CN114636509A - 用于评估轮胎压力的系统和方法 - Google Patents

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A·甘谷利
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Abstract

一种系统评估支撑车辆的至少两个轮胎的压力。该系统包括驶过读取器，该驶过读取器包括传感器阵列。由驶过读取器确定针对第一轮胎的第一压力指示，并且由驶过读取器确定针对第二轮胎的第二压力指示。提供最大差阈值，并且通过将第一压力指示与第二压力指示进行比较来确定压力差。当压力差超过最大差阈值时，由驶过读取器生成通知。

Description

用于评估轮胎压力的系统和方法
技术领域
本发明总体上涉及轮胎监测。更特别地，本发明涉及当车辆驶过读取器或站时监测车辆轮胎内部的气压的系统和方法。具体地，本发明涉及一种驶过读取器系统，其使用轮胎之间的压力差来提供对轮胎压力的评估。
背景技术
多个充气轮胎支撑车辆，并且被设计成在相对长的时间段内使用。然而，即使是长寿命的充气轮胎也会由于被钉子和其他尖锐物体刺穿、温度变化和/或空气通过轮胎自身扩散所致而遭受气压损失。
由于空气扩散随着时间的推移而降低轮胎压力，因此充气轮胎可能会反复地变得充气不足。因此，车辆操作员或车队操作员必须继而反复地采取行动以在车辆轮胎中维持所推荐的气压，以避免降低燃料经济性、轮胎寿命和/或车辆制动和处理性能。为了帮助维持所推荐的轮胎压力，已开发了监测轮胎内部的气压的各种类型的系统。
一种监测和/或测量轮胎压力的方法是在车辆驶过站并且安装在车辆上的轮胎经过安装在站中的传感器时测量轮胎的压力，这在本领域中被称为驶过读取器（drive overreader）。当轮胎驾驶到驶过读取器上时，读取器测量轮胎内部的充气压力。例如，载荷传感器阵列可设置在驶过读取器中，其测量由轮胎施加的力。
根据测得的力来确定轮胎压力，并且该轮胎压力可结合轮胎信息和/或车辆信息。利用驶过读取器来确定轮胎压力的优点包括在短时间间隔期间将轮胎定位在读取器接触表面上，这使得能够在不侵入或进入轮胎腔的情况下确定压力。
与任何测量技术一样，驶过读取器的压力确定的精度和可重复性是重要的考虑因素。例如，驶过读取器对轮胎压力的确定可能会受到轮胎温度的影响。因此，在已由驶过读取器确定轮胎的压力之后，评估驶过读取器的压力测量结果是有益的。
结果是，本领域中需要一种评估由驶过读取器确定的压力的系统和方法。
发明内容
根据本发明的示例性实施例的方面，提供了一种用于评估支撑车辆的至少两个轮胎的压力的系统。该系统包括驶过读取器，该驶过读取器包括传感器阵列。第一压力指示由驶过读取器确定，其为针对第一轮胎的压力指示。第二压力指示由驶过读取器确定，其为针对第二轮胎的压力指示。提供最大差阈值。通过将第一压力指示与第二压力指示进行比较来确定压力差。当压力差超过最大差阈值时，由驶过读取器生成通知。
根据本发明的示例性实施例的另一方面，提供了一种用于评估支撑车辆的至少两个轮胎的压力的方法。该方法包括提供驶过读取器的步骤，该驶过读取器包括传感器阵列。利用驶过读取器来确定第一压力指示，并且该第一压力指示是针对第一轮胎的压力指示。利用驶过读取器来确定第二压力指示，并且该第二压力指示是针对第二轮胎的压力指示。提供最大差阈值。通过将第一压力指示与第二压力指示进行比较来确定压力差。当压力差超过最大差阈值时，利用驶过读取器来生成通知。
本发明至少包括如下示例性具体方案：
方案1. 一种用于评估支撑车辆的至少两个轮胎的压力的系统，所述系统包括：
驶过读取器，所述驶过读取器包括传感器阵列；
第一压力指示，所述第一压力指示是由所述驶过读取器确定的针对第一轮胎的压力指示；
第二压力指示，所述第二压力指示是由所述驶过读取器确定的针对第二轮胎的压力指示；
最大差阈值；
压力差，所述压力差是通过将所述第一压力指示与所述第二压力指示进行比较来确定的；以及
通知，所述通知在所述压力差超过所述最大差阈值时由所述驶过读取器生成。
方案2. 根据方案1所述的系统，其中，所述第一轮胎和所述第二轮胎设置在一个轴上。
方案3. 根据方案1所述的系统，其中，所述第一轮胎设置在第一轴上，并且所述第二轮胎设置在第二轴上。
方案4. 根据方案1所述的系统，其中，所述至少两个轮胎包括设置在不同轴上的多个轮胎。
方案5. 根据方案4所述的系统，其中，所述压力差是通过将来自所述多个轮胎的最大指示压力与来自所述多个轮胎的最小指示压力进行比较来确定的。
方案6. 根据方案1所述的系统，其中，所述通知被传输到接收装置，所述接收装置包括如下中的至少一者：具有显示终端的计算机、用户装置和车队管理服务器。
方案7. 根据方案1所述的系统，其中，所述系统在不侵入每个轮胎的腔的情况下评估所述轮胎的压力。
方案8. 根据方案1所述的系统，其中，所述系统在任何轮胎温度下评估所述轮胎的压力。
方案9. 根据方案1所述的系统，其中，所述传感器阵列包括多个载荷传感器，并且根据由所述传感器阵列生成的力测量结果来确定每个压力指示。
方案10. 一种用于评估支撑车辆的至少两个轮胎的压力的方法，所述方法包括以下步骤：
提供驶过读取器，所述驶过读取器包括传感器阵列；
利用所述驶过读取器来确定第一压力指示，所述第一压力指示是针对第一轮胎的压力指示；
利用所述驶过读取器来确定第二压力指示，所述第二压力指示是针对第二轮胎的压力指示；
提供最大差阈值；
通过将所述第一压力指示与所述第二压力指示进行比较来确定压力差；以及
当所述压力差超过所述最大差阈值时，利用所述驶过读取器来生成通知。
方案11. 根据方案10所述的方法，其中，所述第一轮胎和所述第二轮胎设置在一个轴上。
方案12. 根据方案10所述的方法，其中，所述第一轮胎设置在第一轴上，并且所述第二轮胎设置在第二轴上。
方案13. 根据方案10所述的方法，其中，所述至少两个轮胎包括设置在不同轴上的多个轮胎。
方案14. 根据方案13所述的方法，其中，确定所述压力差的步骤包括：将来自所述多个轮胎的最大指示压力与来自所述多个轮胎的最小指示压力进行比较。
方案15. 根据方案10所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤：将所述通知传输到接收装置，所述接收装置包括如下中的至少一者：具有显示终端的计算机、用户装置和车队管理服务器。
方案16. 根据方案10所述的方法，其中，在不侵入每个轮胎的腔的情况下评估所述轮胎的压力。
方案17. 根据方案10所述的方法，其中，在任何轮胎温度下评估所述轮胎的压力。
方案18. 根据方案10所述的方法，其中，所述传感器阵列包括多个载荷传感器，并且根据由所述传感器阵列生成的力测量结果来确定每个压力指示。
附图说明
将通过示例并参考附图来描述本发明，在附图中：
图1是本发明的用于评估轮胎压力的系统的示例性实施例的示意性透视图，该系统被示为安装在地面中并且其中车辆正接近该系统；
图2是图1中所示的本发明的用于评估轮胎压力的系统的示意性透视图；
图3是图1中所示的系统的载荷传感器阵列的示意性表示；
图4是图1中所示的本发明的用于评估轮胎压力的系统的方面的示意性表示；
图5是图1中所示的本发明的用于评估轮胎压力的系统的另一方面的示意性表示；以及
图6是图1中所示的本发明的用于评估轮胎压力的系统的通知部分的示意性表示。
贯穿附图，类似的附图标记指代类似的部分。
定义
“轴向的”和“轴向地”意指平行于轮胎的旋转轴线的线或方向。
“周向的”意指沿着垂直于轴向方向的环形胎面表面的外周延伸的线或方向。
“赤道中心面（CP）”意指垂直于轮胎的旋转轴线并穿过胎面中心的平面。
“印迹”意指当轮胎旋转或滚动时由轮胎胎面与平坦表面产生的接地面积（contact patch）或接触面积。
“内侧”意指当轮胎安装在车轮上并且车轮安装在车辆上时轮胎的最接近车辆的一侧。
“侧向的”意指轴向方向。
“侧向边缘”意指如在正常载荷和轮胎充气下测得的与轮胎的轴向最外的胎面接地面或印迹相切的线，这些线平行于赤道中心面。
“净接触面积”意指围绕轮胎胎面的整个周边在侧向边缘之间的地面接触胎面元件的总面积除以侧向边缘之间整个胎面的毛面积。
“外侧”意指当轮胎安装在车轮上并且车轮安装在车辆上时轮胎的最远离车辆的一侧。
“径向的”和“径向地”意指径向地朝向或远离轮胎的旋转轴线的方向。
“肋”意指在胎面上周向地延伸的橡胶条，其由至少一个周向沟槽以及第二个这种沟槽抑或侧向边缘限定，该条在侧向上未被全深度沟槽分开。
“胎面元件”或“牵引元件”意指由具有相邻沟槽的形状限定的肋或块元件。
“胎面弧宽度”意指如在胎面的侧向边缘之间测得的轮胎的胎面的弧长度。
具体实施方式
参考图1至图6，以“10”指示了本发明的用于评估轮胎压力的系统的示例性实施例。如图1中所示，系统10评估支撑车辆14的每个轮胎12的压力。将理解的是，车辆14可以是任何车辆类型，并且作为示例被示为商用车辆。另外，车辆14可包括任何数量的轮胎12，并且系统10可评估车辆上的任何数量的轮胎中的压力。
如本领域技术人员已知的，轮胎12具有常规构造，并且每个轮胎安装在相应的车轮16上。每个轮胎12包括延伸到周向胎面20的一对侧壁18。当每个轮胎12在地面24上滚动时，产生印迹22，其是胎面20与地面的接触面积。
附加参考图2和图3，系统10包括驶过读取器26，该驶过读取器安装在地面24中或地面24上。驶过读取器26包括壳体28和安装在壳体中的至少一个传感器30。优选地，载荷传感器阵列30安装在壳体28中。车辆14的驾驶员引导车辆越过驶过读取器26，这引起每个轮胎12在读取器上滚动。当轮胎12定位在传感器阵列30上方时，该阵列测量由轮胎施加的力。
轮胎12的压力根据由传感器阵列30测得的力来确定，并且可结合轮胎信息和/或车辆信息。在美国专利7,942,048号中描述了用于确定轮胎12的压力的示例性技术，该专利由当前申请的受让人固特异轮胎和橡胶公司拥有，并且通过引用结合到本文中。通过采用驶过读取器26，得以在不侵入或通达轮胎腔的情况下确定轮胎12的压力。驶过读取器26包括处理器或与处理器进行电子通信，以从传感器阵列30确定轮胎12的压力。
与任何测量技术一样，驶过读取器26的压力确定的精度和可重复性是重要的考虑因素。因此，在已由驶过读取器26确定每个轮胎12的压力之后，采用系统10来评估驶过读取器的压力测量结果。如上文所提到的，系统10包括驶过读取器26并因此结合到其中。
参考图4和图5，系统10使用轮胎12之间的压力差38来提供对轮胎压力的评估。更特别地，驶过读取器26确定车辆14上的每个轮胎12的压力指示36。举例来说，车辆14可包括：两个前轮胎12A和12B，其中每个前轮胎安装在前轴34A上；以及八个附加轮胎，其以双轮胎构型安装在串列轴（tandem axle）34B和34C上。前串列轴34B包括在轴的左侧上的两个轮胎12C和12D、以及在轴的右侧上的两个轮胎12E和12F。后串列轴34C包括在轴的左侧上的两个轮胎12G和12H、以及在轴的右侧上的两个轮胎12I和12J。
在该示例中，对于前轴34A，驶过读取器26针对左轮胎12A提供120磅/平方英寸（PSI）的第一压力指示36A，并且针对右轮胎12B提供90 PSI的第二压力指示36B。对于前串列轴34B，针对轮胎12C提供130 PSI的第三压力指示36C，针对轮胎12D提供140 PSI的第四压力指示36D，针对轮胎12E提供100 PSI的第五压力指示36E，并且针对轮胎12F提供90 PSI的第六压力指示36F。对于后串列轴34B，针对轮胎12G提供100 PSI的第七压力指示36G，针对轮胎12H提供115 PSI的第八压力指示36H，针对轮胎12I提供130 PSI的第九压力指示36I，并且针对轮胎12J提供125 PSI的第十压力指示36J。
系统10基于轮胎12之间的压力差38来评估压力指示36。为系统确定最大差阈值40，并且在该示例中将其设定为20 PSI。任何轮胎12彼此都可进行比较。例如，同一轴34上的两个轮胎12可彼此进行比较，诸如前轴34A上的左轮胎12A和右轮胎12B。因为左轮胎12A具有120 PSI的压力指示36A且右轮胎12B具有90 PSI的压力指示36B，所以这些轮胎之间的压力差38是30 PSI。最大差阈值40是20 PSI，且因此压力差38超过阈值。当压力差38超过阈值40时，生成被比较的轮胎12具有不可接受的压力差并且处于对于驾驶并非最优的压力状态的通知或标记42。
同样在系统10中，多个轴34上的多个轮胎12可彼此进行比较。例如，前串列轴34B上的轮胎12C、12D、12E和12F、以及后串列轴34C上的轮胎12G、12H、12I和12J都可彼此进行比较。这组轮胎12中的最大指示压力36是针对轮胎12D的140 PSI的第四压力指示36D，而这组轮胎中的最小指示压力是针对轮胎12F的90 PSI的第六压力指示36F，从而产生50 PSI的最大压力差38。最大差阈值40是20 PSI，且因此最大压力差38超过阈值。当压力差38超过阈值40时，生成该组中的轮胎12具有不可接受的压力差并且处于对于驾驶并非最优的压力状态的通知42。
转向图6，系统10包括驶过读取器26并结合到其中。当生成通知42时，通过无线或有线传输44将它与任何其他相关的驶过读取器输出一起发送到接收装置46。接收装置46可以是将通知42传达给技术人员、车辆操作员或车队经理的任何装置，诸如具有显示终端的计算机、用户装置和/或车队管理服务器。
以这种方式，用于评估轮胎压力的系统10使用轮胎12之间的压力差38来提供对如由驶过读取器26确定的所指示的轮胎压力36的评估。压力差38可以是在所有轮胎12之间，或者可限于有限数量的具体识别的轮胎。当最大压力差38大于预定阈值40时，生成通知42。
系统10评估驶过读取器26的压力确定36的精度和可重复性，并且在不需要侵入或通达轮胎腔的情况下评估轮胎12在当前操作状态下的压力。系统10提供在任何轮胎温度下对轮胎12的评估，而不是必须参考推荐的冷压（RCP）并校正测量值以进行温度补偿。
本发明还包括一种用于评估轮胎12的压力的方法。该方法包括根据上文呈现并在图1至图6中示出的描述的步骤。
将理解的是，在不影响本发明的整体构思或操作的情况下，可变更或重新布置本发明的用于评估轮胎压力的方法和上文描述的系统10的步骤和相随的结构，或者省略或添加本领域技术人员已知的部件或步骤。
已参考优选实施例描述了本发明。在阅读和理解本描述时，其他人将想到潜在的修改和变更。将理解的是，所有这种修改和变更都包括在如所附权利要求书或其等同物中所阐述的本发明的范围中。

Claims (10)

1.一种用于评估支撑车辆的至少两个轮胎的压力的系统，所述系统包括：
驶过读取器，所述驶过读取器包括传感器阵列；
第一压力指示，所述第一压力指示是由所述驶过读取器确定的针对第一轮胎的压力指示；
第二压力指示，所述第二压力指示是由所述驶过读取器确定的针对第二轮胎的压力指示；
最大差阈值；
压力差，所述压力差是通过将所述第一压力指示与所述第二压力指示进行比较来确定的；以及
通知，所述通知在所述压力差超过所述最大差阈值时由所述驶过读取器生成。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一轮胎和所述第二轮胎设置在一个轴上。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一轮胎设置在第一轴上，并且所述第二轮胎设置在第二轴上。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少两个轮胎包括设置在不同轴上的多个轮胎。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述压力差是通过将来自所述多个轮胎的最大指示压力与来自所述多个轮胎的最小指示压力进行比较来确定的。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述通知被传输到接收装置，所述接收装置包括如下中的至少一者：具有显示终端的计算机、用户装置和车队管理服务器。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统在不侵入每个轮胎的腔的情况下评估所述轮胎的压力。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统在任何轮胎温度下评估所述轮胎的压力。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述传感器阵列包括多个载荷传感器，并且根据由所述传感器阵列生成的力测量结果来确定每个压力指示。
10.一种用于评估支撑车辆的至少两个轮胎的压力的方法，所述方法包括以下步骤：
提供驶过读取器，所述驶过读取器包括传感器阵列；
利用所述驶过读取器来确定第一压力指示，所述第一压力指示是针对第一轮胎的压力指示；
利用所述驶过读取器来确定第二压力指示，所述第二压力指示是针对第二轮胎的压力指示；
提供最大差阈值；
通过将所述第一压力指示与所述第二压力指示进行比较来确定压力差；以及
当所述压力差超过所述最大差阈值时，利用所述驶过读取器来生成通知。
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