CN117063053A - 用于从径向加速度信号识别轮胎接触长度的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本文公开了用于估计作用在安装在车辆上的轮胎上的至少一个力的系统和方法。从安装在轮胎上的加速度传感器(118)的采样输出在轮胎径向方向上检测轮胎的加速度波形(150)。在轮胎径向方向上对加速度波形进行积分以生成速度波形(步骤220)。根据速度波形中的至少第一峰值和第二峰值来计算地面接触期间的样本数量，其中至少基于所计算的地面接触期间的样本数量、安装在轮胎上的加速度传感器的输出的采样率以及车辆的速度来计算地面接触长度。至少从所计算的地面接触长度估计作用在轮胎上的至少一个力(166)，并且生成对应于所估计的作用在轮胎上的至少一个力输出信号。

Description

用于从径向加速度信号识别轮胎接触长度的系统和方法

技术领域

本公开总体涉及量化轮式机动车辆上的轮胎的性能方面。更具体地，如本文所公开的系统、方法和相关算法涉及至少部分地基于来自安装在轮胎上的传感器的径向加速度信号来识别轮式机动车辆的轮胎的地面接触长度，所述轮式机动车辆包括但不限于摩托车、消费类车辆(例如，客车和轻卡)、商用车和越野(OTR)车。

背景技术

轮胎接触印痕是轮胎性能最有用的指标之一。它可直接依赖于某些操作条件，诸如轮胎上的负载、倾斜角和滑移角。这些都是用于理解轮胎的磨损、健康和牵引潜力的重要信息。

此类性能测量的预测对于拥有或操作车辆的任何人都是重要工具，特别是在车队管理的背景下。随着对轮胎的使用，通常胎面逐渐地变得更薄，并且整体轮胎性能发生变化。在某一时刻，了解轮胎状况变得至关重要，因为轮胎胎面不充足可能产生不安全的驾驶状况。例如，当道路状况不佳时，轮胎可能无法抓地，并且驾驶员可能失去对他或她的车辆的控制。一般而言，当在雨天、雪天等驾驶时，轮胎胎面越薄，驾驶员越容易失去牵引力。

用于诸如重型卡车的车辆的典型车载传感器测量可以包括车辆速度、径向加速度、环境温度、轮胎充气压力和轮胎所包含的空气温度(CAT)。当将这些测量扩展到诸如磨损和耐久性的更高阶预测时，这些测量都至关重要。然而，最重要的信息之一通常仍然缺失——作用在轮胎上的负载，针对它的传统传感器可能非常昂贵和/或不可靠。

发明内容

鉴于常规系统中的前述缺陷，如本文所公开的用于确定轮胎的接触长度的方法可以被实施以估计操作条件指标，诸如例如作用在轮胎上的负载，这些操作条件指标对于理解轮胎的磨损、耐久性、牵引和其他性能标准是至关重要的。

一般而言，本公开的系统和方法可用于估计轮胎的接触长度，该接触长度可与轮胎上的负载直接相关。高频加速度计数据(>1kHz)可以优选地利用安装在轮胎上的传感器(TMS)来获取。一旦获取该数据，算法就确定接触印痕的开始和结束，然后针对轮胎的旋转速度对接触印痕的开始和结束进行校正，并且最终经由映射关系(诸如经由存储的查找表或相关方程)来估计负载。

所述方法的各种实施方案可理想地改进用于接触长度估计的常规工具，因为其充当用于传感器输出数据中的噪声峰值的滤波器，并且提供用于识别接触的开始和结束两者的稳健方法。

如本文所公开的计算机实现的方法的第一示例性实施方案可以被提供用于估计作用在安装在车辆上的至少一个轮胎上的至少一个力。该方法包括从安装在轮胎上的加速度传感器的采样输出检测轮胎在轮胎径向方向上的加速度波形，然后在轮胎径向方向上对加速度波形进行积分以生成速度波形。根据速度波形中的至少第一峰值和第二峰值来计算地面接触期间的样本数量，其中还可以至少基于所计算的地面接触期间的样本数量、安装在轮胎上的加速度传感器的输出的采样率以及车辆的速度来计算地面接触长度。可以从所计算的地面接触长度估计作用在轮胎上的至少一个力，其中生成对应于所估计的作用在轮胎上的至少一个力的输出信号。

在第二实施方案中，根据上述第一实施方案的示例性方面可以包括：根据上述实施方案的步骤中的每一个步骤可以针对跨轮胎的内衬横向安装的多个加速度传感器中的每一个加速度传感器执行，其中，可以相对于所述多个加速度传感器中的两个或更多个加速度传感器之间的相应宽度来计算地面接触长度的变化。轮胎上的一个或多个力还可以基于相对于所述多个加速度传感器中的两个或更多个加速度传感器之间的相应宽度的所计算的地面接触长度的变化来估计。

在第三实施方案中，根据上述第一实施方案或第二实施方案的示例性方面可以包括：所估计的作用在轮胎上的一个或多个力包括轮胎上的滑移角和/或倾斜角。

在第四实施方案中，根据上述第一实施方案至第三实施方案的示例性方面可以包括：至少一个映射被预先确定并可检索地存储，并且该映射表示地面接触长度、车辆的速度和作用在轮胎上的负载之间的关系。因此，可以根据所计算的地面接触长度、车辆的速度和至少一个映射来估计作用在轮胎上的负载。

在各种实施方案中，根据上述第一实施方案至第四实施方案的示例性方面还可包括：输出信号可被提供给与车辆相关联以向车辆的用户进行显示的用户界面、和/或经由车队管理远程信息处理平台与远程计算设备相关联的用户界面、和/或车辆控制单元。

在输出信号被提供给车辆控制单元的情况下，所估计的负载可以例如被用作轮胎磨损检测模型的输入和/或轮胎牵引检测模型的输入和/或轮胎耐久性和健康模型的输入。

在本文所公开的另一实施方案中，提供了一种用于估计作用在安装在车辆上的至少一个轮胎上的至少一个负载的系统。该系统包括安装在轮胎上的加速度传感器和控制器，该安装在轮胎上的加速度传感器被配置为生成对应于轮胎在轮胎径向方向上的的采样加速度的输出信号，该控制器被链接用于与安装在轮胎上的加速度传感器通信。所述控制器还被配置为指导根据上述第一实施方案至第四实施方案中的任一个以及可选地根据其的上述方面中的任一个或多个方面的方法中的步骤的执行。

附图说明

在下文中，参考附图更详细地示出了本发明的实施方案。

图1是表示如本文所公开的轮胎负载监测系统的实施方案的框图，

图2是表示如本文所公开的轮胎负载估计方法的实施方案的流程图，

图3是表示示例性径向加速度波形的曲线图，

图4是表示由图3的径向加速度波形的积分产生的示例性波形的曲线图，

图5是表示所计算的地面接触(足迹)长度、作用在轮胎上的负载以及安装有轮胎的车辆的速度之间的示例性映射关系的曲线图，

图6是表示使用如本文所公开的用于车载测试的方法的实施方案的负载估计结果的曲线图，

图7是表示使用如本文所公开的用于平坦带测试的方法的实施方案的负载估计结果的曲线图。

具体实施方式

总体参考图1至图7，现在可详细地描述本发明的各种示例性实施方案。在各种附图可描述与其他实施方案共享各种共同元件和特征的实施方案的情况下，类似的元件和特征被赋予相同的附图标号，并且下文可省略其冗余描述。

如本文所公开的系统的各种实施方案可包括与多个分布式数据收集器和计算节点(例如，与各个车辆相关联)进行功能通信来有效地实现如本文所公开的模型的(例如，云服务器)集中式计算节点。初始参考图1，系统100的示例性实施方案包括数据采集设备102，该数据采集设备在车辆上并且被配置为至少获得数据并且将所述数据传输到一个或多个下游计算设备(例如，远程服务器130)以执行如本文所公开的相关计算。数据采集设备可以是独立的传感器单元(未示出)，该独立的传感器单元被适当地配置为收集原始测量信号，诸如，例如对应于轮胎径向加速度、所包含的空气温度和/或内部空气压力的信号，并且连续地或选择性地传输此类信号到下游计算设备。数据采集设备102可包括车载计算设备102，该车载计算设备与一个或多个分布式传感器通信，并且是便携式的或以其他方式模块化的，作为分布式车辆数据收集和控制系统的一部分，或者能够以其他方式相对于中央车辆数据收集控制系统被一体地提供。数据采集设备102可包括处理器104和其上驻留有程序逻辑108的存储器106，并且在各种实施方案中可包括车辆电子控制单元(ECU)或其部件，或者如若不然可在性质上是离散的，例如相对于车辆安装件永久地或可拆卸地设置。

一般而言，如本文所公开的系统100可实施分布在一个或多个车辆上的许多部件，例如但不一定与车队管理实体相关联，并且还可实施经由通信网络与车辆马达中的每个车辆马达进行功能通信的中央服务器网络或事件驱动的无服务器平台。

出于说明的目的，所示实施方案可包括安装在轮胎上的传感器单元118、环境温度传感器112、被配置为收集例如与车辆相关联的加速度数据的车速传感器114、诸如全球定位系统(GPS)转发器的位置传感器116以及DC电源110，从而不以其他方式限制本发明的范围。安装在轮胎上的传感器单元118可以包括一个或多个传感器，该传感器被配置成生成对应于轮胎状况的输出信号，这些轮胎状况包括但不限于径向加速度、所包含的空气温度、充气压力等，并且此类传感器可以采取本领域技术人员已知的用于提供此类信号的各种形式中的任何形式。各种总线接口、协议和相关联的网络在本领域中熟知用于相应数据源与本地计算设备102之间的通信等，并且本领域技术人员将认识到广泛范围的此类工具和用于实现这些工具的装置。

在一些实施方案中，如本文所公开的数据采集设备和等效数据源不必限于车辆专用传感器和/或网关设备，并且还可包括第三方实体和相关联的网络、驻留在用户计算设备上的程序应用，诸如驾驶员接口、车队管理接口、以及可被认为与如本文所公开的算法和模型相关的任何企业设备或记录数据的原始流的其他提供者。

在一些实施方案中，各种传感器112、114、116、118中的一个或多个传感器可被配置为在没有本地车载设备或网关组件的情况下与下游平台通信，诸如例如经由蜂窝通信网络或经由由车辆的用户携带的移动计算设备(未示出)。

该系统可包括附加分布式程序逻辑(诸如例如驻留在车队管理服务器或其他用户计算设备140上)，或驻留于车辆的或与其驾驶员(未示出)相关联的用于进行实时通知(例如，经由视觉和/或音频指示器)的设备的用户界面，其中车队管理设备在一些实施方案中经由通信网络功能性地链接到车载设备。系统编程信息可例如由驾驶员在车辆上提供或从车队管理器提供。

除非另有说明，否则本文所用的术语“用户界面”可包括任何输入-输出模块，用户设备通过该输入-输出模块来促进相对于如本文所公开的处理单元、服务器、设备等的用户交互，包括但不限于下载的或以其他方式驻留的程序应用；网络浏览器；网络门户，诸如单独的网页或共同定义托管网站的那些网页；等。用户界面还可在按钮和显示部分的上下文中关于个人移动计算设备进行描述，按钮和显示部分可相对于例如触摸屏独立地布置或以其他方式相互关联，并且还可包括音频和/或视觉输入/输出功能，即使没有明确的用户交互。

在一个实施方案中，车辆和轮胎传感器112、114、116、118等还可设有唯一标识符，其中车载设备处理器可在从同一车辆上的相应传感器提供的信号之间进行区分，并且进一步在某些实施方案中，其中中央处理单元和/或车队维护监督器客户端设备可在从多个车辆上的轮胎和相关联的车辆和/或轮胎传感器提供的信号之间进行区分。换句话讲，在各种实施方案中，出于车载或远程/下游数据存储和用于如本文所公开的计算的具体实施的目的，传感器输出值可与特定轮胎、特定车辆和/或特定轮胎-车辆系统相关联。车载数据采集设备102可与如图1所示的下游处理阶段130直接地通信，或者另选地，驾驶员的移动设备或安装在卡车上的计算设备可被配置为接收车载设备输出数据并且将其进行处理/传输到一个或多个下游处理单元。

从安装在轮胎上的传感器118接收的原始信号可被存储在车载设备存储器106中，或者被存储在功能性地链接到车载设备处理器104的等效本地数据存储网络中，以根据需要根据本文所公开的方法进行选择性检索和经由数据管道阶段进行传输以用于计算。如本文所用，本地或下游“数据存储网络”一般可指被配置为存储数据并且使得能够从其选择性地检索数据的个别、集中式或分布式逻辑和/或物理实体，并且可包括(例如但不限于)存储器、查找表、文件、寄存器、数据库、数据库服务等。在一些实施方案中，来自各种传感器112、114、116、118的原始数据信号可基本上实时地从车辆传送到下游处理单元诸如服务器132。另选地，特别是根据高频率数据的连续数据传输中固有的低效率，数据可例如被编译、编码和/或汇总，以用于经由适当的(例如，蜂窝)通信网络从车辆到处理单元的更高效的(例如，基于周期性时间或另选地基于所定义的事件的)传输。

车辆数据和/或轮胎数据一旦经由通信网络被传输到下游服务器132或者等效处理系统，就可例如被存储在与其相关联的数据库134中并且被进一步处理或以其他方式可检索作为输入以供经由如本文所公开的一个或多个算法模型进行处理。模型可至少部分地经由处理器的执行来实现，从而使得能够选择性地检索车辆数据和/或轮胎数据，并且还使得能够进行电子通信，以输入来自与处理单元相关联地存储的数据库、查找表等的任何附加的数据或算法。

下文参考图2-5，现在可以描述用于估计作用在安装在车辆上的至少一个轮胎上的至少一个力的方法200的实施方案。

示例性方法200的第一步骤210(说明性地参考图3)包括从安装在轮胎上的加速度传感器118的采样输出检测轮胎在轮胎径向方向上的加速度波形150。在一个实施方案中，采样输出包括高频加速度计数据(例如，>1kHz)，但是如本文所公开的方法不限于此，除非另有明确说明。

然后可以在轮胎径向方向上对加速度波形进行积分以生成速度波形(步骤220)，其中根据速度波形中的至少第一峰值和第二峰值来计算在地面接触期间的多个样本(步骤230)。示例性地参考图4，并且根据对速度(积分加速度)曲线160的物理理解，本领域技术人员可以认识到，地面接触印痕(足迹)166的入口和出口可被识别为分别对应于峰值162和峰值164。可确定积分加速度计信号的峰值162与峰值164之间的样本数量的差异，因此对应于在足迹区域166中取得的样本数量。相对于(例如)常规技术，此步骤的一个特定优点可为积分充当滤波器以滤出加速度计数据150中的噪声峰值。

在下一步骤240中，还可以至少基于所计算的地面接触期间的样本数量、安装在轮胎上的加速度传感器的输出的采样率以及车辆的速度来计算地面接触印痕166的长度。

作用在轮胎上的至少一个力可以根据至少所计算的地面接触长度来估计(步骤250)。该至少一个力例如可以是作用在轮胎上的径向负载，其至少使用所计算的地面接触长度、轮胎内部充气压力和车辆的速度来估计。在一个实施方案中，至少一个映射(例如，查找表、相关方程等)可以被预先确定并可检索地存储，并且例如表示地面接触长度、车辆的速度、轮胎内部充气压力和作用在轮胎上的负载之间的关系。如图5所示，作用在轮胎上的负载168可以相应地根据所计算的地面接触长度166、车辆的速度(例如，65kph)以及对应地图上的定义曲线170来估计。

在各种实施方案中，可使用类似技术来估计替代力。例如，多个传感器可跨轮胎内衬横向定位(步骤260)，其中可相对于宽度确定接触长度的变化(步骤262)。然后，该信息可用于确定轮胎上的滑移角或倾斜角，以及进而确定转弯力(步骤264)。

方法200可以进一步继续，其中生成对应于所估计的作用在轮胎上的至少一个力(例如径向负载)输出信号(步骤270)。在各种实施方案中，输出信号可被提供给与车辆相关联以向车辆的用户进行本地显示的用户界面(步骤272)、和/或经由例如车队管理远程信息处理平台与远程计算设备相关联的用户界面(步骤274)、和/或车辆控制单元。在输出信号被提供给车辆控制单元的情况下，所估计的负载可以例如被用作轮胎磨损检测模型的输入(步骤276)和/或轮胎牵引检测模型的输入(278)。

示例性轮胎磨损模型可以基于例如各种物理部件、过程或系统的“数字孪生”虚拟表示来估计轮胎磨损值，其中数字和物理数据与学习系统(诸如例如神经网络)配对并组合。例如，可提供上述输出信号和相关联的位置/路线信息来生成车辆轮胎的数字表示以用于估计轮胎磨损，其中所估计的轮胎磨损与所确定的实际轮胎磨损的后续比较可被实现为机器学习算法的反馈。磨损模型可被实现在车辆处，以用于经由车载系统进行处理，或者轮胎数据和/或车辆数据可被处理来将代表性数据提供给托管服务器以用于远程磨损估计。

在各种实施方案中，该方法还可以涉及预测在一个或多个未来时间点的磨损值，其中此类预测值可与相应的阈值比较。例如，对应于预测的轮胎磨损状态(例如，在给定距离、时间等下的预测的胎面深度)的反馈信号可经由界面被提供给与车辆本身相关联的车载设备，或者被提供给与用户相关联的移动设备，该移动设备诸如例如与被配置为提供应当或者不久将需要更换轮胎的警报或者通知/建议的用户界面集成在一起。在本公开的范围内并且基于经预测的轮胎磨损(包括例如轮胎旋转、对准、充气等)，可预测和实施其他轮胎相关阈值事件以用于警报和/或干预。系统可基于关于预先确定的参数的各个阈值、阈值组和/或非阈值算法比较来生成此类警报和/或干预建议。

作为另一示例，如本文所公开的分级磨损模型可使得车队管理系统能够不仅跟踪特定车辆和轮胎的性能，而且跟踪相关联的路线、驾驶员等的性能。使用经由本文的方法获得的经预测磨损率，车队管理者可例如确定哪些卡车、驾驶员、路线和/或轮胎模型烧损胎面最快或相反地节省胎面。此外，准确的磨损建模可优选地提供关于车队轮胎采购的决策支持。例如，磨损预测可被聚合到给定年、月、周等的预计轮胎采购估计模型中。

作为另一示例，自主车辆车队可包括具有不同最小胎面状态值的许多车辆，其中车队管理系统可被配置为主动禁用降至低于最小阈值的车辆的部署。车队管理系统还可以实现对应于车轮位置的不同最小胎面状态值。该系统可相应地被配置为根据与车辆相关联的多个轮胎中的每个轮胎的最小轮胎胎面值起作用，或者在实施方案中，可计算多个轮胎的聚合的胎面状态以用于与最小阈值进行比较。

轮胎磨损状态(例如，胎面深度)可例如与上述输出信号一起作为输入被提供到牵引模型，该牵引模型可被配置为提供相应轮胎的所估计的牵引状态或一个或多个牵引特性。与前述磨损模型一样，牵引模型可包括物理部分、过程或系统的“数字孪生”虚拟表示，其中数字和物理数据配对并与学习系统诸如例如人工神经网络组合。可在相应资产的整个生命周期中提供来自特定轮胎、车辆或轮胎-车辆系统的真实车辆数据和/或轮胎数据来生成车辆轮胎的虚拟表示以用于估计轮胎牵引力，其中所估计的轮胎牵引力与对应的测量的或确定的实际轮胎牵引力的后续比较可优选地被实现为在服务器级执行的机器学习算法的反馈。

在各种实施方案中，牵引模型可利用如关于许多轮胎-车辆系统所收集的来自先前测试的结果(包括例如停止距离测试结果、轮胎牵引力测试结果等)以及输入参数(例如，轮胎胎面、充气压力、路面特性、车辆速度和加速度、滑移速率和角度、法向力、制动压力和负载)的值的相关联的组合，其中可针对给定一组当前车辆数据和轮胎数据输入有效地预测轮胎牵引力输出。

在一个实施方案中，来自该牵引模型的输出可以被并入主动安全系统中。如本文所用的术语“主动安全系统”可优选地涵盖本领域技术人员通常已知的此类系统，包括但不限于以下示例，诸如防撞系统、高级驾驶员辅助系统(ADAS)、防抱死制动系统(ABS)等，此类系统可被配置为利用牵引模型输出信息来实现最佳性能。例如，防撞系统通常被配置为采取退避行动，诸如自动地接合主车辆的制动器以避免或缓解与目标车辆的潜在碰撞，并且非常期望关于轮胎的牵引能力以及因此轮胎-车辆系统的制动能力的增强信息。

在另一个实施方案中，共乘自主车队可使用来自牵引模型278的输出数据来在恶劣天气期间禁用或以其他方式选择性地免于使用胎面深度低的车辆，或者有可能限制该车辆的最大速度。

在一些实施方案中，方法200还可以涉及单独地或与轮胎的使用的严重性的其他相关度量相组合地提供输入(诸如所估计的作用在轮胎上的力、所估计的磨损)作为对轮胎耐久性和健康模型的输入。这种模型可以被实施用于估计相对疲劳特性，例如作为诸如胎面/带分离的耐久性事件的指标。这种模型还可以例如被实施用于估计相对轮胎老化特性或预测在一个或多个未来时间点的磨损状态。对应于这种耐久性事件的反馈信号可以经由接口被提供给与车辆本身相关联的车载设备102，或者被提供给与用户相关联的移动设备，该移动设备诸如例如与用户界面集成，该用户界面被配置为提供干预事件的警告或通知/推荐，诸如例如一个或多个轮胎应当或者不久将需要被更换、旋转、对准、充气等。来自轮胎耐久性和健康模型的输出可以进一步地或替代地被提供给上文所引用的牵引模型。

图6示出了使用上述方法200来估计作用在轮胎上的负载以进行车载测试的示例性结果，其中测试结果180、182、184各自在实际负载的50磅(lbf)内收集到多个足迹之后稳定。

图7示出了使用上述方法200来估计在50英里每小时(mph)的平坦带测试中作用在轮胎上的负载的进一步示例性结果，其中测试结果190、192、194、196和198各自还在实际负载的50lbf内收集到多个足迹之后稳定。

在整个说明书和权利要求书中，除非上下文另有规定，否则以下术语至少具有本文明确相关联的含义。下面标识的含义不一定限制术语，而是仅为术语提供例示性示例。

“一个”、“一种”和“所述”的含义可包括复数指代，并且“在…中”的含义可包括“在…中”和“在…上”。

如本文所用，短语“在一个实施方案中”不一定是指相同的实施方案，尽管它可以是相同的实施方案。

结合本文所公开的实施方案描述的各种例示性逻辑块、模块和算法步骤可被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地示出硬件和软件的这种可互换性，上文已在其功能方面总体描述了各种例示性部件、块、模块和步骤。此类功能是被实现为硬件还是软件取决于特定应用和施加在整个系统上的设计约束。所描述的功能可针对每个特定应用以不同方式实现，但是此类实现决策不应被解释为导致脱离本公开的范围。

结合本文所公开的实施方案描述的各种例示性逻辑块和模块可由机器实现或执行，该机器诸如通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、离散栅极或晶体管逻辑、离散硬件部件或它们的被设计成执行本文所述的功能的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是在另选方案中，处理器可以是控制器、微控制器或状态机、它们的组合等。处理器也可被实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器的组合、与DSP核结合的一个或多个微处理器的组合或任何其他此类配置的组合。

结合本文所公开的实施方案描述的方法、过程或算法的步骤可直接体现在硬件中、由处理器执行的软件模块中或两者的组合中。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除磁盘、CD-ROM或本领域已知的任何其他形式的计算机可读介质中。示例性计算机可读介质可耦接到处理器，使得处理器可从存储器/存储介质读取信息并将信息写入到存储器/存储介质。在另选方案中，介质可集成到处理器。处理器和介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在另选方案中，处理器和介质可作为分立部件驻留在用户终端中。

除非另外特别说明或在所使用的上下文内以其他方式理解，否则本文所用的条件语言(诸如“可以”、“可能”、“可”、“例如”等)通常旨在传达某些实施方案包括某些特征、元件和/或状态，而其他实施方案不包括某些特征、元件和/或状态。因此，此类条件语言通常不旨在暗示特征、元素和/或状态对于一个或多个实施方案以任何方式是必需的，或者一个或多个实施方案有必要包括用于在有或没有作者输入或提示的情况下决定这些特征、元件和/或状态是否包括在任何特定实施方案中或者是否将在任何特定实施方案中执行的逻辑。

虽然本文通常可关于由车队管理系统或代表车队管理系统执行的方法并且更具体地是针对自主车辆车队或商业卡车应用来描述本发明的某些优选实施方案，但是本发明明确地绝不受限于此，并且除非另外说明，否则如本文所用的术语“车辆”可指汽车、卡车或它们的任何等效物(无论是自推进的还是其他形式的)，如可包括一个或多个轮胎并因此要求准确地估计或预测轮胎内部空气压力损失并且进行潜在的禁用、更换或干预。

除非另外说明，否则如本文所用的术语“用户”可指驾驶员、乘客、机修工、技术人员、车队管理人员或可能例如与具有用于提供如本文所公开的特征和步骤的用户界面的设备相关联的任何其他人或实体。

出于说明和描述的目的已提供了先前的详细描述。因此，尽管已描述了新的和有用的发明的具体实施方案，但并不旨在将这些参考理解为是对本发明范围的限制，除非如以下权利要求所述。

Claims (11)

1.一种计算机实现的方法(200)，用于估计作用在安装在车辆上的至少一个轮胎上的至少一个力，所述方法包括：

a)从安装在轮胎上的加速度传感器(118)的采样输出检测轮胎在轮胎径向方向上的加速度波形(210)；

b)在所述轮胎径向方向上对所述加速度波形进行积分以生成速度波形(220)；

c)从所述速度波形中的至少第一峰值和第二峰值计算在地面接触期间的样本数量(230)；

d)至少基于所计算的地面接触期间的所述样本数量、所述安装在轮胎上的加速度传感器的所述输出的采样率以及所述车辆的速度来计算地面接触长度(240)；

e)从所计算的所述地面接触长度估计作用在所述轮胎上的至少一个力(250)；以及

f)生成对应于所估计的作用在所述轮胎上的所述至少一个力的输出信号(270)。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

对跨所述轮胎的内衬横向安装的多个加速度传感器中的每一个加速度传感器执行步骤a)至f)中的每一个步骤(260)；

相对于所述多个加速度传感器中的两个或更多个加速度传感器之间的相应宽度计算地面接触长度的变化(262)；以及

基于相对于所述多个加速度传感器中的两个或更多个加速度传感器之间的相应宽度的所计算的所述地面接触长度的变化来估计所述轮胎上的所述至少一个力(264)。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所估计的所述至少一个力包括所述轮胎上的滑移角以及倾斜角中的一个或多个(264)。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：

所估计的作用在所述轮胎上的所述至少一个力包括负载(250)；

表示所述地面接触长度、所述车辆的所述速度和作用在所述轮胎上的所述负载之间的关系的至少一个映射被预先确定并可检索地存储，并且

在步骤e)中，根据所计算的所述地面接触长度、所述车辆的所述速度和所述映射来估计作用在所述轮胎上的所述负载。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述输出信号被提供给与所述车辆相关联以向所述车辆的用户进行显示的用户界面(272)。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述输出信号经由车队管理远程信息处理平台被提供给与远程计算设备相关联的用户界面(274)。

7.根据权利要求4所述的方法，其中所述输出信号被提供给车辆控制单元。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所估计的所述负载被用作轮胎磨损检测模型的输入(276)。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所估计的所述负载被用作轮胎牵引检测模型的输入(278)。

10.根据权利要求7所述的方法，其中所估计的所述负载被用作轮胎耐久性和健康模型的输入。

11.一种用于估计作用在安装在车辆上的至少一个轮胎上的至少一个力的系统(100)，所述系统包括：

安装在轮胎上的加速度传感器(118)，所述安装在轮胎上的加速度传感器被配置为生成对应于轮胎在轮胎径向方向上的采样加速度的输出信号；以及

控制器(102,130,140)，所述控制器被链接用于与所述安装在轮胎上的加速度传感器通信，并且还被配置为指导根据权利要求1至10中的一者所述的方法(200)中的操作的执行。