14相关联的每个载荷传感器31、32、33、34的所测量的支撑载荷数据，以及与每个电子单元21、22、23、24相关联的所确定的支撑载荷数据。在轮胎处于良好状况的车辆1的标准使用中，对于给定的车轮，所测量的支撑载荷值和所确定的支撑载荷值基本上相等。因此，根据本发明的方法使得有可能在步骤E50中一方面将所测量的支撑载荷值与另一方面所确定的支撑载荷值进行比较，从而为每个电子单元21、22、23、24分派机动车辆1的轮对11、12、13、14。这使得可以定位机动车辆1的每个轮对11、12、13、14的定位。然而，必须能够将正确确定的载荷值与所测量的支撑载荷值相关联。当车辆的每个车轮的测量支撑载荷值基本上相等时，这是无法做到的事情。

因此，在步骤E40中，比较所测量的支撑载荷值，以便确定不同的所测量的支撑载荷值。当所测量的支撑载荷值区别于其它所测量的支撑载荷值，比其它所测量的支撑载荷值更多或更少第一预定因子时，该所测量的支撑载荷值被视为不同；将所述不同的所测量的支撑载荷值与所确定的支撑载荷值进行比较。有利地，当所测量的支撑载荷值在由载荷传感器执行的测量精度中相差更多或更少最大误差时，该测量的支撑载荷值被认为不同于其他值。根据本发明的一个实施例，第一预定因子包括在3%和7%之间，优选为5%。

接下来，在步骤E60中，将电子单元21、22、23、24分派给与悬架系统相关联的轮对11、12、13、14，所述电子单元21、22、23、24的相关联的所确定的支撑载荷值区别于所述不同的所测量的支撑载荷值，比所述不同的所测量的支撑载荷值更多或更少第二预定因子，所述不同的所测量的支撑载荷值源自所述悬架系统。有利地，当所确定的支撑载荷值和所测量的支撑载荷值相差小于5%时，所确定的支撑载荷值被认为基本上等于所测量的支撑载荷值。

因此，需要的是一种情形，其中一个所测量的支撑载荷值不同于其他值。例如在转弯情况下加速时就是这种情形。相反，在以恒定速度在直线上行驶的阶段期间，对于机动车辆的每个车轮，所测量的支撑载荷值将基本上相同。

因此，能够经由电子单元21、22、23、24和控制单元40之间的双向通信发起对轮胎经由其与地面接触的接触印迹范围的测量是特别有利的。因此，可以发起以这样的方式周期性地测量轮胎经由其与地面接触的接触印迹的范围的序列，从而贯穿车辆1的动态演变获取数据系列。然后将这些数据系列与每个轮对11、12、13、14的所测量支撑载荷的演变相互关联，以便将机动车辆1的轮对11、12、13、14与每个电子单元21、22、23、24或电子单元对相关联。

这使得不需要动态数据成为可能，动态数据例如可以经由加速度传感器获得。

一旦第一电子单元21、22、23、24已经与车辆1的轮对11、12、13、14相关联，该方法就以这样的方式继续，即为车辆1的轮对11、12、13、14分派每个电子单元21、22、23、24。

根据本发明的一个实施例，没有在图中描绘该实施例，轮对包括两个车轮，称为双轮。每个双轮包括电子单元，该电子单元能够测量并向中央单元传输代表轮胎经由其与地面接触的接触印迹范围的值。因此，标识源自相同轮对的电子单元是适当的，以便确定电子单元组。

根据本发明的一个实施例，确定并比较机动车辆车轮的所确定的支撑载荷值。然后，基本上相等或在确定的时间段内展现相同动态的所确定的支撑载荷值被标识为源自一个轮对的电子单元组。

因此，针对轮对的轮胎与地面接触的接触印迹范围的每个值来确定所确定的支撑载荷。然后，对源自电子单元组的所确定的支撑载荷进行求和。

当包括若干个车轮的轮对的所测量的支撑载荷值与所确定的支撑载荷值进行比较时，与不同的所测量的支撑载荷值进行比较的是该电子单元组的所确定的支撑载荷值的总和。因此，该电子单元组——其相关联的所确定的支撑载荷值的总和基本上等于所述至少一个不同的所测量的支撑载荷值——被分派给与所述不同的所测量的支撑载荷值源自的载荷传感器相关联的轮对。

根据本发明的一个实施例，当定位每个轮对11、12、13、14的定位时，该方法还使得检测影响车辆1的轮对11、12、13、14的至少一个车轮的不均匀轮胎磨损成为可能。

因此，该方法包括附加步骤，该附加步骤包括在步骤E70中，对于例如根据本发明先前分派给电子单元21、22、23、24或电子单元组的每个轮对11、12、13、14，比较所述轮对11、12、13、14的所测量的支撑载荷值和所述轮对11、12、13、14的所确定的支撑载荷值，以便检测影响所述轮对11、12、13、14的至少一个车轮的不均匀轮胎磨损。具体地，机动车辆1的悬架系统的载荷传感器31、32、33、34提供与车轮的轮胎磨损无关的参考信息。相反，根据轮胎经由其与地面接触的接触印迹范围的值来确定所确定的支撑载荷取决于轮胎磨损。具体地，不均匀磨损的轮胎将展现出与均匀磨损的轮胎不同程度的接触印迹。

因此，所测量的支撑载荷值和所确定的支撑载荷值之间的差异是影响轮对11、12、13、14的车轮的对准和/或不均匀轮胎磨损问题的指标。因此，根据本发明的一个实施例，当轮对11、12、13、14的所确定的支撑载荷值和轮对11、12、13、14的至少一个车轮的轮胎的所测量的支撑载荷值相差多于10%时，在步骤E80中，检测到影响轮对11、12、13、14的至少一个车轮的不均匀的轮胎磨损和/或对准缺陷。作为优选，当相关联的所确定的和所支撑的测量载荷值相差多于10%时，轮胎被认为已经不均匀磨损和/或对准不良，并且重复地且以可以在多个运行循环之内并因此在多个测量之内观察到的方式这样做。

最终，根据本发明的方法使得检测并且在步骤E90中向机动车辆1的驾驶员通知影响车辆1的轮对11、12、13、14的车轮的不均匀轮胎磨损以及所述轮对11、12、13、14的定位成为可能。

根据本发明的方法可以在所有机动车辆上实现，特别是在卡车、重型车辆、拖车和半拖车上实现。

Claims

1.一种用于定位机动车辆（1）的每个轮对（11，12，13，14）的定位的方法，每个轮对（11，12，13，14）包括至少一个车轮，每个车轮配备有电子单元（21，22，23，24），电子单元（21，22，23，24）包括至少一个传感器以及发射器（211，221，231，241），所述至少一个传感器能够针对所述车轮测量轮胎经由其与地面接触的接触印迹的范围，所述发射器（211，221，231，241）将关于轮胎接触印迹的范围的数据传输到控制单元（40），所述机动车辆（1）包括用于轮对（11，12，13，14）中的每一个的载荷传感器（31，32，33，34），载荷传感器（31，32，33，34）测量并向控制单元（40）递送由相关联的轮对（11，12，13，14）支撑的载荷值，所述方法的特征在于：

-每个电子单元（21，22，23，24）测量并且然后向控制单元传输代表轮胎经由其与地面接触的接触印迹范围的值，

-每个载荷传感器（31，32，33，34）测量然后向控制单元（40）传输与每个轮对（11，12，13，14）相关联的所测量的支撑载荷值，

-对于轮胎经由其与地面接触的接触印迹的范围的每个值，确定与每个电子单元（21，22，23，24）相关联的所确定的支撑载荷值，

-当至少一个所测量的支撑载荷值区别于其它所测量的支撑载荷值，比其它所测量的支撑载荷值更多或更少第一预定因子时，将不同的所测量的支撑载荷值与所确定的支撑载荷值进行比较，

-电子单元（21，22，23，24），其相关联的所确定的支撑载荷值基本上等于被分派给与载荷传感器相关联的轮对（11，12，13，14）的至少一个不同的所测量的支撑载荷值，所述不同的所测量的支撑载荷值源自所述载荷传感器，

-所述方法继续，以便将车辆的轮对（11，12，13，14）分派给每个电子单元（21，22，23，24）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，轮对（11，12，13，14）包括两个车轮，每个车轮配备有电子单元，其特征在于，由同一轮对（11，12，13，14）的车轮配备的电子单元组成的电子单元组被预先标识。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，电子单元组——其相关联的所确定的支撑载荷值的总和基本上等于所述至少一个不同的所测量的支撑载荷值——被分派给与所述不同的所测量的支撑载荷值源自的载荷传感器相关联的轮对（11，12，13，14）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，第一预定因子在3%和7%之间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，第一预定因子为5%。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在发射器（211，221，231，241）和控制单元（40）之间的数据传输通过单向射频传输来执行。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在发射器（211，221，231，241）和控制单元（40）之间的数据传输通过双向通信部件来执行。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，控制单元以如下这样的方式控制每个电子单元（21，22，23，24）：使得它们测量相关联的车轮经由其与地面接触的接触印迹的范围。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括附加步骤，所述附加步骤包括对于被分派给电子单元（21，22，23，24）或电子单元组的每个轮对，比较所述轮对（11，12，13，14）的所测量的支撑载荷值和所述轮对（11，12，13，14）的所确定的支撑载荷值，以便检测影响所述轮对（11，12，13，14）的至少一个车轮的对准和/或不均匀轮胎磨损的问题。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当所确定的支撑载荷值与所测量的支撑载荷值相差超过10%时，检测到影响所述轮对（11，12，13，14）的至少一个车轮的对准和/或不均匀轮胎磨损的问题。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括附加步骤，所述附加步骤包括将影响车辆的轮对（11，12，13，14）的至少一个车轮的对准和/或不均匀轮胎磨损的问题以及所述轮对（11，12，13，14）的定位通知给车辆的使用者。