轮胎基于传感器的里程跟踪系统和方法
【专利摘要】本发明涉及基于传感器的轮胎里程跟踪系统和方法。一种用于跟踪车辆轮胎经历的行驶里程的轮胎跟踪系统和方法，包括附于轮胎上的识别收发器，其操作为产生轮胎特定的识别数据；基于车辆的增量车辆行驶距离估算器，用于产生增量车辆行驶距离估算的同步流；以及时间戳同步和行驶距离估算器，其操作为从增量车辆行驶距离估算中产生增量轮胎行驶距离估算的持续的同步流。移动网络上传增量轮胎行驶距离估算以及轮胎特定的识别数据到远程服务器，该远程服务器以通过轮胎特定的识别数据可访问的形式产生轮胎行驶距离估算的合计。
【专利说明】
轮胎基于传感器的里程跟踪系统和方法
技术领域
[0001]本发明大体上涉及用于在车辆操作中收集测量的轮胎参数数据的轮胎监测系统， 并且更具体地，涉及利用轮胎传感器来源的数据的系统用于测定轮胎的经验服务里程。【背景技术】
[0002]通常销售的轮胎年龄具有生产商标注的额定里程。此类轮胎被描述为在其额定的里程中是可使用的。但是，使用者可能未能为了评定轮胎的额定里程还剩余多少而监测轮胎的里程。这种情况确实出现在特别是当车辆的轮胎年龄不同时，这些轮胎在不同时间投入服务。在常规保养中，轮胎在车辆上可能进一步经历过转动，这导致所有者失去对每个轮胎里程的跟踪。其结果是，当车辆的使用者决定何时更换轮胎时，使用者可能诉诸于根据每辆车辆的里程进行推测。
[0003]相应地，存在这样的需求，即出于指示轮胎何时达到额定里程的目的，需要用于跟踪轮胎的里程的可靠、耐久、并且牢固的系统和方法。
【发明内容】
[0004]在本发明的一个方面，一种用于跟踪车辆轮胎经历的行驶里程的轮胎跟踪系统和方法，包括附于轮胎上的识别收发器，其操作为产生轮胎特定的识别数据;基于车辆的增量车辆行驶距离估算器，用于产生增量车辆行驶距离估算的同步流；以及时间戳同步和行驶距离估算器，其可操作为从增量车辆行驶距离估算中产生增量轮胎行驶距离估算的持续的同步流。移动网络上传增量轮胎行驶距离估算以及轮胎特定的识别数据到远程服务器，该远程服务器以通过轮胎特定的识别数据可访问的形式产生轮胎行驶距离估算的合计。
[0005]在另一方面，安装于轮胎的温度传感器和安装于轮胎的压力传感器被安装到车辆轮胎上，其操作地产生各自的轮胎特定的历史温度数据和轮胎特定的历史压力数据。移动网络将历史温度数据和历史压力数据与增量轮胎行驶距离估算以及轮胎特定的识别数据上传到远程服务器。
[0006]根据另一方面，基于车辆的增量车辆行驶距离估算器包括安装于车辆的传感器， 其通过车辆CAN总线提供增量车辆行驶距离估算和/或通过全球定位系统提供增量车辆行驶距离估算。
[0007]定义“ANN”或“人工神经网络”是用于非线性统计数据模型的适应性工具，其基于在学习阶段内流经网络的外部的或内部的数据而改变自身结构。ANN神经网络是非线性统计数据模型工具，用于为输入和输出间复杂的关系建模或寻找数据之间的模式。
[0008]轮胎的“扁平率或高宽比(aspect rat1)”表示轮胎断面高度(SH)与轮胎断面宽度(sw)的比，并乘以100%以百分比的形式表示。
[0009]“不对称胎面”表示具有关于轮胎的中心面或赤道面EP不对称的胎面花纹的胎面。
[0010]“轴向的”和“轴向地”在本文中是指平行于轮胎旋转轴线的线或方向。
[0011]“胎圈包布”是置于轮胎胎圈外侧的狭窄的带形材料，用于保护帘布层防止磨损和被轮辋切割并且分散轮辋上方的挠曲。
[0012]“周向的”表示沿环形胎面的表面的周长延伸且垂直于轴向方向的线或方向。
[0013]“Dugoff模型”是一种经验轮胎模型，提供了关于纵向力和横向力作为滑移角和滑移率的作用的分析关系。其解释了侧向力和纵向力之间的耦合。
[0014]“赤道中心面(CP)”表示垂直于轮胎旋转轴线且经过胎面中心的平面。
[0015]“印迹”表示当轮胎转动或滚动时，轮胎胎面于平坦表面创造的接地面积或接触区域。
[0016]“沟槽”表示轮胎壁中的细长空隙区域，其可以周向地或侧向地围绕轮胎壁延伸。 “沟槽宽”等于在其整个长度上的平均宽度。沟槽的尺寸被确定为容纳所述的空气管。[〇〇17]“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。
[0018]“横向的，侧向的(lateral)”表示轴向方向。
[0019]“横向边缘”表示在标准载荷和轮胎充气情况下测量的、与轴向最外层的胎面接地面积或印迹相切的线，这些线平行于赤道中心面。
[0020]“净接地面积”表示在围绕胎面整个圆周的横向边缘之间的接地胎面元件的总面积除以横向边缘之间整个胎面的总面积。
[0021]“非定向胎面”表示如下胎面:没有优选的前进行进方向也不要求设置在车辆上特定的车轮位置从而确保胎面花纹与优选的行进方向对准。相反，定向胎面花纹具有要求特定车轮定位的优选行进方向。
[0022]“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。
[0023]“蠕动的(peristaltic)”表示通过波状收缩沿着管状通道推进内含物(例如空气) 的方式进行操作。[〇〇24]“压电薄膜传感器”，一种薄膜本体形式的设备，利用弯折薄膜本体而激活的压电效应，通过将其转化为电荷来测量压力，加速度，张力或力。
[0025]“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。
[0026]“肋(rib)”表示胎面上圆周延伸的橡胶条，其由至少一个周向沟槽以及第二个这样的沟槽和侧向边缘中任一个限定，该条在侧向方向上未被全深度沟槽分开。
[0027]“花纹细缝(sipe)”表示模制到轮胎胎面元件中，细分胎面表面并改进牵引的小狭槽，细缝通常在宽度方向上窄并且在轮胎印迹内闭合，这与轮胎印迹中保持敞开的花纹沟相反。[〇〇28]“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状元件。
[0029]“胎面弧宽”表示在胎面横向边缘之间所测量的胎面弧长度。
[0030]本发明还提供了以下方案:1.一种轮胎跟踪系统，用于跟踪车辆轮胎经历的行驶里程，其特征在于，包括:由至少一个车辆轮胎支撑的车辆；附于轮胎上的识别收发器，其操作为产生轮胎特定的识别数据；基于车辆的系统，其操作为产生增量车辆行驶距离估算的同步流；时间戳同步和行驶距离估算器，其操作为基于增量车辆行驶距离估算的流估算轮胎额外的行驶距离估算的同步流；移动网络，其用于上传轮胎额外的行驶距离估算和轮胎特定的识别数据到远程服务器；其中，所述远程服务器以通过轮胎特定的识别数据可访问的形式，从上传的轮胎额外的行驶距离估算中，操作地合计总的轮胎距离。
[0031]如方案1所述的轮胎跟踪系统，其特征在于，操作为测量增量车辆行驶距离的基于车辆的系统包括:通过车辆CAN总线提供增量车辆行驶距离估算的至少一个安装于车辆的传感器。
[0032]如方案1所述的轮胎跟踪系统，其特征在于，操作为测量增量车辆行驶距离的基于车辆的系统包括:提供增量车辆行驶距离估算的全球定位系统。
[0033]如方案1所述的轮胎跟踪系统，其特征在于，进一步包括:安装于轮胎的压力传感器，其操作地产生历史的轮胎特定的充气压力数据，并且其中移动网络操作为将历史的轮胎特定的充气压力数据与额外的轮胎行驶距离估算以及轮胎特定的识别数据上传到远程服务器。
[0034]如方案1所述的轮胎跟踪系统，其特征在于，进一步包括:安装于轮胎的温度传感器，其操作地产生轮胎特定的历史的温度数据，并且其中移动网络操作为将历史的轮胎特定的温度数据与额外的轮胎行驶距离估算以及轮胎特定的识别数据上传到远程服务器。
[0035]—种轮胎跟踪系统，用于跟踪车辆轮胎经历的行驶里程，其特征在于，包括:由至少一个车辆轮胎支撑的车辆；附于轮胎上的识别收发器，其操作为产生轮胎特定的识别数据；基于车辆的增量车辆行驶距离估算器，其用于产生增量车辆行驶距离估算的同步流； 时间戳同步和行驶距离估算器，其操作为从增量车辆行驶距离估算产生增量轮胎行驶距离估算的持续的同步流；移动网络，其用于上传轮胎增量行驶距离估算和轮胎特定的识别数据到远程服务器； 其中，所述远程服务器以通过轮胎特定的识别数据可访问的形式，操作地产生轮胎行驶距离估算的合计。
[0036]如方案6所述的轮胎跟踪系统，其特征在于，进一步包括:安装于轮胎的温度传感器，其操作地产生轮胎特定的历史的温度数据；安装于轮胎的压力传感器，其操作地产生历史的轮胎特定的充气压力数据;以及其中移动网络将历史的温度数据和历史的压力数据与增量轮胎行驶距离估算上传到远程服务器。
[0037]如方案6所述的轮胎跟踪系统，其特征在于，基于车辆的增量车辆行驶距离估算器包括:通过车辆CAN总线提供增量车辆行驶距离估算的至少一个安装于车辆的传感器。
[0038]如方案6所述的轮胎跟踪系统，其特征在于，基于车辆的增量车辆行驶距离估算器包括:提供增量车辆行驶距离估算的全球定位系统。
[0039]—种用于跟踪历史的轮胎信息的方法，其特征在于，包括:将识别收发器附于车辆轮胎上，其操作为产生轮胎特定的识别数据；从基于车辆的增量车辆行驶距离估算器，产生增量车辆行驶距离估算的同步流；从时间戳同步和行驶距离估算器，从增量车辆行驶距离估算，产生持续的增量轮胎行驶距离估算的同步流；通过移动网络上传增量轮胎行驶距离估算和轮胎特定的识别数据到远程服务器；从远程服务器产生，以通过轮胎特定的识别数据可访问的形式，轮胎行驶距离估算的合计。
[0040]如方案10所述的方法，其特征在于，进一步包括:安装温度传感器于所述车辆轮胎，以操作地产生轮胎特定的历史的温度数据；安装压力传感器于所述车辆轮胎，以操作地产生历史的轮胎特定的充气压力数据；以及通过移动网络将历史的温度数据和历史的压力数据与增量轮胎行驶距离估算和轮胎特定的识别数据上传到远程服务器。
[0041]如方案10所述的方法，其特征在于，基于车辆的增量车辆行驶距离估算器包括:至少一个安装于车辆的传感器，其通过车辆CAN总线提供增量车辆行驶距离估算。[〇〇42]如方案10所述的方法，其特征在于，基于车辆的增量车辆行驶距离估算器包括:提供增量车辆行驶距离估算的全球定位系统。【附图说明】
[0043]通过示例的方式并参考所附附图对本发明进行说明，其中:图1是主题系统和方法的示意图，其中车辆行驶距离信息由CAN总线输出。[〇〇44]图2是系统和方法的示意图，其中车辆行驶距离信息由GPS输出。【具体实施方式】
[0045]参考图1，示出了轮胎跟踪系统和方法的第一实施例。车辆10装配有充气轮胎12。 所见的车辆10为商用卡车，其他车辆类型也兼容适用本主题方法和系统。轮胎12具有各自的服务实施日期，这些日期可能一致也可能不一致。每个轮胎12可能相应地已经在各自不同的时间投入服务。本主题系统和方法的目的在于单独地监测和跟踪每个轮胎12以便就每个轮胎记录其重要的历史信息。此类信息可以包括轮胎经历的总计服务里程，轮胎的历史压力数据和/或轮胎的历史温度数据。收集和记录的信息就监测轮胎历史和帮助测定何时需要更换轮胎可能被证明有用。[〇〇46]轮胎12是常规的充气构造，具有胎面18和气体腔16。内衬20限定腔16。轮胎监测装置14附于轮胎内衬20,以下称为“TPMS”传感器。装置14包括轮胎识别信息，由此可以识别每个单独的轮胎。装置14可进一步包括用于监测轮胎温度的温度传感器和用于监测腔16中的气压的胎压传感器。一个或更多发送器可以进一步被包括在装置14中，用于无线发送轮胎识别数据，温度数据和压力数据。轮胎ID，轮胎的温度数据和压力数据在此总称为来自TPMS 装置14的“数据包”。[〇〇47]装置14通过适合的方法附接于轮胎的内衬20上，例如通过粘合剂。如在方框16所见，来自TPMS装置14的数据包在时间(t)被打上时间戳，其中压力、温度和轮胎ID在特定时间(t)被记录。具有时间戳的数据包被输入到时间戳同步和行驶距离估算24。在图1中示出的系统的第一实施例中，车辆10装备有一个或更多传感器，该传感器测量车辆的行驶距离并通过CAN总线22提供在时间戳(t)测量的车辆行驶距离。在时间戳(t)的车辆行驶距离被输入到时间戳同步和行驶距离估算24。时间戳同步器和行驶距离估算24获取从(t-1)时的上一行驶距离起到(t)时的车辆行驶距离，并上传距离30到移动网络32。行驶距离估算然后与轮胎的数据包一起通过移动网络32被上传到远程通信服务器34。远程通信服务器34保持里程(t)的记录，里程(t)=通过持续更新的轮胎之前的里程(t-l)+额外的行驶距离(t)。如图1中所见，每个轮胎的记录的里程被保持并可以通过从车辆10遥测接收的轮胎ID的方式获取。相应地可以获取用于轮胎的来自数据包的每个轮胎的服务里程连同历史压力和温度数据，以帮助车队操作者评估车辆的每个轮胎的历史。
[0048]在图2中可以看到以上说明的轮胎跟踪系统和方法的替代性的实施例。在图2中， 通过使用GPS系统36获取车辆的行驶距离。获取自GPS系统36的时间戳(t)_行驶距离输入38 输入到时间戳同步和行驶距离估算24。如图1中的实施例，来自TPMS系统的具有额外的行驶距离的数据包通过移动网络32在30处被发送到远程通信服务器34。[〇〇49]基于GPS的对车辆速度的估计可能是不可靠的。(例如，失去GPS信号导致的问题等。)因此，CAN总线上的车辆速度信息可能是优选的。CAN总线信息是基于车轮速度信号和轮胎滚动半径(车辆速度=滚动半径X Q ;其中Q是4车轮速度的平均值)。
[0050]如前所述，可以认识到主题轮胎跟踪系统和方法跟踪了车辆轮胎经历的行驶里程，并且可以进一步跟踪历史信息，例如轮胎温度和压力历史。该系统包括附于轮胎上的识别收发器，TPMS装置14。移动网络32操作为遥感传输数据包中的轮胎特定的识别数据到远程通信服务器34。时间戳同步和行驶距离估算器24通过传感器驱动的或者是从GPS驱动的车辆行驶距离数据估算轮胎额外行驶的距离。远程服务器34以使用者可访问的形式存储的轮胎行驶距离估算，并以分配给该轮胎的唯一的轮胎ID加以识别。
[0051]根据此处提供的说明，本发明的变型也是可能的。为了示出本主题发明的目的，已经显示了特定的代表性实施例和细节，本领域技术人员将认识到，能够进行不同的改变和修改而不会离开本主题发明的范围。因此，应该理解，能够对说明的特定的实施例进行改变，而这仍处于本发明下文所附权利要求所全面意图的范围之内。
【主权项】
1.一种轮胎跟踪系统，用于跟踪车辆轮胎经历的行驶里程，其特征在于，包括:由至少一个车辆轮胎支撑的车辆；附于轮胎上的识别收发器，其操作为产生轮胎特定的识别数据；基于车辆的系统，其操作为产生增量车辆行驶距离估算的同步流；时间戳同步和行驶距离估算器，其操作为基于增量车辆行驶距离估算的流估算轮胎额 外的行驶距离估算的同步流；移动网络，其用于上传轮胎额外的行驶距离估算和轮胎特定的识别数据到远程服务 器；其中，所述远程服务器以通过轮胎特定的识别数据可访问的形式，从上传的轮胎额外 的行驶距离估算中，操作地合计总的轮胎距离。2.如权利要求1所述的轮胎跟踪系统，其特征在于，操作为测量增量车辆行驶距离的基 于车辆的系统包括:通过车辆CAN总线提供增量车辆行驶距离估算的至少一个安装于车辆 的传感器，或提供增量车辆行驶距离估算的全球定位系统。3.如权利要求1所述的轮胎跟踪系统，其特征在于，进一步包括:安装于轮胎的压力传 感器，其操作地产生历史的轮胎特定的充气压力数据，并且其中移动网络操作为将历史的 轮胎特定的充气压力数据与额外的轮胎行驶距离估算以及轮胎特定的识别数据上传到远 程服务器。4.如权利要求1所述的轮胎跟踪系统，其特征在于，进一步包括:安装于轮胎的温度传 感器，其操作地产生轮胎特定的历史的温度数据，并且其中移动网络操作为将历史的轮胎 特定的温度数据与额外的轮胎行驶距离估算以及轮胎特定的识别数据上传到远程服务器。5.—种轮胎跟踪系统，用于跟踪车辆轮胎经历的行驶里程，其特征在于，包括:由至少一个车辆轮胎支撑的车辆；附于轮胎上的识别收发器，其操作为产生轮胎特定的识别数据；基于车辆的增量车辆行驶距离估算器，其用于产生增量车辆行驶距离估算的同步流；时间戳同步和行驶距离估算器，其操作为从增量车辆行驶距离估算产生增量轮胎行驶 距离估算的持续的同步流；移动网络，其用于上传轮胎增量行驶距离估算和轮胎特定的识别数据到远程服务器； 其中，所述远程服务器以通过轮胎特定的识别数据可访问的形式，操作地产生轮胎行 驶距离估算的合计。6.如权利要求5所述的轮胎跟踪系统，其特征在于，进一步包括:安装于轮胎的温度传感器，其操作地产生轮胎特定的历史的温度数据；安装于轮胎的压力传感器，其操作地产生历史的轮胎特定的充气压力数据；以及 其中移动网络将历史的温度数据和历史的压力数据与增量轮胎行驶距离估算上传到 远程服务器。7.如权利要求5所述的轮胎跟踪系统，其特征在于，基于车辆的增量车辆行驶距离估算 器包括:通过车辆CAN总线提供增量车辆行驶距离估算的至少一个安装于车辆的传感器，或 提供增量车辆行驶距离估算的全球定位系统。8.—种用于跟踪历史的轮胎信息的方法，其特征在于，包括:将识别收发器附于车辆轮胎上，其操作为产生轮胎特定的识别数据；从基于车辆的增量车辆行驶距离估算器，产生增量车辆行驶距离估算的同步流；从时间戳同步和行驶距离估算器，从增量车辆行驶距离估算，产生持续的增量轮胎行 驶距离估算的同步流；通过移动网络上传增量轮胎行驶距离估算和轮胎特定的识别数据到远程服务器；从远程服务器产生，以通过轮胎特定的识别数据可访问的形式，轮胎行驶距离估算的 合计。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括:安装温度传感器于所述车辆轮胎，以操作地产生轮胎特定的历史的温度数据；安装压力传感器于所述车辆轮胎，以操作地产生历史的轮胎特定的充气压力数据；以 及通过移动网络将历史的温度数据和历史的压力数据与增量轮胎行驶距离估算和轮胎 特定的识别数据上传到远程服务器。10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，基于车辆的增量车辆行驶距离估算器包括: 至少一个安装于车辆的传感器，其通过车辆CAN总线提供增量车辆行驶距离估算，或提供增 量车辆行驶距离估算的全球定位系统。
【文档编号】G01C22/00GK106080053SQ201610276315
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年4月29日 公开号201610276315.8, CN 106080053 A, CN 106080053A, CN 201610276315, CN-A-106080053, CN106080053 A, CN106080053A, CN201610276315, CN201610276315.8
【发明人】K.B.辛赫, A.佩特尔, 徐廷珉
【申请人】固特异轮胎和橡胶公司