确定表征车轮的轮胎上的轮胎接触面积的尺寸的至少一个轮胎接触面积参数的系统与方法与流程

本发明涉及一种用于确定表征车辆的车轮的轮胎上的轮胎接触面积（轮胎接触部分）的尺寸的至少一个轮胎接触面积参数的系统与方法。

背景技术：

从de102010016551a1中已知一种方法，其中，借助于设置在轮胎内侧上的轮胎模块来确定车辆轮胎的接触面积长度。该轮胎模块包含变形传感器，并且评估车辆轮胎进入和离开地面接触面积时的变形并且通过该变形确定轮胎的接触面积长度。接触面积长度的相关测量值被发送至车辆中的中央接收单元，并且在该中央接收单元中利用算法对该相关测量值进行评估，从而借助于对测量值实施的长期统计来监测轮胎的胎面深度。

从ep2774784a1中已知一种借助于设置在车辆的轮胎上的传感器的原始信号的发送来确定轮胎接触面积的方法，这要求相关发送部分具有更高的发送能力。

由于（特别是在现代机动车中）经常使用确定的轮胎接触面积参数（例如，接触面积长度）来确定另外的信息，诸如例如，轮胎胎面深度或车轮负载（并且例如，基于此确定车辆负载），所以为了这个目的提供的相关轮胎接触面积参数的测量值应该是尽可能可靠且精确的。

然而，在实际中由于各种原因（例如，电磁扰动辐射、特定条件，例如，车辆正在行进时所处的地面的高低不平、轮胎失衡、安装的轮胎配件，等等）而能够引起的扰动影响对于轮胎接触面积的确定会产生问题。这些扰动影响能够以各种方式使得由传感器产生的有用信号和/或处理该有用信号所形成的数据信号有误。然后，经常会存在所提供的数据不适用于基于这些数据的使用目的的风险。

技术实现要素：

本发明的目标在于能够实现在用于确定表征车辆的车轮的轮胎上的轮胎接触面积的尺寸的至少一个轮胎接触面积参数的系统与方法中使确定的轮胎接触面积参数的可靠性得到提高。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于确定表征车辆的车轮的轮胎上的轮胎接触面积的尺寸的至少一个轮胎接触面积参数的系统，其中，该系统包括设置在轮胎上的传感器模块，该传感器模块包括：传感器，该传感器被构造成接收传感器信号，该传感器信号取决于在轮胎上的预定测量点处的机械轮胎负载；以及第一评估装置，该第一评估装置被构造成评估传感器信号并且基于该传感器信号提供数据，该数据包含至少一个数据元素，该至少一个数据元素指定传感器信号中的至少一个时间点，该至少一个时间点表征测量点经过轮胎接触面积。此外，该系统包括第二评估装置，该第二评估装置被构造成通过评估由第一评估装置提供的数据而计算轮胎接触面积参数。在根据本发明的系统中，第一评估装置进一步被构造成通过参照与传感器信号的信号质量相关的至少一个预定的评估标准而对传感器信号实施分析，从而提供表征传感器信号的信号质量的质量信息。

如果扰动影响使得传感器信号有误，则根据本发明因此能够通过质量信息有利地“查明”这种情况，使得特别地在进一步使用确定的轮胎接触面积参数的框架内能够对此做出适当的响应。

根据本发明获得的关于存在任意扰动影响的信息（质量信息）具有多种优点。

因此，例如，取决于传感器信号的分析结果，在通过该信号（扰动减小的信号）产生用于确定轮胎接触面积参数的数据之前，能够将适于特定扰动影响的扰动抑制应用于该传感器信号。

替代地或额外地，取决于传感器信号的分析结果，例如，能够阻止或者至少部分地限制被确定的轮胎接触面积参数的使用。

此外并且特别有利地，传感器信号的分析结果甚至能够被用于为车辆电子装置和/或驾驶者提供关于特定驾驶情况的信息，诸如，车轮的失衡、发生滑动、发生打滑、在使用雪链（snowchain）时不允许的高速度，等等。在本发明的框架内，原则上能够识别和/或（更准确地，例如，通过指定尺寸）表示所有的驾驶情况，这些驾驶情况的发生在每种情况中导致传感器信号的典型扰动，使得相反地，即，通过分析传感器信号，能够实现所提到的识别和/或表示。

在根据本发明的前述方面的用于确定表征车辆的车轮的轮胎上的轮胎接触面积的尺寸的至少一个轮胎接触面积参数的系统中，由于设置在轮胎上的传感器模块不仅包括用于接收传感器信号的传感器，而且还包括用于评估传感器信号并且基于该传感器信号提供数据的第一评估装置，所述进一步获得下列优点：传感器信号本身不需要被发送以用于进一步处理或者用于基于车辆的装置，例如，为了这个目的提供的车辆的中央控制装置。相反地，可以将对发送部分（例如，无线电连接）的带宽基本上具有较低要求的信息减少的数据信号发送至这样的控制装置。

第一评估装置提供包含至少一个数据元素的数据，该至少一个数据元素指定传感器信号中的至少一个时间点，该至少一个时间点表征测量点经过轮胎接触面积。在这样的系统中，相关数据的节省资源的发送能够因此是有利的。

此外，如上面已经说明的，该系统包括第二评估装置。借助于该第二评估装置，通过对由第一评估装置提供的数据进行评估而计算至少一个轮胎接触面积参数。与第一评估装置相同，第二评估装置能够是基于轮胎的，并且例如，为了这个目的而在结构上与第一评估装置结合，或者被实施为基于轮胎的传感器模块所包含的评估装置的另外的功能并且被视为一个单元。然而，替代地，第二评估装置也能够与第一评估装置分离设置，例如，作为车辆侧第二评估装置或设置在车辆侧的装置（例如，中央控制装置）的对应功能。

在前述系统中，借助于第一（以及因此基于轮胎的）评估装置来实施导致提供表征传感器信号的信号质量的质量信息的分析。与通过参考例如仅在第二评估装置或者车辆中央装置中对传感器信号的评估提供的（信息减少的）数据来对传感器信号的信号质量尽心分析相比，可想到的（在本发明的框架内，决不排除额外措施）分析不可能提供和上述系统一样特别精确的质量信息。后者需要对传感器信号进行分析，诸如在上述系统中提供的（例如，在无任何明显的信息损失的情况下通过数字化模拟传感器信号产生的数字信号）。

本发明能够有利地特别用于多车轮机动车，从而为每个车轮独立地确定轮胎接触面积参数，即，为多个车轮（特别是全部车轮）单独地确定轮胎接触面积参数。要理解的是，为此仅与车轮的数量对应的基于轮胎的系统部件被多次需要，但是能够共同地使用车轮侧部件。

这两个评估装置优选地由一个或两个受程序控制的装置实施，在该一个或两个受程序控制的装置上运行有相应的评估算法。

在根据本发明的系统的一个实施例中，第一评估装置进一步被构造成取决于分析结果而对传感器信号的信号质量进行量化。在这种情况中，质量信息包含一个或多个值以用于信号质量或各个信号质量参数（例如，外部频率幅值、噪声幅值等）的数值表示。特别地，例如，基于这些值，例如，能够对上面已经提及的特定驾驶情况（烂路、失衡、滑动、打滑、雪链等）实施检测和/或表示。

替代地或额外地，第一评估装置能够被进一步构造成将传感器信号的信号质量分类到多个预定的质量类别中的至少一个质量类别。在最简单的情况中，这包括下述事实：质量信息包含关于将信号质量分类到“信号质量好”的类别或是“信号质量差”的类别的信息。特别地，例如，基于这样的分类，例如，能够实施上面已经提及的阻止或者至少部分地限制对确定的轮胎接触面参数的进一步使用。

在任意情况中，根据本发明提供的质量信息有利地能够实现对传感器信号的有误或该传感器信号中包含有用信息的情况做出适当的响应。例如，在被评估或被分类为差或太差的传感器信号的基础上，在轮胎接触面积参数的进一步评估或使用的情况中能够去除该轮胎接触面积参数的确定值。

根据一个实施例，表征传感器信号的信号质量的质量信息与包含至少一个数据元素的数据被分离提供，该至少一个数据元素指定传感器信号中表征测量点横过轮胎接触面积的至少一个时间点。

然而，通常，如果第一评估装置被构造成使得表征传感器信号的信号质量的至少一个另外的数据元素并入到取决于分析结果而待提供的数据中的话则是优选的。例如，一个或多个这样的另外的数据元素能够随后被有利地用于对在量化和/或分类的框架内待指定的信息进行编码。

当传感器信号中至少不是每种类型或每种程度的扰动都具有为了车辆侧的进一步处理和/或使用而完全丢弃所记录的测量值的结果时，后一个实施例是特别有利的。

在本实施例中，在任意情况中用于将由第一评估装置提供的数据发送至车辆侧装置的可用的发送部分（例如，无线电连接）能够有利地被共用，从而以（至少）一个另外的数据元素的形式发送质量信息。然后，车辆侧装置能够在收到相关数据之后自己决定是否进一步使用这样的测量值。此外，通常具有相对高的计算能力的车辆侧装置（例如，车辆的中央控制装置）常常是（例如，特别）适用的，以便实施上面在提供的数据的基础上已经提到的对具体驾驶情况进行检测和/或表示。在待通过所述发送部分发送的数据中，可选地，也能够（利用第二评估装置的基于轮胎的设置）对计算的轮胎接触面积参数进行编码。

替代地或（在特定情况中）额外地，为了将至少一个另外的数据元素并入由第一评估装置提供的数据中，还能够将第一评估装置进一步构造成取决于分析结果而阻止数据的提供。

如果或者只要第一评估装置不提供任意数据，则省略第二评估装置借助于这样的数据的评估而进行的对轮胎接触面积参数的计算（不管是在第二评估装置以基于轮胎的方式与第一评估装置结合的情况或是在第二评估装置以基于车辆的方式单独设置的情况中）。

在本发明中，基于轮胎的传感器模块的传感器传输取决于在轮胎上的预定测量点处的机械轮胎负载的传感器信号。

为了构造该传感器，与这样的轮胎接触面积传感器相关的现有技术能够有利地在本发明的框架内使用。特别地，例如，在测量点的区域内连接至轮胎材料并且例如具有加速度传感器或震动传感器的多个传感器或者传感器模块能够被用于测量加速度（包括“震动”）或轮胎变形。在这点上，也能够使用应变计或所谓的“弯曲元件”。

根据一个实施例，传感器模块设置在轮胎的内侧（例如，轮胎的胎面的内侧）上，并且传感器被构造成取决于在传感器模块的定位点的区域内的局部轮胎变形和/或加速度而产生传感器信号（例如，时间相关的模拟电压信号或者通过使其数字化而产生的数字信号）。

替代地，例如，能够使用设置在车轮的边沿上的传感器，例如以光学的方式测量或者例如借助于超声波测量该传感器与轮胎的相对内侧上的测量点之间的径向距离，以及由此还传送取决于预定的测量点处的机械轮胎负载（此处为轮胎变形）的传感器信号。

如上面已经说明的，在评估传感器信号的基础上由第一评估装置提供的数据包含至少一个数据元素，该至少一个数据元素指定在传感器信号中表征测量点经过轮胎接触面积的至少一个时间点。在一个实施例中，这些数据中的至少一个数据元素表征测量点经过轮胎接触面积的时间间隔的开始。在一个实施例中，这些数据中的至少一个数据元素表征测量点经过轮胎接触面积的时间间隔的中心。

在一个实施例中，这些数据中的至少一个数据元素表征测量点经过轮胎接触面积的时间间隔的结束。

特别地，例如，如果关于相关车轮的瞬时旋转位置的信息通过车辆电子装置的其它系统（例如，中央控制装置）被呈现，那么由数据元素表征上述时间点中的单个时间点已经能够足以通过根据本发明的系统而确定例如接触面积长度。

然而，优选地，该至少一个数据元素至少表征所述经过时间间隔的开始和结束。

例如，如果传感器模块包括设置在轮胎上的测量点处的加速度或震动传感器或者应力计等，那么例如，当在传感器的区域（测量点）中轮胎点受到撞击并且抬高时，能够记录时间相关的传感器信号，在每种情况下，该时间相关的传感器信号指示限定的信号最大值（对应于测量点经过轮胎接触面积的时间间隔的开始和结束）。当从时间上来看时，这些最大值之间的传感器信号例如能够指示与经过轮胎接触面积的时间间隔的中心对应的限定的信号最小值。在该示例中，在传感器信号的时间曲线中的两个最大值以及位于中间的最小值形成轮胎接触面积特性。该轮胎接触面积特性通常随着相关车轮的每个整转（360°）而在传感器信号的时间曲线中再现。在这样的轮胎接触面积特性之间的时间间隔中，取决于构造，传感器例如能够传送基本上恒定的传感器信号。

对于在第一评估装置对传感器信号的分析中使用的至少一个预定的评估标准而言，为此会考虑多种构造。

有利地，评估中的这样的评估标准集中在由传感器记录的传感器信号的时间曲线与在无扰动影响的情况下的期望的理想时间传感器信号曲线是否一致和/或一致程度如何。例如，这样的理想信号曲线能够在理想条件下（无扰动影响）通过实验方式确定，并且用作根据本发明的预定评估标准的基础。

在本发明的框架内，无论是在只考虑传感器信号的情况下还是在还同时考虑相关车辆中存在或确定的信息（例如，轮胎类型、轮胎直径、车速、车辆加速度、轮胎内部压力等）中的一个或多个其它信息（例如，储存在传感器模块中）的情况下，都能够检查一个或多个评估标准的满足情况。

在一个实施例中，在由第一评估装置实施的分析中使用的与传感器信号的信号质量相关的评估标准（至少）包括传感器信号的信噪比（至少）满足一个预定的信噪比标准的事实。

该实施例基于一些扰动影响（例如，车辆正在行进时所处的地面的不平坦性）使传感器信号中的噪声分量增加的考虑因素，该增加的噪声分量能够通过信号噪声分析来识别。

信噪比通常能够被视为具体说明信号分量的大小的信号参数与具体说明噪声分量的大小的信号参数的比值。

作为信噪比标准，例如，能够提供的是，以特定方式确定的传感器信号的信噪比处于预定的范围内。例如，为了这个目的，能够使用表示在传感器信号的上述轮胎接触面积特性的时间范围内（例如，最大值或者最大值与最小值之间的差值）获得的信号幅值的信噪比，或者，例如，使其与在轮胎接触面积特性外的时间范围内（例如，连续的轮胎接触面积特征之间的中心处）获得的信号幅值相关。

在一个实施例中，在由第一评估装置实施的分析中使用的与传感器信号的信号质量相关的评估标准包括借助于频率分析获得的传感器信号的频谱满足至少一个预定的频率标准的事实。

一方面，该实施例基于下述考虑因素：在相关车轮的每个整转之后，在传感器信号中会预料到一个轮胎接触面积特性，这导致该特性在传感器信号的时间曲线中的周期性。进而，通过对传感器信号进行频率分析能够更容易地检查后者。在该背景下，有利地添加了下述情况：由于车轮的旋转，不仅会预料到关于轮胎接触面积特性的再现的一定周期性（等同于频谱中的最大值），而且还会预料到与此有关的轮胎接触面积特性自身的一定周期性或者频率分量。该至少一个预定的频率标准也能够考虑后一种预期。

另一方面，使用至少一个预定的频率标准的实施例还基于下述考虑因素：一些扰动影响（例如，烂路）会激发轮胎典型的本征振荡模式，并且由此增加相关的（多个）频率在传感器信号中的比例，这能够通过频率分析来识别。针对取决于轮胎属性的背景，轮胎的本征频率在频谱上或多或少是模糊不清的；替代地或额外地，信号噪声分析也能够有利地用于检测和/或表示这些扰动影响（或者可指定的驾驶情况）。

在使用至少一个预定的频率标准的实施例的有利的另外的改进方案中，在检查是否满足频率标准时，考虑行驶速度（车辆纵向速度）和/或相关车轮的旋转速度（例如，旋转角速度）。替代地或额外地，能够考虑车辆加速度（例如，车辆纵向加速度）和/或相关车轮的旋转加速度（例如，旋转角加速度）。

该另外的改进方案是在本发明的框架内还考虑其它信息（此处，例如，车辆纵向速度和/或车轮旋转速度或者对应的加速度）来对传感器信号进行大体上有利的分析的示例，这些其它信息也能够由检测车辆的操作参数的另一系统（例如，abs、esp等）提供。

然而，特别地，就相关车轮的旋转角速度的容差而言，当检查是否满足预定的频率标准时，根据另外的改进方案，提供的是，该旋转角速度（替代地或额外地，由诸如abs、esp等的其它系统提供）在第一评估装置本身对传感器信号进行评估的框架内被提供，由此在传感器信号的频谱中观察到对应的最大值处的频率例如被识别为车轮旋转频率（对应于旋转角速度）。

考虑车辆纵向速度和/或车轮旋转速度的另外的改进方案的一个特别的有点在于，当检查频率标准时，不仅能够检查预料的并且上面说明的传感器信号的时间曲线中的轮胎接触面积特性的周期性的存在，而且还检查该周期性的值（周期长度或者等同的再现频率）与车辆纵向速度或者车轮旋转速度是否匹配。

总而言之，因此能特别地提供为预定的频率标准的是，频谱具有能够分配给车轮旋转速度的最大值，并且可选地，该最大值的频率是可信的（例如，通过借助于记录的车辆纵向速度和/或车轮旋转速度进行评价）。

在被使用的评估标准的至少一个中，能够提供的是，当通过评估传感器信号而从传感器信号获得的一个或多个信号参数的每一个处于分配给信号参数的值的范围内时，则认为满足了该评估标准。

这样的信号参数能够同样由第一评估装置接收，例如，作为在已经提到的对与传感器信号质量相关的质量信息进行量化的过程中的信息。因此，关于信号参数的每一个是否处于值的分配范围内的检查的结果能够被接收作为在已经提到的质量信息的分类或量化（偏差程度）的过程中的信息。

例如，在传感器信号曲线中的最大值和/或最小值处的信号值被视为信号参数。此外，例如，传感器信号中的至少一个最大-最小幅值和/或至少一个时间平均值能够被用作信号参数。此外，如果这些参数都不是由实际测量得到的，那么考虑最大值、最小值等的时间位置或位置间距。

代替基于传感器信号的时间曲线，信号参数（例如上述类型的时间参数）或其评估还能够基于从传感器信号获得的时间导数（变化速率）和/或从传感器信号获得的频谱的曲线。

最后，能够通过数学方式使多个上述信号参数彼此联系以便由其形成（至少）一个更复杂/复合的信号参数。如果该信号参数形成为两个值的商，那么该信号参数的示例是上面已经提及的信噪比。

如果在分析传感器信号时检查信号参数是否处于分配给该信号参数的值的范围内，那么根据另外的改进方案，能够提供的是，该值的这个范围的极限值中的至少一个被指定为根据车辆操作参数（特别地，诸如例如，车辆纵向速度和/或车轮旋转速度和/或相关车轮负载和/或相关轮胎内部压力）变化。

特别地，如果存在于任意情况中的传感器模块被相应地构造（例如，额外的轮胎压力传感器），那么能够由该传感器模块来确定轮胎内部压力。

在一个实施例中，被提供作为用于分析的评估标准的是，在相对长的时间间隔（即，例如在车轮的多次转动）中观察到的传感器信号的信号参数的发展满足与该时间演化相关的至少一个可信性标准。例如，这样的可信性标准能够在于，诸如例如，传感器信号的信噪比的信号参数的时间变化通常不会突然发生。但是，如果发生了，例如，这可以给出具体的驾驶情况变化的指示（诸如例如，车辆正在行进时所处的地面的条件的变化，所谓的打滑的发生或者轮胎附件（例如，雪链等）的安装或拆卸）。因此，根据本发明的系统或方法能够有利地用于最初已经提及的这样的驾驶情况的检测和/或表示。在一个实施例中，该检测和/或表示（例如，至少部分地或者全部地）在传感器模块（利用可选地位于传感器模块中的第一和/或第二评估装置）中实现。在另一个实施例中，该检测和/或表示（至少部分地或者全部地）发生在车辆侧中（例如，车辆的中央控制装置）。

在本发明的另外的改进方案中，在进一步处理或者进一步使用由第二评估装置计算的轮胎接触面积参数的过程中，对在相对长的时间间隔内观察到的轮胎接触面积参数的发展是否可信（例如，考虑车辆纵向速度的时间演化）或者指示上面已经提及的类型的特定驾驶情况的时间变化是否发生进行分析。

另外，本发明的一个方面涉及一种用于确定表征车辆的车轮的轮胎上的轮胎接触面积的尺寸的至少一个轮胎接触面积参数的方法，其中，该方法包括下列步骤。借助于设置在轮胎上的传感器模块的传感器接收传感器信号，该传感器信号取决于在轮胎上的预定测量点处的机械轮胎负载。另外，借助于传感器模块中包含的第一评估装置来评估接收到的传感器信号并且基于该传感器信号提供数据，该数据包括至少一个数据元素，该至少一个数据元素指定传感器信号中的至少一个时间点，该至少一个时间点表征测量点经过所述轮胎接触面积。此外，借助于第二评估装置，通过评估由第一评估装置提供的数据来计算轮胎接触面积参数。借助于第一评估装置，通过参照与传感器信号的信号质量相关的至少一个预定的评估标准而对传感器信号进行进一步分析，从而提供表示传感器信号的信号质量的质量信息。

上面对于根据本发明的系统进行说明的具体设计和实施例也能够类似地、单独地或者组合地用作根据本发明的方法的具体设计或实施例。

除了用于确定至少一个轮胎接触面积参数的系统与方法之外，根据另外的方面，本发明还提出了这样的系统和/或这样的方法的用途以用于检测和/或表示（例如，量化）至少一种驾驶情况，特别地，用于检测和/或表示下列驾驶情况中的一种或者多种：

-车辆正在行进时所处的地面的情况，特别是烂路，

-在车辆的相关车轮处的失衡，

-安装在车辆上的轮胎配件，特别是安装在车辆上的雪链，

-在车辆的相关车轮处的滑动，

-打滑现象。

替代地或额外地，在本发明的框架内也能够表示下述内容，例如：

-在车辆的相关车轮处的车轮负载，和/或

-在车辆的相关车轮处的轮胎的胎面深度。

此外，在本发明的框架内，例如，能够检测设置在轮胎上的传感器模块是否被正确设置（或者，例如，已经变松、扭曲或者已经完全脱离）。还能够通过评估传感器信号分析的结果来进行该检测。

此外，本发明的另外的方面涉及一种计算机程序产品，其包括程序代码，当在根据上述任意一个实施例的系统中在受程序控制的第一评估装置上执行该程序代码时，该程序代码至少实施根据上述实施例的待借助于第一评估装置实施的所有步骤。

此外，本发明的另外的方面涉及一种车辆，其包括根据上述任意一个实施例的系统。例如，该车辆是机动车，特别是汽车或者卡车。

附图说明

在下文中参照示例性实施例和附图对本发明进行进一步描述。在附图中：

图1示出了根据一个示例性实施例的用于确定轮胎接触面积参数的系统的示意性框图；

图2示出了图1的系统中使用的传感器模块的示意性框图；

图3示出了对于大约一个周期长度绘制的由图2的传感器模块的传感器传送的传感器信号us根据时间t变化的示例性曲线；

图4示出了类似于图3但是对于大约三个周期长度的示意图，其中，还额外绘制了借助于传感器信号us产生的数字轮胎接触面积信号ud；

图5示出了类似于图4但是在电磁扰动辐射对传感器信号us产生扰动的情况下的示意图；

图6示出了类似于图4但是在道路不平坦性对传感器信号us产生扰动的情况下的示意图；

图7示出了根据一个实施例的用于确定轮胎接触面积参数的方法的流程图；以及

图8示出根据另外的示例性实施例的用于确定轮胎接触面积参数的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了用于确定表征车辆的车轮3的轮胎1上的轮胎接触面积的尺寸的至少一个轮胎接触面积参数的系统10的示例性实施例。

与地面（例如，道路表面）接触的轮胎的部分被称为轮胎接触面积。所产生的接触面积（轮胎接触面积）也被称为轮胎接触面积，并且例如能够由该面积在纵向方向或滚动方向上的尺寸（接触面积长度）以及例如在横向方向上的尺寸（接触面积宽度）表征。

在所示的示例性实施例中，车辆是具有例如图1中所示类型的四个车轮的机动车，其中，系统10用于确定各个车轮的接触面积长度l，并且可选地确定各个车轮的另外的车轮操作参数（例如，轮胎内部压力、温度等）。

在下文中将对于图1中所示的车轮3的示例来描述该确定，其中，此处只对接触面积长度l（作为待确定的轮胎接触面积参数）的确定进行详细论述。

系统10包括基于轮胎的（即，设置在轮胎1上的）传感器模块12，传感器模块12设置在填充有压力介质（通常为空气或氮气）的轮胎1的内侧上，例如，可更换地电池操作并保持在轮胎胎面的内侧上的凹处中。

如图2所示，传感器模块12包括用于取决于轮胎1上的预定测量点16处的机械轮胎负载而接收传感器信号us的传感器14，以及用于评估传感器信号us的第一评估装置18。基于该评估，第一评估装置18提供数据d，数据d包含至少一个数据元素，该至少一个数据元素指定表征测量点16经过轮胎接触面积的传感器信号us中的至少一个时间点。

最后，在所示示例中，传感器模块12包括发送装置20以便将由第一评估装置18提供的数据d发送至此处设置在车辆侧上的系统10的接收与评估装置30。

在所示示例中，发送装置20被构造为用于根据数字发送协议对数据d进行无线发送的发送器，例如，借助于无线信号22。

图3示出了根据时间t变化的传感器信号us的示例性曲线，在车轮3转动（参见箭头5）期间，该传感器信号us由基于轮胎的传感器模块12的传感器14接收。例如，由传感器14（此处，传感器14对加速度敏感）接收到的传感器信号us具有下列信号特征，这些信号特征能够从图3中看出：只要测量点16位于轮胎接触面积外，传感器信号us则对应于作用在传感器14上的基本上恒定的离心加速度而基本上恒定。然而，当测量点16经过轮胎接触面积时，获得了传感器信号us的明显变化，特别地能够从中读出测量点16对车辆正在行进的地面的冲击以及测量点16随后从该地面上升。这两个过程导致信号曲线中的两个限定的最大值，在图3中这两个限定的最大值被识别为大致位于时间点t=125.39s和t=125.41s处。因此，该时间点表示测量点16经过轮胎接触面积的时间间隔的开始和结束。

当考虑时间时，在这两个最大值之间获得信号曲线中的限定的最小值，在图3中大致位于t=125.40s处，该时间点表征经过轮胎接触面积的时间间隔的中心。

包含在所示示例中的基于轮胎的传感器模块12中的第一评估装置18提供具有数据元素的数据d，这些数据元素取决于图3所示的类型的行驶速度而指定表征或多或少周期性产生的信号经过轮胎接触面积的所得到的开始与结束时间点。

由发送装置20连续发送的或者例如为了节约能量而定时发送的数据d包含关于接触面积长度l的信息，该信息能够通过每一个经过轮胎接触面积的开始与结束时间点之间的差值来计算，换言之，例如，当（例如，通过车辆纵向速度）已知车轮周向速度时。替代地或额外地，为了使用以不同方式确定的车轮旋转速度或车轮周向速度，在该计算中还可以估计连续经过轮胎接触面积的时间间隔，以便通过数据d本身确定车轮旋转速度或车轮周向速度。

作为借助于第一评估装置18执行的传感器信号的评估以及提供具有用于确定至少一个相关轮胎接触面积参数（此处为接触面积长度l）且借助于数据元素编码的相关信息的数据d的结果，与发送完全表征传感器信号us（原始信号）的信息相比，可有利地获得用于实施将信息发送至基于车辆的接收与评估装置30的大幅降低的能量需求。

回到图1，例如，此处以固定方式相对于车辆主体设置的车辆侧接收与评估装置30包括接收装置32和第二评估装置34，接收装置32用于接收无线电信号22并且用于提供从该无线电信号22中解调的数据d，该第二评估装置34用于通过评估数据d而计算接触面积长度l，该数据d来自传感器模块侧上的第一评估装置18并且在所示示例中借助于接收装置32被发送至第二评估装置34。

为了能够实现进一步使用在车辆的中央控制装置36中确定的接触面积长度l，第二评估装置34经由总线系统38（例如，根据诸如例如can等的传统标准）而与中央控制装置36通信连接。

与图1所示的示例性实施例不同，第二评估装置34还可以被实施为在任意情况中存在于车辆中的中央控制装置36的功能，其中，在这种情况中，仅需要在接收装置32与中央控制装置36之间提供通信连接（例如，借助于总线系统36）。

此外，与所示的示例性实施例不同，第二评估装置34还可以并入基于轮胎的传感器模块12中，并且为了这个目的，例如，第二评估装置34在结构上与在任意情况下存在的第一评估装置18结合。在这种情况中，两个评估装置18、34可以被实施为（单个）总评估装置的相应的部分功能。在系统10的这样的修改例中，传感器模块侧上的发送装置20然后能够方便地发送包含至少一个数据元素的数据，该至少一个数据元素指定在传感器模块侧上已经计算的接触面积长度l；其中，车辆侧接收装置32然后例如将数据直接传送至中央控制装置36。

图4是类似于图3的连续三次经过轮胎接触面积的传感器信号us（虚线）的时间曲线，其中，另外还绘制了数字轮胎接触面积信号ud（连续线），借助于该数字轮胎接触面积信号ud，为该示例图示了借助于传感器信号us确定的经过轮胎接触面积的开始与结束时间点。基于已经参照图3描述的传感器信号us的性质，借助于合适的算法（此处，例如，借助于检测前述信号最大值）能够计算数字轮胎接触面积信号ud，在任意情况下，该信号在轮胎接触面的开始时从逻辑“0”变化到逻辑“1”，并且在轮胎接触面积的结束时从逻辑“1”变化到逻辑“0”。如上面已经解释的，在信号ud具有值“1”的或多或少的周期性再现的时间间隔表征接触面积长度l，或者能够如所解释的转换成经过相关轮胎接触面积的接触面积长度l。

图4所示的数字轮胎接触面积信号ud由第一评估装置18通过评估传感器信号us而在传感器模块侧上产生。该信号ud包含关于经过轮胎接触面积的开始与结束时间点的信息，并且在由评估装置18进行进一步处理的过程中用于产生待提供至发送装置20的数据d。如已经提及的，为了这个目的，数据d中包含的数据元素指定表征经过轮胎接触面积的这些时间点。

在图4所示的在大部分无扰动的条件下记录的传感器信号us的曲线中，分别表征每次经过轮胎接触面积的两个最大值和位于中间的最小值非常清楚。因此，在经过轮胎接触面积期间测量点16的相应进入和离开能够由第一评估装置18通过以受程序控制的方式执行的评估算法来非常可靠地确定，并且能够借助于被提供的数据d中的相关数据元素编码。因此，由第二评估装置34执行的计算算法能够可靠且精确地计算接触面积长度l。

然而，问题在于扰动影响作用在轮胎上或者作用在设置于轮胎1上的传感器模块12上以使得搞错传感器信号us或传感器信号us中包含的有用信息的情形。在这样的情形中，能够对轮胎接触面积确定的可靠性或质量产生不利影响。这样的不利影响能够取决于许多不同的外部影响。参照图5和6，在下文中对传感器信号接收的扰动的两个示例或者用于基于这些示例确定轮胎接触面积的方法进行说明。

图5在与图4对应的示意图中再次示出了由传感器14接收的传感器信号us的时间曲线（虚线）以及为了这个目的利用相同的估计算法生成的数字轮胎接触面积信号ud的时间曲线（连续线），但是图5是针对由于车辆在载有ac电流的架空输电线的附近的路上行驶而暴露于此处例如具有50hz的频率的电磁干扰辐射的情况。如从图5中能够看到，该扰动附设在一定程度上能够具有在传感器信号上调制50hz振荡（扰动信号分量）的结果。作为传感器信号us中的扰动信号分量的结果，该评估算法明显地不再能够传送适于有意义地计算接触面积长度l的数字轮胎接触面积信号ud。在数字轮胎接触面积信号ud中已经不再能够明确地识别轮胎接触面积的各次经过。然而，在本发明的框架内，在这种情况中可以想到的是基于“50hz扰动识别”，在产生用于确定轮胎接触面积参数（此处为接触面积长度l）的数据d之前，将适于该“50hz扰动识别”的扰动抑制（此处为过滤掉50hz振荡）应用于传感器信号。该方法也适用于其它识别的扰动，即，在基于其的每种情况中能够进行信号中的扰动的特定降低（扰动抑制）。

图6在对应于图4和5的示意图中示出了实际中特别相关的另一示例，其中，即，在不平坦的地面（此处为非柏油路）或其他烂路上行进期间记录的传感器信号us。此处，传感器信号us也展现出严重的错误，如能够从图6中的借助于评估算法产生的数字轮胎接触面积信号ud中看到，在某些情况下该严重的错误使得对轮胎接触面积的明确检测或者对接触面的长度l的计算是不可能的。

然而，在本发明的框架内，在这种情况中，例如，基于信号分析的结果，能够有利地实施对具体行进所处的地面的检测和/或表示。

例如，为了这个目的，在对通过信号分析获得的信号质量参数（例如，特定信噪比、噪声频谱和/或信号频谱的性质等）进行估计时能够使用信号扰动类别，这些信号扰动类别之前已经通过实验方式确定，并且能够对应于每种情况中的起因地面类别而在根据本发明的方法中取回。

除了上面参照图5和图6说明的扰动影响之外，在实际中还存在许多其它外部影响，这些外部影响（除了其他的以外）取决于所使用的传感器和车辆的行驶速度（可选地，还考虑轮胎操作参数，诸如，轮胎内部压力和轮胎温度，以及其它车辆操作参数，诸如，负载或者在相关车轮上的车轮负载）而改变理想条件下获得的理想信号特性。

这样的扰动影响的示例为附接至车辆的车轮的雪链、滑动、打滑等。

当以对于系统10所描述的方式确定接触面积长度l时，因此存在的主要风险是由于所述类型的扰动影响而使得轮胎接触面积计算的结果将不精确、不可靠甚至完全无法使用，从而影响基于相关的轮胎接触面积参数的进一步处理或者例如在中央控制装置36中使用该轮胎接触面积参数。

然而，在系统10中或者在使用系统10执行的方法中通过第一评估装置18的特定特征而避免了这个问题，这是在于借助于与传感器信号us的信号质量相关的至少一个预定的评估标准来执行传感器信号us的分析，从而（作为分析的结果）提供表征传感器信号us的信号质量的质量信息。

作为因此在系统10内提供的质量信息的结果，取决于所使用的评估标准/准则，能够在分析传感器信号之后的所有过程步骤（包括同样基于传感器信号us对传感器信号us进行评估以提供数据d）中以多种方式检测和有利地考虑多个扰动影响，和/或甚至能够使用这些扰动影响以获得诸如例如与已经提及的驾驶条件相关的另外的有用信息。

特别地，例如，取决于分析的结果，第一评估装置能够对传感器信号us的信号质量进行量化，例如，通过在提供的质量信息中并入对于传感器信号us确定的信噪比的值。替代地或额外地，还能够执行将传感器信号us的信号质量分类至多个预定的质量分类中的至少一个质量类别中，例如，分类至“信号质量良好”的类别或者“信号质量差”的类别中（和/或，例如，分类至“平坦地面”、“不平坦地面”、“非常不平坦地面”等的三个类别中）。

能够通过由第一评估装置18提供的包含一个或多个量化值或者一个或多个量化细节（例如，数字数据元素中的所谓“标志”）的质量信息来实施这样的量化和/或分类。取决于质量信息中的这些信息分量，例如，车辆的中央控制装置36能够决定相关的轮胎接触面积参数（在该示例中为接触面积长度l）是否实际用于基于这些信息分量的使用，或者取决于质量信息（特别是量化和/或分类）而根据其做出选择实际上是否实施在无问题的信号质量的情况下提供的多种用途中的特定用途。

在一个实施例中，取决于传感器信号us的分析结果，第一评估装置18使得表征传感器信号us的信号质量的至少一个另外的数据元素并入待由第一评估装置提供的数据d中。因此，由于在任意情况中将数据d被提供至例如第二评估装置34，所以能够在整个系统中例如以简单的方式进一步传送质量信息。因此，在任意情况中已经包含数据元素的数据中容纳另外的数据元素不需要额外的通信路径是一个很大的优点，例如，当第二评估装置38没有如所示设置在基于轮胎的传感器模块12中而是设置在车辆（车辆侧）中的另一点处并且使用无线发送连接（例如，无线电连接）时。

另一个优点在于下述事实：在第一评估装置18下游的接收数据d的每个装置（例如，此处为车辆的中央控制装置36）因此能够自己决定如何处理轮胎接触面积测量的结果。因此，例如，在某些情况中，基于次优信号质量的确定结果对于非安全相关的用途仍然能够是有效的。

替代地或额外地，为了并入表征传感器信号us的信号质量的另外的数据元素，能够提供的是取决于分析结果而阻止由第一评估装置18提供数据d。因此，在能够提供的这种情况中，例如，在信息质量特别差（例如，借助于所述量化或分类而给出）的情况中，第二评估装置34因此（暂时）接收不到提供的数据。因此，在这些相关情形中，也不会计算接触面积长度l。因此，能够简单地阻止不可靠地计算的轮胎接触面积参数的任意使用。

下文中参照图7和图8对之前的两种变形例（一方面，阻止提供数据；并且另一方面，将至少一个另外的数据元素并入待提供的数据中）进行说明。

图7是用于确定至少一个轮胎接触面积参数的方法的流程图，诸如例如，该方法能够由上面已经参照图1至图6描述的类型的系统执行。

在步骤s1中，取决于轮胎上的预定测量点处的机械轮胎负载的传感器信号us被接收。

在步骤s2中，通过参考与传感器信号us的信号质量相关的第一评估标准（例如，此处通过参考信噪比标准）而对传感器信号us进行分析。只有在满足该信噪比标准的情况下（这应该是以一定方式确定的相对大（良好）的信噪比的情况），在步骤s3中继续进行分析。否则，该处理回到步骤s1以使得该分析在此结束。

利用信噪比标准，可以参照图3中的信号曲线而检查例如在第一最大值之前的传感器信号us的高度（至少在车辆纵向速度大体上恒定的情况下）是否对应于在第二最大值之后的传感器信号us的高度。例如，能够借助于对所述信号高度的差值进行阈值比较来进行该检查。

除了前述可用的信噪比的示例以外，还能够为此形成其它比率，例如，该比率以合适的方式使有效信号分量的平均功率与平均噪声功率相关。

在步骤s3中，检查是否满足用于传感器信号us的信号质量的其它评估标准（例如，此处为频率标准）。只有在满足频率标准的情况下，使该处理进一步前进到步骤s4。否则，该处理回到步骤s1并且因此结束该分析。

在步骤s3中使用的频率标准能够特别地包括待由借助于频率分析获得的传感器信号us的频谱满足的标准。为了这个目的，例如，借助于fft（“快速傅里叶变换”）能够计算传感器信号us的频谱，从而对某些频率分量的存在进行研究。例如，明显的是，在恒定的行驶速度下（不仅是车辆的加速或减速不会太大），在传感器信号us中应该能够识别与车轮旋转频率对应的明显的频率分量。

在如图3所示的轮胎接触面积特性的情况中，在相对较高的频率下也应该获得能够识别的频率分量，该相对较高的频率对应于在图3的中心的在经过轮胎接触面积处的传感器信号us的能够识别的振荡的频率（两个最大值和一个位于中间的最小值）。

基于此，另一种可能性是在频率标准的框架内检查前述两个频率的比率是否位于预定的范围内。这是基于车轮旋转频率以及两个最大值与位于中间的最小值形成的振荡的频率与行驶速度成正比的考虑因素，这等同于这两个频率的固定比率。

从该示例中清楚的看到，在检查频率标准时，还能够有利地考虑车辆纵向速度和/或相关车轮的旋转速度。在这种情况中，不仅能够检查是否存在两个频率分量及其比率，而且还能够检查这两个频率分量相对于车辆纵向速度或车轮旋转速度的一致性。这样的检查所需的车轮参数，诸如特别是相关车轮的直径或周长例如能够有利地以预储存的方式储存在传感器模块中。

此外，还能够检查在传感器信号us上获得的频谱，例如，检查是否存在一个或多个典型的扰动频率（例如，50hz）。在确定由特定扰动影响引起的这样的频率分量之后，还能够具体地将这些频率分量从传感器信号us中过滤掉，从而提高数据提供的质量。例如，还能够在相关的轮胎的频谱中识别典型的特征频率，并且例如，能够将该特征频率用于驾驶情况的检测和/或分类中。

最后，获得的传感器信号us的频谱还能够有利地用于指示传感器信号us中增加的噪声分量。在这种情况中，对频谱的检查还能够作为检查是否满足信噪比标准的一部分（图7中的步骤s2）。

在步骤s4中，然后，利用与传感器信号us的信号质量相关的其他评估标准来对传感器信号进行进一步检查。

参照图3所示的传感器信号us中的轮胎接触面积特性的示例，在步骤s4中，例如，能够检查两个最大值的形状是否对应于在理想条件下获得的形状（例如，参照信号参数，诸如例如，最大值相对于其高度的宽度和/或参照从信号曲线中确定的其它参数）。

只有在在步骤s4中也确定满足第三评估标准时，才使该处理进一步前进到步骤s5。否则，该处理回到步骤s1以使得该分析结束。

特别地，当在步骤s2至s5中使用了至少一个信噪比标准和/或至少一个预定的频率标准时，还能够假设的是，借助于在传感器信号us的分析过程中执行的模式识别来实施对预定的操作情况的检测和/或表示。例如，某些地面条件（例如，柏油路、鹅卵石、泥土路、冰雪覆盖的道路等）能够引起传感器信号us中的特定特性，例如，这些特定特性能够预先通过实验的方式被确定。这样的特性能够通过模式识别而被辨识并且可选地被更精确地指定（表示）。这是由第一评估装置提供的质量信息的一部分。

在步骤s5中，对接收的传感器信号us进行评估，并且基于此数据d被提供有指定表征测量点经过轮胎接触面积的传感器信号us中的至少一个时间点的至少一个数据元素。借助于相同的评估装置来进行该评估，该评估装置还检查是否满足前述的评估标准。

然后，在步骤s6中，借助于第二评估装置而通过评估步骤s5中提供的数据来最终计算（或更新）至少一个轮胎接触面积参数。然而，该第二评估装置还能够和第一评估装置在结构上进行组合。

在步骤s5中，如果第二评估装置与第一评估装置分离设置，则可选地也可将数据发送（例如，无线发送）至第二评估装置。

在图7的示例性实施例中，因此提供的是检查与传感器信号质量相关的多个评估标准（此处为三个评估标准），并且在至少一个评估标准不满足的情况下阻止数据的提供。

图8是用于确定至少一个轮胎接触面积参数的替代方法的流程图，诸如例如，该方法能够由上面已经参照图1至图6描述的类型的系统执行。

根据本方法提供的步骤s1至s6在原理上与根据图7的示例同样地被提供，除了小的修改。该修改仅在于步骤s2、s3和s4中，即，对于满足预定的评估标准的相应检查，在不满足相应评估标准的情况中，该处理不回到步骤s1，而是如图8所示前往相应的后续步骤s2’、s3’或s4’，在相应的后续步骤s2’、s3’或s4’中生成（计算）并且缓存指定相关的局部分析的结果的另外的数据元素。例如，这样的另外的数据元素因此能够特别地对关于通过相关的评估标准检查的信号质量参数的传感器信号质量的量化和/或分类进行编码。此外，在执行后续的步骤s2’、s3’或s4’之后，如能够从图8中看到，该处理回到相应的后续检查步骤s3或s4或者在最后一个后续步骤（此处为s4’）的情况下回到步骤s5，而不是回到步骤s1。

根据图8的示例，取决于由第一评估装置执行的分析的结果，如果必要的话，因此将至少一个另外的数据元素并入步骤s5中提供的数据中。

对于根据图7和图8的两个前述实施例，其认为的是，在由第一评估装置对传感器信号us的分析中，例如，包括多次经过轮胎接触面积的滑动时间窗口能够用作相关评估标准或评估算法的应用基础。

这里使用的术语“频率分析”和“频谱”不应必须意指相关的评估算法在数学上研究“频率空间”中的频谱。作为其变体，也可以视为在“时间空间”上进行这样的研究，即，例如，对于测量的或以其他方式确定的行驶速度，为了验证在传感器信号us中检测的轮胎接触面积特性之间的相互的时间间隔是否具有正确的时间间隔（传感器信号us中的轮胎接触面积特性预计为360°的车轮旋转）。（利用车轮的每360°转动）或多或少地周期性预测到的这些信号特性之间的所有检测都是不可信的，并且因此例如在生成数据或者（例如，以量化或者分类的形式）编码到待提供的数据的另外的数据元素中时能够阻止数据的提供或者对数据进行校正。

此外，在对传感器信号us进行分析时，例如，能够考虑测量的或者以其他方式确定的车辆加速度。例如，对于图3的信号示例，由于信号曲线（特别是两个最大值的高度）取决于车辆速度，所以可以对于每个行驶速度限定可信的取值范围，并且能够检查在传感器信号us上确定的最大值是否位于该取值范围内。替代地或额外地，也能够使用相应的取值范围对最小值的值进行检查。

另一种可能性在于对随着时间推移的传感器信号us的时间演化或者在传感器信号us上检测到的信号特征进行可信化，并且可选地还在临时演化计算的轮胎接触面积参数的基础上进行可信化。例如，如果车辆没有快速加速，那么计算的接触面积长度l应该随着时间的变化而或多或少地连续地变化，并且只有相当小的梯度。

在对某些量的时间演化的这样的研究中，在提供或计算数据之前对传感器信号us进行分析的过程中，不论是包含在质量信息中的量或者是相关轮胎接触面积参数本身，例如，异常值（独立的不可信的测量结果）能够被去除。

总而言之，本发明提供一种用于确定至少一个轮胎接触面积参数（例如特别是接触面积长度）的有利的系统与方法。利用在传感器水平处的对信号质量的评估，例如，特别地能够实现的是，仅有对于相应用途合适的轮胎接触面积测量值被传送至车辆中的控制装置的另外的功能。特别有利的是，此处能够特别精确地进行对信号质量的评估。与传感器水平的情况一样，由于信息的详细性质不再存在于信息减少的数据信号中，所以仅借助于使用简单评估算法计算的轮胎接触面积参数来对轮胎接触面积参数的可靠性进行评估是不可能的。优选的用途是对驾驶情况（例如，雪链、烂路、滑动等）进行检测和/或表示。

附图标记列表：

1轮胎

3车轮

5（车轮的）旋转

10系统

12传感器模块

14传感器

16测量点

18第一评估装置

20发送装置

22无线电信号

30接收与评估装置

32接收装置

34第二评估装置

36中央控制装置

38总线系统

l接触面积长度

us传感器信号

ud轮胎接触面积信号

d数据