用于测量车辆的轮胎的实际轮胎尺寸的方法与流程

1.本发明涉及一种用于测量车辆的轮胎的实际轮胎尺寸的方法。


背景技术：

2.已知的是，在冬季使用与在夏季不同的轮胎。所述轮胎能够在车辆大小方面区别。因此，在车辆的仪表盘上示出的基于标准轮胎尺寸计算的车速并非始终是正确的。


技术实现要素：

3.本发明基于如下目的，提出一种用于确定车辆的轮胎的实际轮胎尺寸的方法。
4.根据本发明，所述目的通过如下方式实现，即在车辆的行驶期间借助于gps信号来求取车辆的实际轮胎尺寸，其方式为：将由车辆驶过的距离和gps信号的精度的总和除以车轮的转数的数量。这具有如下优点，无需高质量的测量系统就求取真实轮胎尺寸，因为gps系统如今包含在所有车辆中。提出的解决方案因此仅基于软件使用，由此降低用于确定轮胎尺寸的成本。
5.有利地，借助实际轮胎尺寸自动地修正在车辆中存储的轮胎尺寸。通过所述修正为大量在车辆中存在的车辆辅助系统或安全系统提供正确的轮胎尺寸，由此可以可靠地控制车辆。
6.在一个设计方案中，当在存储的和实际的轮胎尺寸之间的差超出预设的边界值时，通过实际轮胎尺寸来替换存储的轮胎尺寸。通过选择边界值确保，两个轮胎尺寸应明显不同。
7.在一个变型形式中，借助实际轮胎尺寸确定车辆的当前的车速。车速的确定基于马达转速、轮胎半径和其他参数。通过用实际求取的轮胎尺寸来替换预设的轮胎尺寸，始终正确地求取车速从而将其正确地提供给辅助和安全系统并且也为驾驶员在仪表盘中正确地示出。
8.在一个变型形式中，在确定实际轮胎尺寸之前检查gps信号是否存在预设的精度。gps信号越精确，轮胎尺寸就能够越精确地求取。
9.在另一设计方案中，与速度传感器的精度相关地求取实际轮胎尺寸。
10.有利地，与轮胎上的负载差相关地求取实际轮胎尺寸。这是尤其有意义的，因为真实轮胎变形变化与负载变化和初始变形相关。因此，轮胎由于车辆的不同装载导致的变形也能够在确定轮胎尺寸时考虑，由此在确定时改进轮胎尺寸的精度。
11.在另一实施方式中，与在车辆变道时的轨迹评估相关地求取实际轮胎尺寸。借助于轨迹评估考虑车辆的驶过的距离，以便改进gps对轮胎尺寸的评定。
12.在一个实施方式中，在轨迹评估时考虑评估误差。所述评估误差必须是尽可能小的，以便其在确定轮胎尺寸时可以可靠地起作用。
附图说明
13.本发明允许大量实施方式。其中之一应根据在附图中示出的图进一步阐述。
14.附图示出：
15.图1示出用于执行根据本发明的方法的车辆的一个实施例，
16.图2示出根据本发明的方法的一个实施例，
17.图3示出用于确定变道的原理图，
18.图4示出用于确定车辆轮胎的变形的原理图，
19.图5示出误差与轮胎尺寸的相关性的一个实施例。
具体实施方式
20.在图1中示出用于执行根据本发明的方法的车辆的一个实施例。车辆1包括控制单元2，所述控制单元与gps接收器3耦联。此外，控制单元2与用于确定车轮转速的转速传感器4耦联。在控制设备2中设置有车轮大小求取单元5，所述车轮大小求取单元与车速确定单元6耦联。此外，两个单元5和6与存储单元7连接。
21.结合图2应阐述根据本发明的方法的一个实施例。在方框100中估计由gps接收器2接收的gps信号的质量，并且估计交通条件。在方框110中检查，是否全部条件对应于预设。如果不是这种情况，那么返回方框100。如果全部条件符合要求地存在，那么在方框120中在轮胎尺寸求取单元5中开始所实施的实时程序。借此，在方框130中计算车辆1的实际轮胎尺寸r
cal
。随后，形成在实际求取的轮胎尺寸r
cal
和在存储单元7中存储的预设的轮胎尺寸r
current
之间的差的数值。所述差的数值在方框140中与预设的阈值β比较。如果所述数值差大于阈值β，那么过渡到方框150，在那里将求取的实际轮胎尺寸r
cal
替代当前存储的轮胎尺寸r
current
保存在存储单元7中。车速确定单元6现在借助新的实际求取的轮胎尺寸r
cal
来求取车速。随后，结束实时程序。当在方框140中确定的轮胎尺寸差的数值小于阈值时，也在方框160中结束程序。
22.此外应进一步地阐述用于求取实际轮胎尺寸r
cal
的实时程序。一般地，存在对于计算轮胎尺寸的多个影响源。其中的一些、如温度和空气湿度是非常小的从而可以不考虑。其他影响、如速度传感器的精度、gps精度、负载差和在变道时的估计误差在计算时予以考虑。轮胎尺寸r
cal
如下计算：
[0023][0024]
所述方程1简化成方程2。
[0025][0026]
转数n借助于近似方程3线性化。
[0027][0028]
得出：
[0029]
[0030][0031]
在所述方程中适用的是：
[0032]
s由车辆驶过的距离
[0033]
ε
gps
gps信号的精度状态
[0034]
ε
cl
变道的误差估计
[0035]
ε
n
转速传感器的精度
[0036]
n变道的数量
[0037]
n转数
[0038]
δr
fl
负载相关的误差估计
[0039]
在方程5中参数ε
n
、ε
cl
和ε
gps
小于1，因此所述参数中的两个参数的乘积是非常小的并且在继续考虑时可以忽略。
[0040]040][0041][0042][0043]
如果将方程7代入到方程6中，对于轮胎尺寸r
cal
得出如下内容：
[0044][0045]
为了得到高的精度，应该选择精确的转速传感器。精度在此不应超出0.5％。gps信号的影响与驶过的距离和gps信号的质量相关。一般地，标准gps系统(sps)具有22.5m的精度。改进的gps信号精确定位服务(pps)提供9m的精度。此外，借助附加的差分测量系统可以将精度改进到0.02m。在当信号质量为11.7m的正常使用中，gps不精确性的影响在行驶距离为2340m之后能够降低到0.5％。
[0046]
在图3中示出用于车辆的车道改变的原理图。假设变道的频率k(s)低于边界值，例如t/km，那么能够借助于
[0047]
n＝k(s)*s(9)
[0048]
将误差类型描述为
[0049][0050]
其中适用的是：
[0051]
s
w
在变道期间沿行驶方向的距离，
[0052]
s
l
垂直于行驶方向的距离，
[0053]
s
rw
用于变道的实际路径
[0054]
s
rwr
用于变道的简化路径
[0055]
v
sclar
用于真实估计的路径相对于实际路径的估计因数
[0056]
εclm转速传感器的精度
[0057]
误差εcl描述驱动器的相对于测量间距的实际间距：
[0058][0059]
另一方面，可以将实际行驶路段s
rw
近似为s
rwr
：
[0060][0061]
如果将方程12代入方程11中，得出：
[0062][0063]
在一个实施例中，在垂直于车道的距离s
l
为3.5m并且在变道期间沿行驶方向的距离s
w
为50m以及变道的频率k(s)为1/km、缩放因数v
sclar
＝1.1并且转速传感器的精度εclm为1％时，估计误差的影响减小到0.75％。
[0064]
此外，负载差对轮胎尺寸的确定具有大的影响，因为通过负载变化，真实的轮胎变形变化发生改变。在图4中示出用于轮胎的变形的大小的原理图。
[0065]
在轮胎的变形和负载之间的关系通过方程14近似地示出。
[0066][0067]
在方程15中将所述方程14作为等价物描述。
[0068][0069][0070]
其中
[0071]
f
l
为在车辆轮胎上的负载，
[0072]
f
lo
为在车辆上的初始负载，
[0073]
p
o
为初始压力，
[0074]
b为轮胎的宽度，
[0075]
x为轮胎的变形，
[0076]
x
o
为初始变形，
[0077]
r为未变形的轮胎的半径，
[0078]
δf
l
为负载差，并且
[0079]
α为负载差的系数。
[0080]
因为轮胎的变形x必须小于轮胎的半径r，在方程16中得出解，其中从当前负载s
l
至初始负载f
lo
，半径r的变化在
[0081][0082]
中描述。负载的变化在方程18中描述。
[0083]
δf
l
＝f
l
‑
f
l0
＝αf
l0
‑
f
l0
＝(α
‑
1)f
l0
ꢀꢀ
(18)
[0084]
α在此为与初始负载相比较的因数。
[0085]
如果将方程16和18用到方程17中，得出：
[0086][0087]
方程19简化地如下示出：
[0088][0089]
轮胎的实际半径如下描述：
[0090]
r
real
＝r
‑
x0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(21)
[0091]
如果将方程21输入到方程20中，得到归一化的方程22。
[0092][0093]
这表示，实际轮胎变形变化与负载变化和初始变形相关。假设，空的车辆连同一个乘客重1t并且当前的车辆具有1.2t的重量，因为4个人在车辆中占据空间，那么负载差的系数α＝1.2。轮胎的初始变形为2％，因此预期变形变化的相对变化为0.8。借助精确的重量传感器可以禁止所述误差。
[0094]
在变换方程8时，所描述的系统的总的相对测量误差能够如下示出：
[0095][0096]
在更换轮胎之后，轮胎尺寸以的大约1英寸增大或者减小。因此，测量系统要求1/2英寸的精度，这个从方程24中得出。
[0097][0098]
例如，
[0099][0100]
图5示出轮胎尺寸和要求的远端精度的相关性。如果轮胎尺寸为17英寸，那么在假设本说明书的最后部分中预期具有2.37的总相对系统误差的条件下，假设2.4％的精度。
[0101]
附图标记说明
[0102]
1车辆 2控制单元 3gps接收器 4转速传感器 5轮胎尺寸求取单元 6车速确定单元 7存储单元。