CN115923409A - 用于轮胎的载荷估计系统 - Google Patents

Abstract

提供一种用于轮胎的载荷估计系统。轮胎包括延伸至周向胎面的一对侧壁并支撑车辆。传感器安装至轮胎，并测量轮胎的充气压力和胎面的印迹长度。车辆加载状态估计器确定车辆的加载状态。由车辆加载状态确定充气校正因子。压力校正模块接收测量的印迹长度、测量的充气压力和充气校正因子，并确定调整的印迹长度。去噪模块处理器接收调整的印迹长度，以生成已滤波的印迹长度，并且磨损校正模块接收已滤波的印迹长度，并对轮胎磨损作校正，以生成磨损校正的印迹长度。载荷确定模块接收磨损校正的印迹长度，并确定轮胎上的估计的载荷。

Description

用于轮胎的载荷估计系统

技术领域

本发明大体上涉及轮胎监测系统。更具体地，本发明涉及收集轮胎参数数据的系统。本发明涉及用于估计轮胎载荷的系统和方法，其采用轮胎参数数据，以准确可靠的方式间接地估计轮胎载荷。

背景技术

车辆的每个轮胎上的载荷在诸如操纵性、安全性、可靠性和性能的车辆因素中起重要作用。在车辆的操作期间的轮胎上的载荷的测量或估计常常被诸如制动、牵引、稳定和悬架系统的车辆控制系统所使用。例如，关于独立轮胎载荷的信息使得在车辆的前后轮轴之间的载荷分布的精确估计成为可能，于是这可用于优化制动控制系统。替代性地，对轮胎载荷和因此车辆质量的了解可使得电动车辆的剩余里程的更准确的估计成为可能。因而，希望以准确可靠的方式估计轮胎上的载荷，用于在这样的系统中的输入或使用。

现有技术的方法涉及试图利用载荷或应变传感器直接测量轮胎载荷。尤其地在轮胎的寿命期间，由于难以实现具有能够准确一致的测量轮胎载荷的在轮胎上的构造和放置的传感器，所以这样的直接测量技术存在缺点。

已开发涉及利用固定参数的轮胎载荷的估计的其他的现有技术的方法。由于依赖于固定参数的技术常常导致不太好的预测或估计，这继而降低轮胎载荷预测的准确度和/或可靠性，所以这样的现有技术的方法存在缺点。

结果，本领域存在对准确可靠地估计轮胎载荷的系统和方法的需求。

发明内容

根据本发明的示例性实施例的方面，提供一种用于轮胎的载荷估计系统。轮胎包括延伸至周向胎面并支撑车辆的一对侧壁。系统包括安装至轮胎的传感器，并且轮胎的充气压力由传感器测量。印迹由胎面形成，并包括由传感器测量的印迹长度。处理器与传感器电子通信。车辆加载状态估计器与处理器电子通信，并确定车辆的加载状态。充气校正因子由车辆的加载状态确定，并且压力校正模块与处理器电子通信。压力校正模块接收测量的印迹长度、测量的充气压力和充气校正因子，并确定调整的印迹长度。去噪模块与处理器电子通信，并接收调整的印迹长度以生成已滤波的印迹长度。磨损校正模块与处理器电子通信，接收已滤波的印迹长度，并对轮胎磨损作校正，以生成磨损校正的印迹长度。载荷确定模型与处理器电子通信，接收磨损校正的印迹长度，并确定轮胎上的估计的载荷。

根据本发明的示例性实施例的另一方面，提供一种用于估计轮胎载荷的方法。轮胎包括延伸至周向胎面并支撑车辆的一对侧壁。在方法中，将传感器安装至轮胎，并且用传感器测量轮胎的充气压力。用传感器测量由胎面形成的印迹的长度，并提供与传感器电子通信的处理器。用与处理器电子通信的车辆加载状态估计器确定车辆的加载状态。由车辆的加载状态确定充气校正因子。用与处理器电子通信的压力校正模块确定调整的印迹长度，其中，压力校正模块接收测量的印迹长度、测量的充气压力和充气校正因子。用与处理器电子通信的去噪模块生成已滤波的印迹长度，其中，去噪模块接收调整的印迹长度。用与处理器电子通信的磨损校正模块生成磨损校正的印迹长度，其中，磨损校正模块接收已滤波的印迹长度。用与处理器电子通信的载荷确定模型确定轮胎上的估计的载荷，其中，载荷确定模型接收磨损校正的印迹长度。

本发明提供以下技术方案：

1. 一种用于轮胎的载荷估计系统，所述轮胎包括延伸至周向胎面的一对侧壁并支撑车辆，所述系统包括：

安装至所述轮胎的传感器；

由所述传感器测量的所述轮胎的充气压力；

由所述胎面形成的印迹，所述印迹包括印迹长度，其中，所述印迹长度由所述传感器测量；

处理器，其与所述传感器电子通信；

车辆加载状态估计器，其与所述处理器电子通信并确定所述车辆的加载状态；

由所述车辆的所述加载状态确定的充气校正因子；

压力校正模块，其与所述处理器电子通信，所述压力校正模块接收测量的印迹长度、测量的充气压力和所述充气校正因子，其中，所述压力校正模块确定调整的印迹长度；

去噪模块，其与所述处理器电子通信，所述去噪模块接收所述调整的印迹长度，以生成已滤波的印迹长度；

磨损校正模块，其与所述处理器电子通信，所述磨损校正模块接收所述已滤波的印迹长度，并对所述轮胎的磨损作出校正，以生成磨损校正的印迹长度；和

载荷确定模型，其与所述处理器电子通信，所述载荷确定模型接收所述磨损校正的印迹长度，并确定所述轮胎上的估计的载荷。

2. 根据方案1所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述轮胎是前轮胎，所述传感器是安装在所述前轮胎中的前传感器，所述充气压力是前充气压力，并且所述印迹长度是前印迹长度，所述系统还包括：

后轮胎；

安装至所述后轮胎的后传感器；

由所述后传感器测量的所述后轮胎的后充气压力；和

由所述后轮胎的胎面形成的后印迹，所述后印迹包括后印迹长度，其中，所述后印迹长度由所述后传感器测量，其中，所述车辆加载状态估计器接收测量的前印迹长度和后印迹长度以及前充气压力和后充气压力。

3. 根据方案2所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述车辆加载状态估计器包括接收所述测量的前印迹长度和所述测量的后印迹长度的去噪模块，所述去噪模块去除信号噪声，以生成已滤波的前印迹长度和已滤波的后印迹长度。

4. 根据方案3所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述车辆加载状态估计器包括比率估计器，其将所述已滤波的前印迹长度与所述已滤波的后印迹长度，以确定印迹长度比率。

5. 根据方案4所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述车辆加载状态估计器包括车辆加载状态估计分类模型，所述车辆加载状态估计分类模型接收所述前充气压力、所述后充气压力和所述印迹长度比率，以确定所述车辆的所述加载状态。

6. 根据方案5所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述车辆加载状态估计分类模型采用多项逻辑回归分类方法学。

7. 根据方案5所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述车辆的所述加载状态包括空载、半载和满载中的至少一个的分类。

8. 根据方案7所述的用于轮胎的载荷估计系统，还包括：

查找表格和数据库中的至少一个，其与所述处理器电子通信；和

存储在所述查找表格和所述数据库中的所述至少一个中的充气灵敏度，所述充气灵敏度与所述车辆加载状态分类相关，其中，所述充气校正因子由所述充气灵敏度确定。

9. 根据方案1所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述去噪模块包括事件滤波器，所述事件滤波器从所述车辆的控制器局域网络总线接收所述车辆的方向盘角度，以确保仅分析所述车辆在直线行驶期间的印迹长度测量。

10. 根据方案9所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述去噪模块包括去噪算法，以滤波所述调整的印迹长度数据。

11. 根据方案10所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述去噪算法包括带有遗忘因子的递归最小二乘算法。

12. 根据方案10所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述去噪模块包括平滑模块，所述平滑模块从所述去噪算法接收所述调整的印迹长度，以生成所述已滤波的印迹长度。

13. 根据方案12所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述平滑模块采用指数加权平均滤波器。

14. 根据方案1所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述磨损校正模块包括直流隔断滤波器，所述直流隔断滤波器将对于所述已滤波的印迹长度的信号分成带有载荷相关性的直流分量和带有磨损相关性的漂移分量。

15. 根据方案14所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述磨损校正模块从所述已滤波的印迹长度去除所述漂移分量，以生成所述磨损校正的印迹长度。

16. 根据方案1所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述磨损确定模型采用回归模型。

17. 根据方案16所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述回归模型包括线性回归模型。

18. 根据方案1所述的用于轮胎的载荷估计系统，还包括车辆控制系统，其与所述处理器电子通信，所述车辆控制系统接收所述轮胎上的所述估计的载荷。

19. 根据方案1所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述处理器包括车载处理器和基于云的计算系统中的处理器中的至少一个。

20. 一种用于估计轮胎的载荷的方法，所述轮胎包括延伸至周向胎面的一对侧壁并支撑车辆，所述方法包括步骤：

将传感器安装至所述轮胎；

用所述传感器测量所述轮胎的充气压力；

用所述传感器测量由所述胎面形成的印迹的长度；

提供与所述传感器电子通信的处理器；

用与所述处理器电子通信的车辆加载状态估计器确定所述车辆的加载状态；

由所述车辆的所述加载状态确定充气校正因子；

用与所述处理器电子通信的压力校正模块确定调整的印迹长度，所述压力校正模块接收测量的印迹长度、测量的充气压力和所述充气校正因子；

用与所述处理器电子通信的去噪模块生成已滤波的印迹长度，所述去噪模块接收所述调整的印迹长度；

用与所述处理器电子通信的磨损校正模块生成磨损校正的印迹长度，所述磨损校正模块接收所述已滤波的印迹长度；和

用与所述处理器电子通信的载荷确定模型确定所述轮胎上的估计的载荷，所述载荷确定模型接收所述磨损校正的印迹长度。

附图说明

将作为例子并参考附图描述本发明，其中：

图1是采用根据本发明的轮胎载荷估计系统和方法的车辆和配备传感器的轮胎的透视图；

图2是图1所示的轮胎的印迹的平面图；

图3是本发明的轮胎载荷估计系统的示例性实施例的示意图示；

图4是轮胎印迹长度相对充气压力的示意图示；

图5是轮胎印迹长度相对轮胎载荷的示意图示；

图6是轮胎载荷相对前轮胎印迹长度与后轮胎印迹长度的比率的示意图示；

图7是图4所示的轮胎载荷估计系统和方法的示例性实施例的车辆加载状态估计模块的示意图示；

图8是可用于图7所示的车辆加载状态估计模块的分类模型的示意图；和

图9是带有到基于云的服务器和到用户装置的数据传输的表示的图1所示的车辆的示意图。

相似的附图标记贯穿附图指相似的零件。

定义

“轴向的”和“轴向地”表示平行于轮胎的旋转轴线的线或方向。

“CAN总线”是控制器局域网络的缩写，其是一种被设计成在无主计算机的情况下允许微控制器和装置在车辆内互相通信的车辆总线标准。CAN总线是一种被设计成专门用于车辆应用的基于消息的协议。

“周向的”表示垂直于轴向方向、沿着环形胎面的表面的周边延伸的线或方向。

“赤道中心面”表示垂直于轮胎旋转轴线且穿过胎面中心的平面。

“印迹”表示当轮胎旋转或滚动的时候由轮胎胎面与诸如地面的平坦表面产生的接触印痕或接触面积。

“内侧面”表示把轮胎安装在车轮上且把车轮安装在车辆上时最靠近车辆的轮胎侧面。

“侧向的”表示轴向方向。

“侧向边缘”表示在标准载荷和轮胎充气情况下测量的、与轴向最外侧的胎面接触印痕或印迹相切的线，这些线平行于赤道中心面。

“净接触面积”表示在围绕胎面整个圆周的侧向边缘之间的接地胎面元件的总面积除以在侧向边缘之间的整个胎面的总面积。

“外侧面”表示把轮胎安装在车轮上且把车轮安装在车辆上时离车辆最远的轮胎侧面。

“径向的”和“径向地”表示径向地朝着或远离轮胎的旋转轴线的方向。

“胎面元件”或“牵引元件”表示由具有邻近沟槽的形状限定的肋或块元件。

具体实施方式

在图1至图9中的10处标示了本发明的轮胎载荷估计系统的示例性实施例。特别参考图1，系统10估计支撑车辆14的每个轮胎12上的载荷。尽管车辆14被描绘成乘用车，但本发明不受如此限制。本发明的原理适用于其中车辆可由比图1所示的更多或更少的轮胎支撑的其它的车辆种类，诸如商用卡车。为了便利的目的，除了以下具体描述，将对单个轮胎12进行分析，应理解的是，相似的分析被设想用于支撑车辆14的每个轮胎。

轮胎12具有传统的构造，并安装在相应的车轮16上。轮胎12包括一对侧壁18，其延伸至周向胎面20，该周向胎面在车辆操作期间接合地面。轮胎12优选地配备为了检测某些实时轮胎参数的目的而安装至轮胎的传感器26。例如，传感器26可以是市场上可买到的轮胎压力监测系统(TPMS)模块或传感器，其可通过诸如粘合剂的合适方法贴附至轮胎12的内衬22。传感器26优选地包括：压力传感器，以感测轮胎12的空腔24内的充气压力；和温度传感器，以感测轮胎的温度和/或空腔中的温度。

传感器26优选地还包括处理器和存储器，以便存储每个具体的轮胎12的轮胎标识(轮胎ID)信息。例如，轮胎ID可包括轮胎12的制造信息，包括：轮胎型号；尺寸信息，诸如轮辋尺寸、宽度和外径；制造地点；制造日期；胎面冠部编码，其包括混炼胶标识或与混炼胶标识相关；和模具编码，其包括胎面结构标识或与胎面结构标识相关。轮胎ID还可包括维修历史或其他信息，以识别每个轮胎12的具体特征和参数。传感器26优选地还包括为了分析用于将测量的参数和轮胎ID数据传输至远程处理器28的天线，所述远程处理器28可以是集成到车辆CAN总线30中的处理器。

轮胎载荷估计系统10和附随的方法试图克服由寻求通过直接的传感器测量来测量轮胎载荷的现有技术的系统和方法所造成的上述挑战。因此，本主题的系统和方法在本文被称为“间接的”载荷估计系统和方法。

轮胎载荷估计系统10的方面优选地在通过车辆CAN总线30可访问的处理器28(图3)上执行。处理器28可以是车载处理器，或者可以是远程因特网或基于云的处理器(图9)。这样的处理器28和附随的方法的使用使得来自基于轮胎的传感器26的数据、来自某些基于车辆的传感器的数据和来自存储在合适的存储介质中并与处理器电子通信的查找表格或数据库的数据能够输入到系统10中。CAN总线30使轮胎载荷估计系统10能够与车辆14的其他电子部件和系统交互。

现在转向图2，示出了轮胎12(图1)的胎面20的印迹32。印迹32是当轮胎12旋转的时候随着胎面20接触地面而产生或形成的面积。印迹32包括在侧向方向上延伸横过胎面20的宽度34。印迹32还包括在周向方向上延伸、也就是说垂直于轴向或侧向方向的中心线36。中心线36设置在印迹32的宽度34的中间，并包括被称为印迹中心线长度或印迹长度的长度38。

印迹长度38可由轮胎安装的传感器26(图1)或者由另一合适的传感器感测。例如，传感器26可包括应变传感器或压电传感器，其测量胎面20的变形并因而表明印迹长度38。

参考图3，轮胎载荷估计系统10采用测量的印迹长度38以估计轮胎载荷。系统10提供测量的印迹长度38的补偿或校正，以说明充气压力影响，同时还通过将前轮胎12F的印迹长度38F与后轮胎12R的印迹长度38R相比较来补偿加载状态。系统10还提供说明轮胎12的磨损的印迹长度38的补偿或校正。

轮胎安装的传感器26优选地将轮胎12的测量的印迹长度38和测量的充气压力40无线地传输至处理器28。压力校正模块42被存储在处理器28上或者与其电子通信，并接收每个轮胎12的测量的印迹长度38和测量的充气压力40。压力校正模块42提供测量的印迹长度38的补偿或校正，以说明充气压力影响。

更具体地，附加地参考图4，轮胎12的印迹长度38相对充气压力40的图表44示出了轮胎的充气压力如何影响印迹长度。具体地，较高的充气压力40对应于较短的印迹长度38。为了去除充气压力40对印迹长度38的影响并因而使印迹长度归一化，压力校正模块42接收测量的印迹长度和测量的充气压力。

返回至图3，压力校正模块42还补偿轮胎12的加载状态46。更具体地，为了对于充气压力40的变化而准确地调整测量的印迹长度38，需要说明轮胎12的加载状态46。附加地参考图5，对于轮胎12的印迹长度38相对加载状态46的图表48示出了轮胎的加载状态如何影响印迹长度。具体地，较高的加载状态46对应于较长的印迹长度38。

已确定对于某种类型的车辆14，诸如轻型商用车辆，当车辆满载时，在车辆前轮胎12F(图7)上的载荷不会明显改变。在这种情况下，前轮胎12F的印迹长度38F不会明显改变。相比之下，当车辆14满载时，在车辆后轮胎12R上的载荷明显改变，并且后轮胎的印迹长度38R明显改变。基于此，可将前轮胎12F的印迹长度38F用作基准并与后轮胎12R的印迹长度38R相比较，以估计车辆14的加载状态，这于是可用于说明轮胎12的加载状态46。

如图6所示，在对于车辆14的巡航状况下的轮胎加载状态46与前轮胎12F的印迹长度38F和后轮胎12R的印迹长度38R的比率52的图表50或比较示出了可确定车辆加载状态54。应理解的是，巡航状况是当在直的道路上以恒定的速度驱动车辆14时。车辆加载状态54可被归类为空载56、半载58或满载60。

现在转向图7，车辆加载状态54的确定优选地通过车辆加载状态估计器62作出。轮胎安装的传感器26优选地将前轮胎12F的测量的印迹长度38F和充气压力40F和后轮胎12R的测量的印迹长度38R和充气压力40R无线地传输至处理器28。车辆加载状态估计器62被存储在处理器28上或者与处理器28电子通信，并接收测量的印迹长度38F和38R和充气压力40F和40R。

用去噪模块64滤波每个测量的印迹长度38F和38R，以从测量数据去除信号噪声。以下更详细地描述去噪模块64的例子。去噪模块64输出前轮胎12F的已滤波的前印迹长度66F和后轮胎12R的已滤波的印迹长度66R。比率估计器68将已滤波的前印迹长度66F与已滤波的后印迹长度66R相比较，以确定印迹长度比率52。

附加地参考图8，将对于前轮胎12F的测量的充气压力40F、对于后轮胎12R的测量的充气压力40R和印迹长度比率52被输入车辆加载状态估计器62的车辆加载状态估计分类模型70。分类模型70优选地利用前充气压力40F、后充气压力40R和印迹长度比率52从空载56、半载58或满载60的多类分类识别车辆加载状态54。优选地，分类器72采用多项逻辑回归分类方法学，诸如Softmax回归，以识别车辆加载状态54。当给定一组独立变量时，多项逻辑回归分类方法学优选地基于其预测分类分布的因变量的不同结果的概率的能力。车辆加载状态估计分类模型70确定车辆14的具体加载状态54，其作为例子被描述成空载56、半载58或满载60。

返回至图3，一旦车辆加载状态估计器62确定车辆14的加载状态54，加载状态就与对于轮胎12的充气灵敏度72相关。充气灵敏度可存储在查找表格或数据库74中，所述查找表格或数据库74存储在处理器28上或者与其电子通信。对应于具体加载状态54的充气灵敏度72使得能够确定对于轮胎12的预定的充气校正因子76。

将充气校正因子76与对于轮胎12的测量的印迹长度38和测量的充气压力40一起被输入压力校正模块42中。压力校正模块42根据测量的充气压力40和充气校正因子76调整测量的印迹长度38，从而说明轮胎的充气压力和加载状态的变化，以确定调整的印迹长度78。压力校正模块42优选地包括可以是线性回归模型或非线性回归模型的回归模型，以确定调整的印迹长度78。

例如，测量的印迹长度38与测量的充气压力40之间的关系可通过线性回归模型实现，其可基于来自车辆14的测试的数据。一旦确定回归模型系数，就可利用以下方程将斜率用于调整测量的印迹长度38：

调整的FPL=测量的FPL-(测量的P-预定的P)*SC

其中，调整的FPL是调整的印迹长度78，测量的FPL是测量的印迹长度38，测量的P是测量的充气压力40，预定的P是对于轮胎12的预定的目标充气压力，并且SC是斜率。

用去噪模块64滤波调整的印迹长度78，以从测量的数据去除信号噪声，所述去噪模块64存储在处理器28上或者与其电子通信。作为例子，去噪模块64可接收车辆14的方向盘角度80作为来自车辆CAN总线系统30的输入。将方向盘角度80输入事件滤波器82中，所述事件滤波器82筛选测量的印迹长度数据38，以确保仅分析在车辆14的直线行驶期间的印迹长度测量。这样，事件滤波器82确保采用来自直线行驶的一致的印迹长度测量38。

当事件滤波器82确保车辆14沿直线行驶时，去噪算法84滤波调整后的印迹长度数据78。优选的去噪算法84是自适应滤波算法，诸如带有遗忘因子的递归最小二乘算法，其将较小的权重给予较早的数据样本，以确保最新的数据接收较高的优先级。在去噪算法84之后，在平滑模块86中使调整后的印迹长度数据78平滑，以捕获数据中的显著模式。平滑模块86采用对于诸如调整后的印迹长度数据78的时间序列数据有用的技术。在平滑模块86中的优选的技术是指数加权平均滤波器。

当已通过去噪模块64滤波调整后的印迹长度数据78时，产生对于轮胎12的已滤波的印迹长度88。随着轮胎12磨损，测量的印迹长度38和已滤波的印迹长度88典型地缩短。因而，随着轮胎12磨损，缩短的印迹长度可产生轮胎载荷正在变化的不准确的假设。为了说明这样的假设，轮胎载荷估计系统10用磨损校正模型90对轮胎12的磨损作校正。

磨损校正模块90接收已滤波的印迹长度88，并被存储在处理器28上或者与其电子通信。已确定磨损随着已滤波的印迹长度数据88中的慢移漂移而出现。磨损校正模块90去除已滤波的印迹长度数据88中的漂移，以对轮胎12的磨损作校正。为了去除漂移，磨损校正模块90将直流(DC)隔断滤波器应用于已滤波的印迹长度数据88。DC隔断滤波器将对于已滤波的印迹长度数据88的信号分成两个分量。第一分量是DC分量，其带有载荷相关性，并且第二分量是漂移分量，其带有磨损相关性。磨损校正模块90从已滤波的印迹长度数据88识别并去除漂移分量，以生成磨损校正的印迹长度106。

将磨损校正的印迹长度106输入载荷确定模型92，所述载荷确定模型92被存储在处理器28上或者与其电子通信。载荷确定模型92优选地采用回归模型，以计算对应于磨损校正的印迹长度106的轮胎12上的载荷。回归模型可以是线性回归模型或非线性回归模型。载荷确定模型92因而确定并输出轮胎12上的估计的载荷94。估计的载荷94可从轮胎载荷估计系统10通过车辆CAN总线系统30通信，以供诸如制动、牵引、稳定和/或悬架系统的车辆控制系统使用。

转向图9，轮胎载荷估计系统10优选地在可通过车辆CAN总线30访问的处理器28上执行，所述处理器28可安装在车辆14上，或者其可在因特网或基于云的计算系统96中，在本文被称为基于云的计算系统。轮胎载荷估计系统10优选地在车辆14与基于云的计算系统96之间采用无线数据传输98。轮胎载荷估计系统10还可在基于云的计算系统96与显示装置102之间采用无线数据传输100，所述显示装置102对于车辆14的用户（诸如智能手机）或对于车队管理者是可访问的。替代性地，系统10还可在车辆CAN总线30与显示装置102之间采用无线数据传输104。

这样，本发明的轮胎载荷估计系统10利用轮胎12的测量的印迹长度38以准确可靠的方式间接地估计轮胎载荷。轮胎载荷估计系统10提供测量的印迹长度38的补偿，以说明充气压力影响，并且还通过将前轮胎12F的印迹长度38F与后轮胎12R的印迹长度38R相比较来补偿加载状态。系统10还提供说明轮胎12的磨损的印迹长度38的补偿或校正。

本发明还包括用于估计轮胎12的载荷的方法。方法包括根据以上介绍并在图1至9中示出的说明的步骤。

应理解在不影响本发明的整体概念或操作的情况下，上述轮胎载荷估计系统的结构和方法可改变或重新布置，或者可省略或增加为本领域的技术人员所知的部件或步骤。

已参考优选实施例描述了本发明。其他人在阅读和理解该说明时将想到潜在的变型和变更。应理解所有这样的变型和变更被包括在如所附权利要求阐述的本发明范围或其等同范围内。

Claims (10)

1.一种用于轮胎的载荷估计系统，所述轮胎包括延伸至周向胎面的一对侧壁并支撑车辆，所述系统包括：

安装至所述轮胎的传感器；

由所述传感器测量的所述轮胎的充气压力；

由所述胎面形成的印迹，所述印迹包括印迹长度，其中，所述印迹长度由所述传感器测量；

处理器，其与所述传感器电子通信；

车辆加载状态估计器，其与所述处理器电子通信并确定所述车辆的加载状态；

由所述车辆的所述加载状态确定的充气校正因子；

压力校正模块，其与所述处理器电子通信，所述压力校正模块接收测量的印迹长度、测量的充气压力和所述充气校正因子，其中，所述压力校正模块确定调整的印迹长度；

去噪模块，其与所述处理器电子通信，所述去噪模块接收所述调整的印迹长度，以生成已滤波的印迹长度；

磨损校正模块，其与所述处理器电子通信，所述磨损校正模块接收所述已滤波的印迹长度，并对所述轮胎的磨损作出校正，以生成磨损校正的印迹长度；和

载荷确定模型，其与所述处理器电子通信，所述载荷确定模型接收所述磨损校正的印迹长度，并确定所述轮胎上的估计的载荷。

2.根据权利要求1所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述轮胎是前轮胎，所述传感器是安装在所述前轮胎中的前传感器，所述充气压力是前充气压力，并且所述印迹长度是前印迹长度，所述系统还包括：

后轮胎；

安装至所述后轮胎的后传感器；

由所述后传感器测量的所述后轮胎的后充气压力；和

由所述后轮胎的胎面形成的后印迹，所述后印迹包括后印迹长度，其中，所述后印迹长度由所述后传感器测量，其中，所述车辆加载状态估计器接收测量的前印迹长度和后印迹长度以及前充气压力和后充气压力。

3.根据权利要求2所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述车辆加载状态估计器包括接收所述测量的前印迹长度和所述测量的后印迹长度的去噪模块，所述去噪模块去除信号噪声，以生成已滤波的前印迹长度和已滤波的后印迹长度。

4.根据权利要求3所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述车辆加载状态估计器包括比率估计器，其将所述已滤波的前印迹长度与所述已滤波的后印迹长度，以确定印迹长度比率。

5.根据权利要求4所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述车辆加载状态估计器包括车辆加载状态估计分类模型，所述车辆加载状态估计分类模型接收所述前充气压力、所述后充气压力和所述印迹长度比率，以确定所述车辆的所述加载状态。

6.根据权利要求5所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述车辆的所述加载状态包括空载、半载和满载中的至少一个的分类。

7. 根据权利要求5所述的用于轮胎的载荷估计系统，还包括：

查找表格和数据库中的至少一个，其与所述处理器电子通信；和

存储在所述查找表格和所述数据库中的所述至少一个中的充气灵敏度，所述充气灵敏度与所述车辆加载状态分类相关，其中，所述充气校正因子由所述充气灵敏度确定。

8.根据权利要求1所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述去噪模块包括事件滤波器，所述事件滤波器从所述车辆的控制器局域网络总线接收所述车辆的方向盘角度，以确保仅分析所述车辆在直线行驶期间的印迹长度测量。

9.根据权利要求8所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述去噪模块包括去噪算法，以滤波所述调整的印迹长度数据。

10.根据权利要求1所述的用于轮胎的载荷估计系统，其中，所述磨损校正模块包括直流隔断滤波器，所述直流隔断滤波器将对于所述已滤波的印迹长度的信号分成带有载荷相关性的直流分量和带有磨损相关性的漂移分量。

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