用于根据轮胎压力和/或温度测量结果来估计胎面深度的系统和方法与流程

本公开整体涉及轮式车辆上的轮胎的胎面深度估计。更具体地，如本文所公开的系统、方法和相关算法可使用轮胎压力和/或环境温度测量结果对轮式车辆的轮胎的胎面深度进行例如改进的估计，该轮式车辆包括但不限于摩托车、消费类车辆(例如，乘用车和轻型卡车)、商业和越野(otr)车辆。

背景技术：

1、当前轮胎胎面深度的估计以及轮胎磨损的相关联预测对于拥有或操作车辆的任何人都是重要工具，特别是在车队管理的背景下。随着对轮胎的使用，通常胎面逐渐地变得更薄，并且整体轮胎性能发生变化。在某一时刻，了解轮胎状况变得至关重要，因为轮胎胎面不充足可能产生不安全的驾驶状况。例如，当道路状况不佳时，轮胎可能无法抓地，并且驾驶员可能失去对他或她的车辆的控制。一般而言，当在雨天、雪天等驾驶时，轮胎胎面越薄，驾驶员越容易失去牵引力。

2、另外，不规则胎面磨损可能出于多种原因而发生，这些原因可能引起用户比原本所需的更早地更换轮胎。车辆、驾驶员和各个轮胎全都彼此不同，并且可能导致轮胎以非常不同的速率磨损。例如，用于跑车的高性能轮胎比用于家用轿车的轮胎磨损得更快。然而，各种各样的因素可能导致轮胎比预期的磨损得更早，和/或导致轮胎不规则地磨损并且产生噪声或振动。过早和/或不规则轮胎磨损的两个常见原因是不适当的充气压力和超规格的对准条件。

3、期望提供胎面深度估计，优选地以接近实时的方式，否则缺乏估计会给许多重要的车队管理任务造成困难，诸如例如维护警报的产生、剩余磨损寿命的量的预测、哪些(以及何时)轮胎将需要更换的预测、成本预测等。

4、如果可以在不需要向车辆添加任何额外硬件的情况下提供此类胎面深度估计，则进一步期望提供此类胎面深度估计。

技术实现思路

1、本文公开了用于估计轮胎的胎面深度的示例性系统、方法和相关联模型。在各种实施方案中，此类模型可以在理论上建立，因为热时间常数与轮胎的质量直接相关，使得随着轮胎磨损和质量损失，热时间常数将减小。在具体实施方案中，此类模型可集中于轮胎处于静止状态并冷却的时间段，这简化了热时间常数与轮胎质量之间的关系。

2、如本文所公开的用于估计安装在车辆上的至少第一轮胎上剩余的胎面深度的计算机实现的方法的示例性实施方案可包括：检测与车辆和/或轮胎相关联的运行数据；以及还检测至少对应于环境温度和所包含的空气温度的轮胎状态数据。可至少部分地基于所检测的运行数据和轮胎状态数据随时间的所检测的变化来估计轮胎的热质量。还可至少部分地基于相应的所估计的热质量来估计轮胎的当前胎面深度。

3、在根据上述实施方案的一个示例性方面，可通过安装在轮胎上的传感器直接测量所包含的空气温度。另选地，可与直接测量的轮胎充气压力相关联地导出所包含的空气温度。

4、在根据上述实施方案的另一示例性方面，可通过安装到至少第一轮胎外部的一个或多个传感器来检测轮胎状态数据。

5、在根据上述实施方案的另一示例性方面，该方法还可包括在车辆停止的情况下：确定在冷却期间与轮胎相关联的时间常数随时间的变化；以及至少部分地基于所确定的时间常数随时间的变化来估计轮胎的热质量的变化。

6、在根据上述实施方案的另一示例性方面，该方法还可包括在车辆停止的情况下：在冷却期间监测轮胎压力和/或所包含的空气温度；在冷却期间确定所监测的轮胎压力和/或所包含的空气温度的冷却速率；以及至少部分地基于所监测的轮胎压力和/或所包含的空气温度的所确定的冷却速率来估计轮胎的热质量。

7、在根据上述实施方案的另一示例性方面，在车辆移动的情况下，与车辆相关联的所检测的运行数据还包括车辆速度和载荷；并且该方法还包括确定依赖于轮胎的热质量的时间常数。

8、在根据上述实施方案的另一示例性方面，在车辆移动的情况下，与车辆相关联的所检测的运行数据还包括车辆速度；并且基于相对于轮胎压力和/或所包含的空气温度的历史数据的热质量的聚合模型来校准轮胎的所估计的热质量。

9、在根据上述实施方案的另一示例性方面，该方法还可包括：将所估计的胎面深度作为轮胎磨损预测模型的输入来实施。

10、在根据上述实施方案的另一示例性方面，该方法还可包括：基于相较与轮胎相关联的一个或多个轮胎磨损阈值而言的预测的轮胎磨损状态来预测至少第一轮胎的更换时间。

11、在根据上述实施方案的另一示例性方面，该一个或多个轮胎磨损阈值可包括对应于车辆-轮胎组合的给定车轮位置的轮胎胎面阈值。

12、在根据上述实施方案的另一示例性方面，该方法还可包括：生成包括所预测的更换时间和与车辆-轮胎组合相关联的标识符的车辆维护警报；以及向车队管理设备传输包括车辆维护警报的消息。

13、在另一实施方案中，本文公开了一种用于估计安装在车辆上的至少第一轮胎上剩余的胎面深度的系统，该系统包括：一个或多个传感器；和计算设备，该计算设备功能性地链接到一个或多个传感器和可选择算法热模型，并且被配置为指导根据上述实施方案以及可选地任何一个或多个相关联的示例性方面的方法中的步骤的执行。

14、在根据上述系统实施方案的一个示例性方面，将一个或多个传感器安装到至少第一轮胎外部。

15、在根据上述系统实施方案的另一示例性方面中，该一个或多个传感器包括轮胎压力监测系统(tpms)传感器。

16、在根据上述系统实施方案的另一示例性方面中，该计算设备相对于车辆是远程的，并且经由通信网络和驻留在车辆内的至少第二计算设备功能性地链接到一个或多个传感器。

技术特征：

1.一种用于估计安装在车辆上的轮胎上剩余的胎面深度的计算机实现的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中：

3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中：

4.根据权利要求3所述的计算机实现的方法，其中：

5.根据权利要求1至4中任一项所述的计算机实现的方法，所述方法还包括在所述车辆停止的情况下：

6.根据权利要求1至4中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述方法还包括在所述车辆停止的情况下：

7.根据权利要求1至4中任一项所述的计算机实现的方法，其中：

8.根据权利要求1至4中任一项所述的计算机实现的方法，其中：

9.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，所述方法还包括：

10.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，所述方法还包括：

11.根据权利要求10所述的计算机实现的方法，其中：

12.根据权利要求10所述的计算机实现的方法，所述方法还包括：

13.一种用于估计安装在车辆上的至少第一轮胎上剩余的胎面深度的系统，所述系统包括：

14.根据权利要求13所述的系统，其中：

15.根据权利要求13或14所述的系统，其中所述计算设备相对于所述车辆是远程的，并且经由通信网络和驻留在所述车辆内的至少第二

技术总结
本文公开了用于估计安装在车辆上的轮胎上剩余的胎面深度的系统和方法。提供一个或多个传感器用于检测与该车辆相关联的运行数据以及对应于环境温度和所包含的空气温度的轮胎测量结果，这些测量结果可直接测量或从所测量的轮胎压力导出。至少基于所检测的运行数据和轮胎状况来估计该轮胎的热质量，并且至少部分地基于相应的所估计的热质量来估计该轮胎的当前胎面深度。在某些实施方案中，可使用限于在该车辆不移动时在该轮胎的冷却阶段捕获的测量结果的热传递模型来执行热质量估计，从而简化对应时间常数的计算。

技术研发人员：H·R·多尔菲,托马斯·A·萨姆斯
受保护的技术使用者：普利司通美国轮胎运营有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15