用于确定道路状态的方法与流程

本发明涉及汽车领域，并且更特别地涉及基于安装在机动车辆的轮中的测量传感器确定道路状态的方法。

背景技术：

在机动车辆中，已知使用一定数量的传感器用于测量各种参数。

特别地，已知在车辆的每个轮中安装有电子测量单元，该电子测量单元包括允许测量一个或多个参数的一个或多个传感器。这种电子测量单元通常安装至轮胎内部，在胎面的内面上，或者可选地在充气阀上。该单元测量参数并将它们全部地或部分地传送至车辆的计算机，以便车辆的计算机确定轮或车辆的状态。

以示例的方式，此类电子测量单元能够允许测量轮的加速度、由轮所经受的冲击或者轮胎压力，以便于分别确定车辆的速度、车辆的负载或者轮的充气故障。在这些应用中，当车辆以大约60km/h行驶时，所使用的中心频率为大约几赫兹，例如7.8hz。

根据道路的质量，电子测量单元特有的一些功能应该能够被激活或不被激活，或者对它们的运行参数进行适配。以示例的方式，为了测量车辆负载，可能期望根据道路的特征来适配用于处理所测量信号（由电子测量单元所实施的）的滤波器的参数值，或者来适配负载的阈值。

目前不存在允许确定道路的质量以便激活一些功能或者适配安装在机动车辆的轮中的电子测量单元的运行参数的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于，通过提出一种简单、可靠和有效的解决方案来克服这些缺点，该解决方案允许确定道路的质量，以便激活一些功能或者适配安装在行驶在所述道路上的机动车辆的轮中的电子测量单元的运行参数。

为此，本发明首先涉及一种用于确定道路的质量水平的方法，所述方法是基于安装在行驶在道路上的机动车辆的轮中的电子测量单元，所述电子测量单元包括至少一个传感器，该传感器能够测量由所述轮的轮胎胎面所感知的振动，所述方法的特征在于，其包括以下步骤：

·测量步骤，使用传感器测量由轮的轮胎胎面所感知的振动，

·计算步骤，计算在称为区分频率的预先确定的振动频率下所测量的振动强度，

·比较步骤，将所计算的强度与预先确定的强度值进行比较，该预先确定的强度值在存储区中且是道路的各种质量水平的特征值，以及

·确定步骤，基于所实施的比较来确定道路的质量水平。

区分频率的特征在于，它允许容易地区分道路的各种质量水平，并且无论行驶速度和轮胎的磨损如何，它都保持恒定。然而，该区分频率可以根据道路路面的性质而变化。

根据本发明的一方面，区分频率是选自包括在300hz-500hz之间的频率区间中，优选地在400hz-460hz之间，进一步优选地为大约450hz。

实际上，在位于300-500hz频带中的频率周围运行允许区分道路的各种质量水平下的振动强度，而现有解决方案的传感器用于在包括在零至几赫兹之间的频带中所实施的测量（而在零至几赫兹之间的该频带中，振动对于道路的各种质量水平具有差不多的强度）。

术语“质量”的含义例如是道路的平滑的、中等的或粗糙的外观（已知质量水平的数量当然可以是小于或大于三），或者可替代的，是道路的状态，例如干燥的或潮湿的。

根据本发明的一方面，当振动强度大于预先确定的第一强度阈值（相应地称为粗糙度阈值或潮湿度阈值）时，道路被认定为粗糙的或潮湿的。

根据本发明的另一方面，当振动强度小于预先确定的第二强度阈值（该第二强度阈值小于第一强度阈值并且相应地称为平整度阈值或干燥度阈值）时，道路被认定为平滑的或干燥的。

根据本发明的另一方面，当振动强度包括在粗糙度阈值和平整度阈值之间或者相应地在潮湿度阈值至干燥度阈值之间时，道路的质量称作中等的。

粗糙度阈值和平整度阈值（相应地，潮湿度阈值和干燥度阈值）的值可以随着轮胎胎面的厚度和车辆的速度而变化。

本发明还涉及一种测量装置，该测量装置能够安装在机动车辆中以便确定道路的质量水平，所述装置的特征在于，其包括：

·至少一个电子测量单元，该电子测量单元安装在车辆的轮中并且包括至少一个传感器，该传感器能够测量由所述轮的轮胎胎面所感知的振动，

·计算模块，用于计算在称为区分频率的预先确定的振动频率下由传感器所测量的振动强度，

·比较模块，用于将所计算的强度与预先确定的强度值进行比较，该预先确定的强度值在存储区中且是道路的各种质量水平的特征值，以及

·确定模块，用于基于所实施的比较来确定道路的质量水平。

最后，本发明涉及包括如上所述的测量装置的机动车辆。

附图说明

本发明的其它特征和优点将在以下参考附图的描述时显现出来，其中附图以非限制性示例的方式给出并且在附图中，给予类似的物体以相同的附图标记。

-图1示意性地示出了根据本发明的机动车辆的实施例。

-图2示出了由车辆所感知的振动强度随频率变化的图表示例，其中，车辆在两种类型的道路（粗糙的和平滑的）上行驶。

-图3示出了根据本发明的方法的实施例。

具体实施方式

图1示出了包括四个轮5和根据本发明的测量装置10的机动车辆1。

这种测量装置10允许确定车辆1在其上行驶的道路的质量水平。

在所示的实施例中，装置10包括四个电子测量单元100和已知的称作电子控制单元（ecu或英文中的“electroniccontrolunit”）的计算机200。

每个电子测量单元100安装在车辆1的轮5中。优选地，每个电子测量单元100安装在轮5的轮胎（未示出）的胎面上。可替代地，每个电子测量单元100可以安装在轮5的充气阀（未示出）上。

每个电子测量单元100包括至少一个传感器（未示出），该传感器能够测量由所述轮5的轮胎胎面所感知的振动。这种传感器通常称作“振动传感器”。

在该实施例中，计算机200包括计算模块210、比较模块220和确定模块230。

然而，应该注意的是，可替代地，可以由电子测量单元100中的每一个执行模块210、220和230中的一个或全部。

计算模块210能够计算在预先确定的振动频率下由传感器所测量的振动强度，该预先确定的振动频率称为区分频率。

区分频率的特征在于，它允许容易地区分道路的各种质量水平，并且无论行驶速度和轮胎的磨损如何，它都保持恒定。然而，该区分频率可以根据道路路面的性质而变化。

区分频率选自包括在300hz-500hz之间的频率区间，优选地在400hz-460hz之间，进一步优选地为大约450hz。

比较模块220能够将由计算模块210所计算的强度与预先确定的强度值进行比较，该预先确定的强度值在存储于存储区（未示出）中的表中，且该预先确定的强度值是道路的各种质量水平的特征值。例如，该存储区可以位于计算机200中。

最后，确定模块230能够基于由比较模块220所实施的比较来确定道路的质量水平。

现在将参考图2和图3描述根据本发明的方法的实施示例。

在该非限制性示例中，道路被认定为：

·是粗糙的，当振动强度大于预先确定的第一强度阈值（称为粗糙度阈值sr）时，

·是平滑的，当振动强度小于预先确定的第二强度阈值（称为平整度阈值sp）时，其中该第二强度阈值小于该第一强度阈值，以及

·是中等的，当振动强度包括在粗糙度阈值sr和平整度阈值sp之间时。

粗糙度阈值sr和平整度阈值sp的值可以随着轮胎胎面的厚度和车辆1的速度变化。

在图2的示例中，平整度阈值sp的值规定为5.10^-1db，并且粗糙度阈值sr的值规定为9.10^-1db。在该示例中，区分频率fd已规定为450hz。

在该图上表示了车辆1以60km/h的速度在粗糙的道路a、然后在光滑的道路b上的两次通过，其中车辆的胎面的厚度为8mm。

可以看出，在从300hz-500hz变化的频率区间上，并且特别地在450hz的区分频率fd下，可以毫无疑义地、清楚地区别在道路a与道路b之间的振动强度。

将注意的是，道路质量水平还会涉及道路的状态，例如如先前所提及的干燥的或潮湿的，或者道路的任何其它合适的特征参数。

因此，为了确定道路的质量水平，对于至少一个电子测量单元100，相关联的传感器在步骤e1（称为测量步骤）中实时测量由轮5的轮胎胎面所感知的振动，并在步骤e2（称为传送步骤）中以已知的方式在通信链路l（参考图1）上将这些测量结果传送至计算机200。

然后，计算模块210在步骤e3（称为计算步骤）中计算在450hz的区分频率fd下所测量的振动强度。

然后，比较模块220在步骤e4（称为比较步骤）中将所计算的强度与存储于存储区中的表中的粗糙度阈值sr和平整度阈值sp进行比较。

最后，随后在步骤e5（称为确定步骤）中，确定模块230基于由比较模块220所实施的比较来确定道路的质量水平。在图2的示例中，道路a被确定为粗糙的，并且道路b被确定为平滑的。

根据道路的质量，电子测量单元特有的一些功能应该能够被激活或不被激活，或者需要对它们的运行参数进行适配。

例如，为了测量轮胎磨损，可以预设测量传递函数的斜率（即控制系数，coefficientdirecteur），其允许确定轮胎厚度或轮胎磨损。这样的传递函数可以是线性函数（y=ax+b）或二次函数（y=ax²+bx+c），其中y表示轮胎厚度的值，并且斜率对应于系数a，可以根据道路的特征来适配该预期系数a。

仍然以示例的方式，为了测量车辆负载，可能期望根据道路的特征来适配负载的阈值和用于进行处理的数字滤波器的值，其应用于由电子测量单元所测量的信号以消除道路噪声。因此，可以根据道路的质量应用滤波程度更大或更小的滤波器。

在前面的说明中，给出了用于确定道路的粗糙度或平整度的示例，然而，它可以以相同的方式用于分别确定道路的潮湿度或干燥度。

还必须指出，本发明不限于上文描述的示例，并且可以以本领域技术人员可获得的多种变型的方式进行变化。