专利名称：基于车辆载荷监测车辆轮胎气压的装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及车辆悬挂领域，尤其涉及车辆轮胎气压的监测和调整。
背景技术：
运输车辆，例如客货两用车等，承载着范围变化极大的载荷。有时，车辆可以根本 没有任何载荷运行，但在有的时候，载荷可以包括总量或数量在变化的货物或者乘客。由于 载荷分布情况依据车辆设计而定，因此车辆后桥承载的载荷比前桥承载的载荷倾向于要大 一些。因此，总体上来讲，为了在载荷状态下有最佳的运行，后胎比前胎需要更高的气压。然 而，当车辆空载的时候，上述情况就有问题了，因为后胎的高气压可能会导致对车辆操控较 差、司机不舒服或者其它一些类似的问题。典型地，车辆制造商提供贴在车辆上的标牌说明不同载荷条件下车辆的最佳轮胎 气压值。在最大载荷条件下，标牌会推荐一个比后胎气压低的前胎气压。此外，对于要推荐 的后胎气压水平，在较轻载荷情况下，低压具有舒适性和易操控性，而高压能满足较重载荷 的需要。这种系统总体上被称为“双标牌”或者“分离标牌”系统。双标牌系统的运行假设司机会依据载荷将后胎气压转变为标牌所推荐的适合气 压。上述假设会产生一个问题，即使用双标牌系统的车辆通常使用非流体弹簧，并且这种悬 挂系统总体上不能确定车辆载荷或者把这种信息传递给司机。因此，司机不能根据车辆载 荷情况来改变车辆轮胎气压。这种情况会意想不到地导致上述问题的出现。因此，需要一 种基于车辆载荷对车辆轮胎气压容易及方便地调整的方法，以使气压保持在推荐的范围之 内。
发明内容
本发明提出了一种基于车辆载荷监测和调整车辆轮胎气压的装置。此处公开的系 统包括监测模块，以及与监测模块操作地连接的计算模块。监测模块配置成感应轮胎气压 并且把感应到的轮胎气压与气压下限值进行比较来识别低压条件。计算模块包括接口模块 和处理模块。接口模块配置成在识别出低压条件时向用户报警，并且从用户接受新的载荷 值。进一步地，处理模块配置成基于新的载荷值产生新的轮胎气压值，将该新的轮胎气压值 推荐给用户，并且在确定用户接受新的轮胎气压值的情况下，将轮胎气压值变为该新的轮 胎气压值。
以下说明的附图表示了本发明的多个示例性实施例。在所有附图中，相同的附图 标记指代相同的或功能相似的元件。这些附图本质上都是示例性的而非按比例绘制的。图1是本发明公开的一种应用在示例性的车辆悬挂系统中的实施例的俯视图。图2是说明本发明实施例的拖车的透视图。图3是说明本发明方法的一种实施例的流程图。
图4是图3所述方法 的另一个实施例的流程图。
具体实施例方式以下参考附图进行详细说明。所描述的示例性的实施例用于阐述本发明的主题， 而不是用于限制权利要求所限定的本发明的范围。总体上，本发明公开的内容描述了基于车辆载荷调整车辆轮胎气压的轮胎气压调 整装置。本发明所述的调整装置总体上可以应用到任何一个承载载荷的车辆上，例如各种 尺寸的卡车，有蓬货车，运动型多功能车或拖车。调整装置能够监测车辆轮胎气压并且在轮 胎气压值因车辆载荷改变而下降到预设阈值以下时提示用户。该调整装置也能够从用户接 受新载荷值，选择与新载荷相对应的合适的新气压值，并且把轮胎气压值变为新气压值。因 此，可获得适宜的车辆操控和最佳的车辆性能。图1表示本发明的装置的一个实施例的俯视图，其应用在示例性的车辆102的车 辆悬挂系统100中。车辆102包括由后桥106和前桥108支撑的车体104、后胎110和前胎 112。车辆悬挂系统100连接在车体104与后桥106、前桥108、后胎110、前胎112之间。此 夕卜，车辆悬挂系统100包括一个或多个第一非流体弹簧114，例如沿车辆102的后部布置的 片簧。车辆悬挂系统100还可以包括一个或多个第二非流体弹簧116，例如沿车辆102的前 部布置的卷簧。对于本领域技术人员显而易见的是，尽管图1表示了一种特定类型的非流 体弹簧114和116，但车辆悬挂系统100也可以包括其他任何适合的非流体弹簧114和116 的结构，例如扭转弹簧或者任何适合的流体弹簧结构。此外，车辆悬挂系统100包括一个或 多个沿车辆102前部和后部布置的减震器118，该车辆102前部和后部如本领域所公知与非 流体弹簧114和116相连接。在本发明的本实施例中，轮胎气压调整装置120(以下称为调整装置120)在车辆 102的车辆悬挂系统100中运行。调整装置120能够基于车辆载荷监测和调整车辆102的 轮胎气压。具体地，调整装置120监测车辆102的轮胎气压并且在轮胎气压因车辆载荷变 化而下降到预设阈值以下时提示用户。之后，调整装置120可以将车辆102的轮胎气压改 变为适合的数值。调整装置120包括监测模块122和计算模块124。监测模块122通过电的或无线 的连接与后胎Iio和前胎112相连接。此外，监测模块122配置成感应轮胎110和112的 轮胎气压。具体地，监测模块122可以包括至少一个压力传感器，例如感应轮胎110和112 气压的压力传感器126。压力传感器126与车辆102的轮胎110和112及监测模块122以 本技术领域公知的任何适合的方式操作地关联。例如，压力传感器126可以通过引线、导线 或者类似物与监测模块122直接电连通，或者压力传感器126与监测模块122通过无线连 接连通。本领域的多种合适的传感元件可以用来实现上述结果。更具体的是，压力传感器 126产生表示轮胎110和112内气压的输出。在一个实施例中，压力传感器126的输出作为 数字值提供给监测模块122。作为一种可选方案，压力传感器126的输出作为模拟值提供给 监测模块122，监测模块122可以配置成最初通过模数转换单元处理信号或者直接使用模 拟信号。此外，将低压限值与轮胎110和112相关联。该低压限值可以是车辆102最佳性 能和适宜操控所需的预设气压阈值。监测模块122配置成把感应到的后胎110的气压与低压限值进行比较以识 别低气压条件。具体地，监测模块122从压力传感器126连续接收气 压值。监测模块122对所接收的气压值进行周期性的检查以确定轮胎气压是否比低压限值 低。对所属技术领域的技术人员显而易见的是，监测模块122也可以周期性地从压力传感 器126接收气压值。监测模块122将监测到的轮胎气压值提供给计算模块124，计算模块124与监测 模块122相关联。计算模块124也可以包括接口模块128、处理模块130和存储器132。计 算模块124可以是独立的计算装置，或者可以是主车辆计算装置的功能性部分(图中未显 示)。在目前的产品中，计算装置是车辆上的标准设备，所讨论的为车辆设计的计算装置易 于编程以满足本发明的需要。为了表述清晰，将接口模块128显示在图1特别的位置，但是， 将接口模块128置于车厢内容易被用户接近和看到的地方也是可以理解的。对于本领域的 技术人员来说，用户接口的细节可以使用例如触摸式屏幕、按钮或者类似物那样的装置来 解决。使用语音辨识技术的听觉接口在本领域也是可利用的。具体地，一旦低气压条件得到识别，计算模块124的接口模块128接收来自监测模 块122的输入以警告用户。在本实施例中，当轮胎气压低于低压限值时，低压条件获得识 另IJ。典型地，当后胎110的载荷减少时，例如，由于乘客或者货物的数量总量减少，上述条件 就会出现。当从监测模块122接收低压条件作为输入时，接口模块128生成针对该低压条 件的警报，例如可视的和/或可听的信号或者其它任何适宜的指示。接口模块128也可以接收来自于用户的新载荷值作为输入。当然，当车辆载荷发 生大的变化时，用户会知道，并且用户在该情况下可以很好地决定输入新载荷值。在本发明 一个示例性的实施例中，当确定用户决定改变后胎Iio的气压时，接口模块128可以接收新 载荷值。对于本领域技术人员显而易见的是，接口模块128可以通过任何本领域所公知的 技术手段接收新载荷值，例如可以通过触摸式屏幕、键盘、语音指令和上述所提的类似物。 在接收到新载荷值后，接口模块128可以通过直接的电连接或者无线连接将新载荷值输出 给处理模块130。对于本领域技术人员显而易见的是，改变轮胎气压值的决定可以由自动装 置来完成，例如计算模块124的任意一个元件或者现在或将来为公众所熟知的相似装置。从接口模块128接收到新载荷值后，处理模块130基于新载荷值生成新的轮胎气 压值。具体地，基于新载荷值利用位于存储器132中的车辆特定的查阅表生成新的轮胎气 压值，存储器132中存储着与多种载荷值相应的直接关联的轮胎气压值。在查阅表里，处理 模块130将新载荷值与直接关联的新气压值进行映射，并通过硬件接线或者无线连接方式 将新气压值传递给接口模块128。本领域所公知的是，具体的轮胎气压值随车辆的不同而不 同。此后，接口模块128通过可视或听觉信号向用户输出新的轮胎气压值。伴随着新 的轮胎气压值，接口模块128还向用户输出一条信息，指明需要接受改变后胎110的轮胎气 压。用户确定接受新的轮胎气压值后，处理模块130将后胎110的轮胎气压改变为新的轮 胎气压值。在全自动系统中，接受可以类似于自动接受，并且做出决定的装置也会如本领域 所公知的产生例外信号(exception signal)。后胎110气压的变化需要低压限值的改变。处理模块130可以利用存储在存储器 132中的查阅表或者任何其它查阅表、基于新的轮胎气压值通过为后胎110计算新的低压 限值来执行这个操作。具体地，处理模块130将新气压值与查阅表中相关的新低压限值进行映射。一种可选方 案是，处理模块130可以将新载荷值与查阅表中相关的新低压限值进 行映射。监测模块122利用新低压限值与新的轮胎气压值进行比较。对于本领域的技术人员显而易见的是，计算模块124可以限于以上描述的功能， 或者改进的版本可以执行许多总体上与车辆操作相关或具体与悬挂和轮胎系统相关的功 能。例如，查阅表可以包含与各种适合安装在车辆上的轮胎相关的数据。这样，用户可以 仅仅指出所安装的轮胎模型，计算模块就可以更精确地计算所需要的数值。此外，计算模块 124可以接受每个轮胎何时安装的信息。然后，计算模块可以基于来自里程表或者其它记录 保持系统的信息在不同的磨损间隔段向用户发出诸如检查或者轮胎转动的活动警告。本领域技术人员应该可以理解的是，轮胎气压的实际调整可以通过手动或者自动 方式来完成。如果需要手动，用户以完全传统的方式来调整轮胎气压。自动系统类似地采 用本领域公知的使用充气和控制手段(图中未显示)操作。对于本领域技术人员也显而易见的是，虽然图1说明了监测和调整后胎110的轮 胎气压的调整装置120，但是调整装置120还可以用来监测和调整前胎112的轮胎气压或者 后胎110与前胎112的组合。此外，调整装置120可以用来监测和调整后胎110中的一个 轮胎的轮胎气压，或者前胎112中一个轮胎的轮胎气压，或者是二者的组合，这都没有脱离 本发明的保护范围。图2表示具有后胎202的拖车200的透视图，其采用了调整装置120，用以阐述本 发明的一个实例。拖车200可以在有载荷和无载荷的条件下工作。在有载荷的条件下，拖 车200的初始载荷可以是Li，拖车200后胎202的初始气压可以是P1。此外，低压限值LPl 可以和拖车200的后胎202相关联。低压限值LPl是为了使拖车200获得最佳性能所必需 的气压阈值。此外，压力传感器126从拖车200的后胎202接收压缩空气作为输入。压力传感 器126向监测模块122输出气压值。具体地，压力传感器126连续测量气压Pl并且把所感 应到的气压传送给监测模块122。监测模块122将从压力传感器126接收的所感应到的气压值与低压限值LPl连续 进行比较。当从拖车200上卸载一些货物时，气压Pl会下降到低压限值LPl以下。这种气 压的下降被监测模块122感应到并且将其传送到计算模块124的接口模块128。然后接口 模块128会在输出装置(例如触摸式屏幕、喇叭、或者显示器)输出一个讯息来警告用户气 压值已经下降到低压限值LPl以下。监测模块128还探测由环境条件引起的气压变化，当 车辆停放在阳光照射下、经历海拔变化或者运行较长的时间段后可能会出现气压变化。系 统也会对该条件进行补偿。之后，用户可以在接口模块128输入与拖车200的当前载荷相对应的载荷值L2。 然后接口模块128把新载荷值L2传递给处理模块130，处理模块130可以在存储器132中 存储的查阅表Tl里面查询新载荷值L2。查阅表可以包含与载荷值L2直接相关的气压值 P2。处理模块130将载荷值L2与气压值P2进行映射，并把P2传递到接口模块128。然后 接口模块128在手动触摸屏上将P2显示给用户，同时伴随有一条讯息，该讯息指明需要接 受将后胎110的气压值修改为新的气压值P2。用户可以通过选择手动触摸屏上的“是(YES) ”选项接受新气压值P2。本领域技术 人员显而易见的是，任何其它选项形式都可以用于向用户提示接受新气压值P2。接口模块128接收用户的输入，并将该 输入传递到处理模块130。然后，将拖车200的后胎202的气 压修改成P2。此外，处理模块130可以查询存储器132中存储的查阅表T2里面的新气压值 P2，并将P2与相关的对应于拖车200的后胎202的低压限值LP2进行映射。处理模块130 将低压限值从LPl修改为LP2，并将LP2传递到监测模块122，对于本领域人员显而易见的 是，上述讨论的拖车200的实例同样适用于各种车辆，例如卡车或者运动型多功能车。图3表示了一种实现本发明主题的方法300。方法300从步骤302开始，在步骤 302中，监测模块122监测车辆102的后胎110的轮胎气压。此外，如结合图1所示的，低压 限值与后胎110相关联。在步骤304，监测模块122把监测到的轮胎气压与低压限值进行比 较以识别可能的低压条件，在该低压条件下，后胎110的轮胎气压小于低压限值。随后，确 认低压条件后，接口模块128在步骤306输出信号来警告用户注意低压条件。其后，在步骤 308，接口模块128可以从用户接受新的载荷值。此外，监测模块122继续监测轮胎气压以 监测低压条件的出现。在步骤310，处理模块130基于新的载荷值为后胎110计算新的轮胎气压值。新的 轮胎气压值可以利用存储在存储器132中的查阅表来计算，存储器132中存储着与多个载 荷值对应的直接相关的轮胎气压值。在查阅表里，处理模块130将新的载荷值与直接相关 的新气压值进行映射。在步骤312，处理模块130可以向用户推荐新的轮胎气压值。在步骤314中确认用户接受新的轮胎气压值后，可以在步骤316中将后胎110的 轮胎气压调整为新的轮胎气压值。如果用户拒绝新的轮胎气压值，方法300回到步骤302。 在步骤302，监测模块122继续监测后胎110的轮胎气压。此外，处理模块130可以在轮胎 气压变为新的轮胎气压值之后，基于新的轮胎气压值为后胎110计算新的低压限值。这个 新的低压限值可以利用存储在存储器132中的查阅表来计算，或者利用任何其它的查阅表 来计算。监测模块122利用新的低压限值来与新的轮胎气压值进行比较。图4阐述了本发明方法300的一个替换实施例。方法400从步骤402开始，其中接 口模块128接收来自于用户的请求，该请求要求显示存储的载荷值和推荐的轮胎气压。用 户可以利用触摸显示屏、语音命令、输入设备如小键盘、或者类似物输入该请求。接口模块 128将这个请求传递到存储器132，载荷值和推荐的轮胎气压存储在存储器132中。存储器 132将载荷值和推荐的轮胎气压输出到接口模块128。然后接口模块128在步骤404向用 户显示存储的载荷值和推荐的轮胎气压。进一步地，在步骤406，方法400确定用户是否想要改变载荷值。当确定用户想改 变载荷值时，在步骤408中接口模块128从用户接受新的载荷值作为输入。此后，在步骤 410，处理模块130基于新的载荷值为后胎110计算适合的新的轮胎气压值。步骤410与方 法300的步骤310相似，因此，此处为了简洁省略了具体描述。此后，在步骤412，处理模块 130向用户推荐用于后胎110的新的气压值。在步骤414中确定用户接受新的气压值后，在步骤416中，处理模块130将后胎 110的轮胎气压变为新的轮胎气压值。进一步地，在步骤418，处理模块130将新的轮胎气 压值和新载荷值存储在存储器132中，并且为后胎110计算新的低压限值。新的低压限值 基于新的轮胎气压值利用存储在存储器132中的查阅表来计算。此外，在步骤414如果用 户拒绝新的轮胎气压值，方法400转到步骤418。在步骤420中，监测模块122监测车辆102的后胎110的轮胎气压。其后，在步骤422，监测模块122把轮胎气压与低压限值进 行比较以识别低压条件，其中，后胎110的轮胎 气压小于低压限值。此后，在步骤424，低压条件获得确认后，接口模块128生成输出信号警 告用户注意低压条件。此外，监测模块122继续监测轮胎气压，以监测低压条件的出现。在警告用户注意低压条件后，在步骤426，接口模块128显示存储的载荷值和推荐 的轮胎气压。其后，在步骤428，方法400确定载荷是否值正确。如果载荷值不正确，方法 400返回步骤406。如果载荷值正确，在步骤430处理模块130确定用户是否想调整车辆 102后胎110的轮胎气压。接口模块128可以显示讯息要求用户确认轮胎气压需要调整。在步骤430中确定用户想要调整轮胎气压后，在步骤432，处理模块130将后胎 110的轮胎气压调整为推荐的轮胎气压。此后，方法400返回到步骤420，在步骤420中，监 测模块122监测轮胎气压。同样，如果用户在步骤430中拒绝调整轮胎气压或者在步骤406 中拒绝改变载荷值，方法400返回到步骤420。对于本领域的技术人员显而易见的是，虽然图3和图4阐述了用于监测和调整后 胎110的轮胎气压的方法300和方法400，然而，也可以将方法300和方法400用于监测和 调整前胎112的轮胎气压，或者是用于监测和调整后胎110和前胎112的组合的轮胎气压。 此外，也可以将方法300和方法400用于监测和调整后胎110中的一个轮胎的轮胎气压，或 者是前胎112中的一个轮胎的轮胎气压，或者是二者的组合的轮胎气压，这都没有脱离本 发明的范围。本领域的技术人员可以理解，上述讨论中所述的步骤在本发明特定的调整中可以 组合或者替代。所述的说明性步骤用于解释所示的具体实施方式
，可以预期的是，不断进步 的科技发展将会改变执行特定功能的方式。这些描述不限制本发明的范围，本发明的范围 仅仅通过参考权利要求来确定。此外，图2-4的具体实施例不排除结合自动控制方式，就像 结合图1所讨论的一样。这种自动控制装置也落入权利要求的保护范围。本发明提供了一种用于监测和调整车辆轮胎气压的装置及方法，例如调整装置 120和方法300及400，其具有下列优点。当车辆载荷发生变化时，该装置和方法能容易且 方便地调整车辆轮胎气压以保证气压在推荐范围之内。因此，车辆在适合的轮胎气压下运 行。适合的轮胎气压可以保证对车辆的正常操控。此外，车辆运行得以全面优化以适应车 辆载荷条件。说明书已经列举了多种具体的示例性的实施例，但是本领域的技术人员可以理 解，这些实施例很自然地在本发明主题的具体实施方式
和环境过程中会发生变化。例如，另 外一些数据库可以用来代替查阅表。可以进一步理解的是，这种变化或者其它的方式都落 入本发明的保护范围。那些可能的变化或者上述的具体实施例不限制本发明的保护范围。 相反，本发明的保护范围由权利要求限定。
权利要求
1.一种基于车辆载荷监测车辆轮胎气压的装置，该装置包含 监测模块，该监测模块配置成感应轮胎气压；并且将感应到的轮胎气压与低压限值进行比较以识别低压条件；以及 与监测模块操作地连接的计算模块，该计算模块包括 接口模块，该接口模块配置成 确认低压条件后进行警告；并且 接受新载荷值；以及与接口模块操作地连接的处理模块，该处理模块配置成 基于新的载荷生成新的轮胎气压值； 推荐新的轮胎气压值；并且在接受新的轮胎气压值后，将轮胎气压值变为新的轮胎气压值。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该监测模块包含至少一个压力传感器来感 应轮胎气压。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当轮胎气压小于低压限值时，低压条件得以 识别。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，接口模块配置成确定轮胎气压要改变后接 受新载荷值。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，处理模块把新的轮胎气压值提供给接口模 块用以接受。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，接口模块显示与新载荷值相应的新的轮胎气压值。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，处理模块在轮胎气压变为新的轮胎气压值 之后，基于新的轮胎气压值为轮胎计算新的低压限值。1
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，轮胎是车辆后胎。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，轮胎是车辆前胎。
10.一种监测和调整车辆轮胎气压的装置，包含 监测模块，该监测模块配置成感应轮胎气压；并且将该轮胎气压与低压限值进行比较以识别低压条件； 与监测模块操作地连接的计算模块，其中，该计算模块包括 接口模块，该接口模块配置成 一旦低压条件得以识别即发出警告； 确定轮胎气压要改变后，接受新的载荷值； 显示与所选新载荷值相应的新轮胎气压值；并且 允许接受或拒绝新轮胎气压值；以及 处理器，该处理器配置成； 基于新载荷值生成新的轮胎气压值；并且 接受新的轮胎气压值后，将轮胎气压变为新的气压值。
全文摘要
一种基于车辆载荷监测车辆轮胎气压的装置，该装置具有监测模块和与该监测模块操作地连接的计算模块。监测模块配置成感应轮胎气压。此外，监测模块配置成把感应到的气压与轮胎的低压限值进行比较以识别低压条件。计算模块包括接口模块以及处理模块，该接口模块配置成一旦低压条件得以识别即向用户发出告警并且接受新的载荷值。该处理模块配置成基于新载荷值生成新的轮胎气压值，并将该新的轮胎气压值推荐给用户，当确定用户接受新的轮胎气压值时，将轮胎气压变为新的轮胎气压值。
文档编号B60C23/04GK102092248SQ201010585010
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月13日 优先权日2009年12月13日
发明者图安·英·比, 李奥尼德·迪, 艾里克·埃文·罗辛 申请人:福特全球技术公司