备用轮胎检测的制作方法

本发明涉及一种系统和方法，并且更具体地，涉及一种车辆备用轮胎检测的系统和方法。

背景技术：

车辆通常在车辆的操作期间携带备用轮胎来更换漏气轮胎。车辆操作者通常检测轮胎何时漏气并且相应地用备用轮胎更换漏气轮胎。自主车辆可以在没有人类操作者的情况下操作以检测漏气轮胎。缺少检测备用轮胎的存在和使用的机构。

技术实现要素：

根据本发明，提供一种系统，系统包含计算机，计算机包括处理器和存储器，存储器存储由计算机可执行的指令以：

确定车辆的备用轮胎的压力；

至少部分地基于压力来确定是否安装了备用轮胎；以及

至少部分地基于是否安装了备用轮胎来使车辆子系统致动。

根据本发明的一个实施例，其中指令进一步包括一经车辆的初始起动就确定备用轮胎的第一压力读数的指令。

根据本发明的一个实施例，其中指令进一步包括在车辆的初始起动之后的预定时间段确定备用轮胎的第二压力读数并且在第二压力读数大于第一压力读数的情况下使车辆子系统致动的指令。

根据本发明的一个实施例，其中车辆子系统是推进子系统、制动子系统、转向子系统、速度限制器子系统和导航子系统中的至少一个。

根据本发明的一个实施例，其中指令进一步包括当确定的备用轮胎的压力低于压力阈值时使速度限制器子系统致动以将车辆速度限制为速度阈值的指令。

根据本发明的一个实施例，其中指令进一步包括当压力低于压力阈值时识别维修目的地并且使车辆推进子系统和转向子系统致动以将车辆移动到维修目的地的指令。

根据本发明的一个实施例，其中指令进一步包括至少部分地基于备用轮胎的压力来确定操作参数并且将包含操作参数的通知发送到维修目的地的指令。

根据本发明的一个实施例，其中指令进一步包括确定备用轮胎是否存在并且一经确定备用轮胎不存在就使车辆子系统致动的指令。

根据本发明的一个实施例，其中指令进一步包括确定备用轮胎是否存在于备用轮胎壳体中并且一经确定备用轮胎不存在于备用轮胎壳体中就使车辆子系统致动的指令。

根据本发明的一个实施例，其中指令进一步包括检测安装在备用轮胎中的压力传感器的序列号以确定备用轮胎是否存在的指令。

根据本发明的另一方面，提供一种方法，包含：

确定车辆的备用轮胎的压力；

至少部分地基于压力来确定是否安装了备用轮胎；以及

至少部分地基于是否安装了备用轮胎来使车辆子系统致动。

根据本发明的一个实施例，进一步包含一经车辆的初始起动就确定备用轮胎的第一压力读数。

根据本发明的一个实施例，进一步包含在车辆的初始起动之后的预定时间段确定备用轮胎的第二压力读数并且在第二压力读数大于第一压力读数的情况下使车辆子系统致动。

根据本发明的一个实施例，其中车辆子系统是推进子系统、制动子系统、转向子系统、速度限制器子系统和导航子系统中的至少一个。

根据本发明的一个实施例，进一步包含当确定的备用轮胎的压力低于压力阈值时使速度限制器致动以将车辆速度限制为速度阈值。

根据本发明的一个实施例，进一步包含当压力低于压力阈值时识别维修目的地并且使车辆推进子系统和转向子系统致动以将车辆移动到维修目的地。

根据本发明的一个实施例，进一步包含至少部分地基于备用轮胎的压力来确定操作参数并且将包含操作参数的通知发送到维修目的地。

根据本发明的一个实施例，进一步包含确定备用轮胎是否存在并且一经确定备用轮胎不存在就使车辆子系统致动。

根据本发明的一个实施例，其中进一步包括确定备用轮胎是否存在于备用轮胎壳体中并且一经确定备用轮胎不存在于备用轮胎壳体中就使车辆子系统致动。

根据本发明的一个实施例，进一步包含检测安装在备用轮胎中的压力传感器的序列号以确定备用轮胎是否存在。

附图说明

图1是用于检测备用轮胎的示例系统的框图；

图2示出了备用轮胎的压力读数的示例图表；

图3示出了用于检测备用轮胎并且基于备用轮胎的检测使车辆子系统致动的示例过程；

图4示出了用于基于备用轮胎的检测使车辆子系统致动的示例过程。

具体实施方式

轮胎压力监测系统(tmps)使用压力传感器以通过确定轮胎压力在一段时间内是否增加来检测备用轮胎的存在和使用。如果备用轮胎在使用中，并且随后失去压力，则自主车辆计算机可以定位维修目的地并且使车辆子系统致动以将车辆移动到维修目的地。一经到达维修目的地，车辆就可以在维修目的地为技术人员提供关于首先促使维修的轮胎(例如漏气轮胎，缺失的备用轮胎等)的信息。

图1示出了用于检测备用轮胎的示例系统100。如已知的，车辆101可以包括多个轮胎，但是可以用少于全部多个轮胎来操作。例如，如果车辆101是轿车，则车辆101可以用4个安装的轮胎和一个额外的未安装轮胎(即，备用轮胎)来操作。备用轮胎可以在安装的轮胎中的一个放气(即变平)时使用，并且不能用于车辆101的操作。

车辆101计算装置105被编程为从一个或多个数据收集器110(例如，车辆101传感器)接收关于与车辆101相关的各种度量的收集的数据115。例如，度量可以包括车辆101速度、车辆101加速度和/或减速度、与车辆101路径或转向相关的数据、车辆101轮胎压力等。这种度量的另外示例可以包括车辆101系统和部件(例如，转向系统、动力传动系统、制动系统、内部感测器、外部感测器等)的测量。另外，可能的是，计算机105例如通过蜂窝或其他无线网络从远程服务器接收数据。

计算装置105通常被编程用于在控制器局域网(can)总线等上通信。计算装置105还可以具有到车载诊断连接器(obd-ii)的连接。通过can总线、obd-ii和/或其他有线或无线机制，计算装置105可以将消息传送到车辆中的各种装置和/或从各种装置接收消息，各种装置例如控制器、致动器、传感器等，包括数据收集器110。供选择地或另外，在计算装置105实际上包括多个装置的情况下，can总线等可以用于在本发明中表示为计算装置105的装置之间的通信。另外，计算装置105可以被编程用于与网络120通信，如下所述，网络120可以包括各种有线和/或无线网络技术，例如蜂窝、蓝牙、有线和/或无线分组网络等。

数据存储器106可以是任何已知的类型，例如硬盘驱动器、固态驱动器、服务器或任何易失性或非易失性介质。数据存储器106可以存储从数据收集器110发送的收集的数据115。

车辆101可以包括多个子系统107。子系统107包括例如推进子系统(例如包括内燃发动机和/或电动马达等)、娱乐子系统、转向子系统、制动子系统、气候控制子系统等。子系统107可以各自控制至少一个车辆101部件，例如发动机节气门、人机界面、加热器、冷凝器、火花塞、燃料喷射器等。

数据收集器110可以包括各种装置。例如，车辆中的各种控制器可以操作为数据收集器110以通过can总线提供数据115，例如与车辆速度、加速度、系统和/或部件功能、轮胎压力等相关的数据115。此外，传感器等、全球定位系统(gps)设备等可以被包括在车辆中并且被配置为数据收集器110以例如通过有线或无线连接直接提供数据给计算机105。传感器数据收集器110可以包括如下机构，比如雷达(radar)、激光雷达(lidar)、声纳等传感器，该机构可以被部署为确定环境数据，例如以测量车辆101和其他车辆或物体之间的距离、车辆101轨迹附近的物体的种类、道路状况、道路和交通标志的位置等。数据收集器110可以是包括压力传感器110的轮胎压力监测系统(tmps)的一部分。tmps中的压力传感器110可以以已知的方式测量车辆101轮胎的内部压力。tmps中的每个压力传感器110可以包括大体上唯一的标识符(例如序列号)以识别例如已知的压力传感器110。

收集的数据115可以包括在车辆101中收集的各种数据，包括但不限于轮胎压力。以上提供了收集的数据115的示例，并且此外，数据115通常使用一个或多个数据收集器110来收集，并且可以另外包括在计算机105中从其计算的数据。通常，收集的数据115可以包括可以由数据收集器110收集和/或从这样的数据计算的任何数据。

系统100可以进一步包括连接到服务器125和数据存储器130的网络120。计算机105可以进一步被编程为通过网络120与一个或多个远程站点(比如服务器125)通信，这样的远程站点125可能包括或连接到数据存储器130。网络120表示一个或多个机制，车辆计算机105可以通过该一个或多个机制与远程服务器125通信。因此，网络120可以是各种有线或无线通信机制中的一个或多个，包括有线(例如，电缆和光纤)和/或无线(例如，蜂窝、无线、卫星、微波和射频)通信机制的和任何期望的网络拓扑(或当利用多个通信机制时的多个拓扑)的任何期望组合。示例性通信网络包括提供数据通信服务的无线通信网络(例如，使用蓝牙、ieee802.11等)、局域网(lan)和/或广域网(wan)，包括因特网。

服务器125可以是一个或多个计算机服务器，每个通常包括至少一个处理器和至少一个存储器，该存储器存储由处理器可执行的指令，包括用于执行本文所述的各种步骤和过程的指令。如刚刚提及的服务器125可以包括或通信地连接到用于存储收集的数据115的数据存储器130。服务器125可以存储当计算装置105确定车辆101需要维修(例如，漏气轮胎的更换)时可以被访问的维修目的地的位置。

图2示出了在收起时和在使用时的备用轮胎的示例压力读数。纵轴表示来自例如tmps110的压力读数，以千帕(kpa)为单位。水平轴表示时间，以秒(s)为单位，其中原点是车辆101的操作的开始。因为安装的轮胎在车辆101的操作期间接触道路时被加热，所以安装的轮胎内的压力将升高。在图2中，这通过上部曲线205表示，上部曲线205示出了在使用时的备用轮胎。当备用轮胎由于与道路摩擦而升温时，轮胎内部的压力将上升直到达到平衡压力。下部曲线210表示收起的备用轮胎的压力，其保持恒定的压力读数。图2的曲线205、210表示在干燥道路上在约70华氏度(°f)的环境温度下的轮胎压力。因为轮胎压力基于环境温度而不同，所以初始压力读数(例如时间＝0秒的读数)可能在不同的环境温度(例如在更冷或更暖的气候中)不同。在图2的示例中，表示安装的轮胎的曲线205的压力读数在244kpa处开始并且上升800秒，直到轮胎中的温度停止上升，在该点轮胎压力读数约为260kpa并且停止上升，即“平稳”压力。轮胎压力读数停止上升的时间量可以基于例如环境温度而变化，其中较低的环境温度可以导致轮胎压力达到平稳压力的较长时间。达到平稳压力的时间也可以基于道路和轮胎之间的摩擦而变化，其中道路和轮胎之间的较低摩擦(例如，当道路被雨水弄湿时)可以产生较少的热量，并且轮胎压力可能不快速上升。

通过在各个时间测量轮胎的压力，计算装置105可以确定是否安装备用轮胎。例如，如果tmps110在两个不同时间测量压力，并且第二时间的压力读数大于第一时间的压力读数，表示增加的轮胎压力，则计算装置可以确定安装了备用轮胎。在另一示例中，如果tmps110测量轮胎压力并且轮胎压力的值高于预定阈值(例如，当车辆101不操作时轮胎的压力)，则计算装置105可以确定备用轮胎在使用中。

图3示出了用于确定备用轮胎的存在并且基于备用轮胎的存在和使用来使子系统107致动的示例过程300。过程300在框305开始，其中车辆101操作者给车辆101通电。

接下来，在框310，计算装置105确定备用轮胎是否存在于车辆101中。计算装置105可以从数据收集器110收集数据115，以确定备用轮胎是存在于备用轮胎壳体中还是安装到轮毂上。数据115可以包括例如安装在备用轮胎中的tmps传感器110的序列号、由重量数据收集器110检测的壳体中的备用轮胎的重量等。如果备用轮胎存在于车辆101中，则过程300在框320进行。否则，备用轮胎缺失，并且过程300在框315进行。

在框315，计算装置105基于缺失的备用轮胎来使车辆子系统107致动，并且过程300结束。例如，计算装置105可以使全球定位系统(gps)107致动以定位维修目的地以更换备用轮胎。计算装置105然后可以使推进和转向装置致动以将车辆101移动到维修目的地。

在框320，计算装置105用例如tmps压力传感器110收集备用轮胎的压力的初始读数(即，第一读数)。tmps压力传感器110测量轮胎的内部压力，如上所述，并且将具有压力读数的数据115发送到计算装置105。计算装置105可以一经起动车辆101就收集初始读数。

接下来，在框325，计算装置105等待一预定时间段。因为在车辆101的操作期间使用中的车辆101轮胎的压力将增加，所以在一段时间之后比较备用轮胎的压力读数可以指示备用轮胎在使用中。对于在干燥道路上约70°f的环境温度，预定时间段可以是例如800秒，如图2所示。

接下来，在框330，计算装置105用例如tmps压力传感器110获取备用轮胎的压力的后续读数(即，第二读数)。

接下来，在框335，计算装置105比较两个压力读数并且确定备用轮胎是否在使用中。例如，如果第二压力读数比第一压力读数大多于预定阈值，则备用轮胎中的压力在增加，表示备用轮胎在使用中。如图2所示，表示使用中的车辆101轮胎的内部压力的曲线205的高度随着轮胎加热而随时间增加。例如，表示车辆101的操作开始的0秒的压力约为244kpa。如果在例如400秒的后续读数读取约244kpa，则轮胎的压力没有增加，并且轮胎不可能在使用中。如果在400秒的后续读数判读为约252kpa，从先前读数244kpa有增加，则轮胎可能在使用中。如果压力读数表示备用轮胎在使用中，则过程300在框350继续。否则，过程300在框340继续。预定阈值考虑压力的微小波动，否则其可能错误地表示备用轮胎已投入使用。

在框340，计算装置105确定是否继续过程300。例如，如果车辆101点火开关关断，例如变速器处于“驻车挡”，则计算装置105可以确定不继续过程300。如果计算装置105确定继续，则过程300返回到框325以等待另一预定时间段，并且获取另一后续压力读数。否则，过程300结束。

在框350，计算装置105确定车辆101的操作参数。如本文所使用的，术语“操作参数”指的是车辆101部件的可测量的量。例如，对于车辆101轮胎，操作参数可以是例如轮胎压力，对于车辆101发动机，操作参数可以是燃料水平、燃料/空气比、发动机温度等，并且对于车辆101变速器，操作参数可以是变速器液位。操作参数可以提供给维修目的地的信息，以识别车辆101的维修。

因为备用轮胎在使用中，所以车辆101将不能更换另一个漏气轮胎。因此，计算装置105确定车辆101是否将到达维修目的地且在维修目的地处的所需服务。为此，计算装置105确定至少一个操作参数，例如非备用轮胎的轮胎压力、燃料水平、发动机温度等，以确定使车辆101和子系统107致动所需的维护。计算装置105将操作参数与预定参数阈值进行比较，以确定与操作参数相关联的车辆101部件是否需要维护。例如，如果车辆101轮胎的轮胎压力低于第一阈值，例如20磅每平方英寸(psi)，则计算装置105可以确定车辆101将到达维修目的地但是应该更换轮胎。此外，如果轮胎压力低于第二阈值，例如15psi，则计算装置105可以确定车辆101将不会到达维修目的地，因为轮胎的轮胎压力太低。操作参数可以用例如由数据收集器110收集的数据115来确定。

接下来，在框355，计算装置105基于操作参数使子系统107致动。被致动的子系统107将取决于操作参数和维修车辆101的必要动作。例如，如果维修目的地在附近并且操作参数表示例如推进子系统107正在工作，则计算装置105可以使推进、转向和导航子系统107致动以将车辆101移动到维修目的地。在一个示例中，当轮胎漏气时，轮胎可以被评级为以约20英里/小时(mph)行驶300码，并且如果计算装置105在300码内定位维修目的地，则计算装置105可以使推进子系统107致动以将车辆101移动到维修目的地。在另一示例中，如果操作参数表示车辆101不能到达维修目的地，例如，先前示例的维修目的地远于300码，则计算装置105可以使危险指示灯子系统107和推进子系统107致动以将车辆101移动到路肩的安全部分，并且然后使通信子系统107致动以联系维修目的地以发送例如拖车。下面图4示出了用于在框355使子系统107致动的示例过程400。

接下来，在框360，计算装置105确定是否继续过程300。例如，如果车辆101已到达维修目的地，则计算装置105可以确定不继续。如果计算装置105决定继续，则过程300在框365继续。否则，过程300结束。

在框365，计算装置105等待一预定时间段，如框325所述，并且然后获取另一后续压力读数。过程300然后返回到框355，其中计算装置105基于最新的压力读数来确定操作参数。

图4示出了用于响应于备用轮胎的压力读数而使车辆子系统107致动的过程400。计算装置105可以在例如过程300的框355中运行过程400。过程400在框405开始，其中计算装置105从数据收集器110接收操作参数并且确定对车辆101的维修。如上所述，从关于车辆101部件收集的数据115(例如推进温度、非备用轮胎压力、制动强度等)确定操作参数。基于这些参数，计算装置105可以确定哪些车辆子系统需要维修。例如，因为备用轮胎在使用中，所以计算装置105可以确定轮胎需要维修和/或更换。

接下来，在框410，计算装置105确定车辆101的位置。如已知的，计算装置105可以通过例如导航子系统107来确定车辆101的位置。

接下来，在框415，计算装置105基于必要的维修和车辆101位置来确定维修目的地。计算装置105可以使用导航子系统107根据在框405确定的维修来搜索提供维修车辆101所需的服务的目的地。例如，如果计算装置105确定车辆101轮胎中的一个需要更换，则计算装置105可以选择提供轮胎更换服务的维修目的地。

接下来，在框420，计算装置105使推进子系统107和转向子系统107致动以将车辆101移动到维修目的地。供选择地，例如，如果维修位置不能被识别或者不能在安全距离内被识别(例如，备用轮胎可以被评级用于有限里程)，则计算装置105可以确定要停止的安全位置，例如路肩，并且使推进子系统107致动以将车辆101移动到安全位置。

接下来，在框425，计算装置105确定备用轮胎中的压力是否低于压力阈值。在低轮胎压力下，较高的车辆101速度可能导致备用轮胎上的额外的磨损，从而需要进一步的轮胎维修。因此，如果备用轮胎压力低于压力阈值，则计算装置应该限制车辆101速度。示例性压力阈值为20psi。如果备用轮胎压力低于压力阈值，则过程进行到框430。否则，车辆101继续到维修目的地，并且过程400结束。

在框430，计算装置105使速度限制器子系统107致动，并且过程400结束。速度限制器子系统107将推进子系统107的速度限制在速度阈值以下。速度阈值可以是预定值，例如对于传统轮胎为20mph，对于“漏气续行”轮胎(即具有支撑插入件和/或额外轮胎衬垫的轮胎，以当轮胎被刺破减小轮胎压力损失)为50mph，如已知的，或者可以基于备用轮胎压力来确定。速度限制器子系统107可以使推进子系统107的部件(例如节气门、马达等)致动，以限制车辆101行进的速度。

如本文所使用的，修饰形容词的副词“大体上”意思是形状、结构、测量、值、计算等可以偏离精确描述的几何形状、距离、测量、值、计算等，因为在材料、加工、制造、传感器测量、计算、处理时间、通信时间等方面的缺陷。

计算装置通常各自包括计算机可执行的指令，其中指令可以通过比如上面所识别的那些的一种或多种计算装置来执行，并且用于执行上述过程的框或步骤。计算机可执行的指令可以从计算机程序来编译或解读，计算机程序使用多种程序设计语言和/或技术建立，这些语言和/或技术包括但不限于java^tm、c、c++、visualbasic、javascript、perl、html等中单独一个或结合。通常，处理器(例如，微处理器)例如从存储器、计算机可读介质等接收指令，并且执行这些指令，从而执行一个或多个过程，包括一个或多个在此所述的过程。这样的指令和其它数据可以使用多种计算机可读介质存储和传送。计算装置105中的文件通常是存储在计算机可读介质(比如存储介质、随机存取存储器等)上的数据的集合。

计算机可读介质包括参与提供计算机可读的数据(例如指令)的任何介质。这样的介质可以采取许多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质等。非易失性介质可以包括，例如光盘或磁盘以及其他持续内存。易失性介质可以包括例如动态随机存取存储器(dram)，其典型地构成主存储器。计算机可读介质的普遍形式包括，例如软盘(floppydisk)、柔性盘(flexibledisk)、硬盘、磁带、任何其它磁性介质、cd-rom(光盘只读存储器)、dvd(数字化视频光盘)、任何其它光学介质、穿孔卡片、纸带、任何其它具有孔排列模式的物理介质、ram(随机存取存储器)、prom(可编程只读存储器)、eprom(电可编程只读存储器)、flash-eeprom(闪速电可擦除可编程只读存储器)，任何其它存储芯片或内存盒，或任何其它计算机可读的介质。

至于在此所述的介质、过程、系统、方法等，应当理解的是，虽然这些过程的步骤等已被描述成根据一定的有序序列发生，但是这样的过程可以实施为以不同于在此所述顺序的顺序来执行所述步骤。进一步应当理解的是，某些步骤可以同时执行，其它步骤可以增加，或在此所述的某些步骤可以省略。例如，在过程300中，步骤中的一个或多个可以省略，或者步骤可以以不同于图3所示的顺序执行。换言之，提供在此的过程的描述目的在于说明某些实施例，而不应以任何方式被解释为限制所公开的主题。

因此，应当理解的是，本发明(包括上述说明书和附图以及下面的权利要求)旨在说明而不是限制。除了提供的示例，在阅读上述说明书的基础之上许多实施例和应用对于本领域技术人员而言是显而易见的。本发明的范围不应参照上述说明书来确定，而是应该参照在此所附的和/或被包括在基于此的非临时专利申请中的权利要求连同这些权利要求所享有的全部等效范围来确定。可以预见和预期未来的发展将会发生在在此所讨论的领域中，且所公开的系统和方法将被结合到这些未来的实施例中。总之，应当理解的是，所公开的主题能够进行修改和变化。