一种车辆轮胎工作模式识别方法及轮胎状况监测装置与流程

1.本发明涉及车辆自动驾驶技术领域，尤其涉及一种车辆轮胎工作模式识别方法及轮胎状况监测装置。


背景技术：

2.轮胎状况监测系统是保障车辆良好运转的安全系统，作为法规要求项目,近年来关于轮胎状况监测系统在汽车市场上迅猛发展。由于它能够实时监测汽车轮胎的运行状况,当轮胎出现漏气或者超高温等异常状况时，能及时发出警告给驾驶员,因而可以最大限度地避免轮胎受损,为车辆安全运行提供一个良好的保障。
3.作为汽车的一项主动安全系统，轮胎状况监测系统不仅可以防止车辆爆胎，避免事故的发生。另外，将轮胎充气至推荐的标准压力值也能降低车辆的油耗，使轮胎可以使用更长的时间。
4.在车辆的使用过程中，不可避免的会出现轮胎爆胎或者被硬物穿刺从而造成车辆无法继续行驶的情况，这时候需要启用车辆备胎。作为车辆中不常用，但又非常重要的配件，我们常常会关注正胎，而忽略对备胎情况的了解。如果在正胎发生故障不能继续使用的情况下，才去关注备胎，若此时才发现备胎的气压也过低了，就会给车主带来很大的麻烦。因此，有必要对轮胎工作模式处于何种状态进行自动识别。


技术实现要素：

5.针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种车辆轮胎工作模式识别方法及轮胎状况监测装置，能识别车辆轮胎的工作模式为正胎模式或备胎模式。
6.具体地，本发明提出了一种车辆轮胎工作模式识别方法，所述工作模式包括正胎模式和备胎模式，所述正胎模式用于表征所述轮胎处于使用状态，所述备胎模式用于表征所述轮胎处于备用状态，每个车辆轮胎配置一个轮胎状况监测装置，所述识别方法包括如下步骤：
7.s1，所述轮胎状况监测装置周期性地获取对应轮胎的第一信号，所述第一信号用于表征所述轮胎的旋转状态；
8.s2，基于所述第一信号确定所述轮胎是否发生滚动，若发生滚动，则累计滚动运动次数，若未发生滚动，则累计未发生滚动时长；
9.s3，基于滚动运动次数或未发生滚动时长，识别所述轮胎的工作模式。
10.根据本发明的一个实施例，所述步骤s3中，若对应轮胎的滚动运动次数超过预设值则判断该轮胎的工作模式为正胎模式，否则为备胎模式；
11.和/或，若对应轮胎的未发生滚动时长超过预设值，则判断该轮胎的工作模式为备胎模式，否则为正胎模式。
12.根据本发明的一个实施例，所述第一信号包含所述轮胎的旋转速度值或旋转加速度值；
13.在步骤s2中，若旋转速度值或旋转加速度值大于第一设定阈值，则对轮胎的发生滚动运动次数rollnum进行计数累加；若旋转速度值或旋转加速度值不大于第一设定阈值，则累计未发生滚动时长。
14.根据本发明的一个实施例，在步骤s3，若所述轮胎的发生滚动运动次数rollnum计数累加大于第二设定阈值，识别所述轮胎的工作模式为正胎模式，对所述轮胎的未发生滚动时长清零及发生滚动运动次数rollnum清零；
15.若所述轮胎未发生滚动时长大于设置阈值，识别所述轮胎的工作模式为备胎模式，对所述轮胎的未发生滚动时长清零及发生滚动运动次数rollnum清零。
16.根据本发明的一个实施例，所述设置阈值包括第三设定阈值与第四设定阈值；
17.若判断轮胎的胎压值不小于预设值且未发生滚动时长大于第三设定阈值，则识别所述轮胎的工作模式为备胎模式；
18.或判断轮胎的胎压值小于预设值且未发生滚动时长大于第四设定阈值，则识别所述轮胎的工作模式为备胎模式，其中所述第四设定阈值远小于第三设定阈值设置。
19.根据本发明的一个实施例，所述轮胎的工作模式为由正胎模式切换为备胎模式，且所述轮胎的工作模式被识别为备胎模式后,对应的所述轮胎状况监测装置对外发送的数据包的发送周期为p1，且持续时长为q1，待持续时长q1结束后，对应的所述轮胎状况监测装置对外发送的数据包的发送周期为p2，其中，p2大于p1。
20.根据本发明的一个实施例，若所述轮胎的工作模式为备胎模式，在所述轮胎状况监测装置对外发送的数据包中设定一备胎模式标志位。
21.根据本发明的一个实施例，车辆ecu接收本车所有轮胎状况监测装置发送的数据包，根据所述备胎模式标志位来确定所有轮胎的工作模式。
22.根据本发明的一个实施例，所述轮胎状况监测装置周期性地获取对应轮胎的第二信号，所述第二信号包含轮胎的胎压值，所述轮胎状况监测装置对外发送的数据包中包含所述第二信号；
23.车辆ecu接收所述数据包，并根据所述备胎模式标志位来确定所述轮胎的工作模式，若工作模式为备胎模式，则判断对应轮胎的胎压值是否小于第五设定阈值，若小于，则判断该轮胎需要充气。
24.本发明还提供了一种轮胎状况监测装置，用于实现前述的车辆轮胎工作模式识别方法，包括：
25.获取单元，用于周期性地获取对应轮胎的第一信号，所述第一信号用于表征所述轮胎的旋转状态；
26.判断单元，基于所述第一信号确定所述轮胎是否发生滚动；
27.计数单元，计算所述轮胎滚动运动次数；
28.计时单元，计算所述轮胎未发生滚动时长；
29.识别单元，基于所述轮胎滚动运动次数或未发生滚动时长，识别所述轮胎的工作模式。
30.本发明提供的一种车辆轮胎工作模式识别方法及轮胎状况监测装置，通过对车轮的旋转状态的判断来识别车辆轮胎的工作模式为正胎模式或备胎模式。
31.应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，
并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。
附图说明
32.包括附图是为提供对本发明进一步的解释，它们被收录并构成本技术的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。
33.附图中：
34.图1示出了本发明一个实施例的车辆轮胎工作模式识别方法的流程框图。
35.图2示出了本发明一个实施例的轮胎状况监测装置的结构示意图。
具体实施方式
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
37.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
38.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
39.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
40.在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
41.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，尽管本技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过
每个术语所蕴含的意义来理解本技术。
42.图1示出了本发明一个实施例的车辆轮胎工作模式识别方法的流程框图。如图所示，本发明提供了一种车辆轮胎工作模式识别方法。车辆轮胎的工作模式包括正胎模式和备胎模式。其中，正胎模式用于表征轮胎处于使用状态，处于使用状态的车辆轮胎称为正胎。备胎模式用于表征轮胎处于备用状态，处于备用状态的车辆轮胎称为备胎。每个车辆轮胎配置一个轮胎状况监测装置。该识别方法包括如下步骤：
43.s1，轮胎状况监测装置周期性地获取对应轮胎的第一信号，第一信号用于表征轮胎的旋转状态；
44.s2，基于第一信号确定轮胎是否发生滚动，若发生滚动，则累计滚动运动次数，若未发生滚动，则累计未发生滚动时长；
45.s3，基于滚动运动次数或未发生滚动时长，识别轮胎的工作模式。
46.该识别方法将本车轮胎的工作模式分为正胎模式和备胎模式，不同工作模式对应不同的工作状态，并通过轮胎状况监测装置侧对本车轮胎的工作模式进行判断以获取车辆上各轮胎的工作情况，具体而言，无论是安装在车辆上用于行驶的轮胎还是放置在车内的备用轮胎，均通过累计滚动运动次数或未发生滚动时长来识别车辆轮胎的工作模式为正胎模式或备胎模式。
47.较佳地，在步骤s3中，若对应轮胎的累计滚动运动次数超过预设值则判断该轮胎的工作模式为正胎模式，否则为备胎模式。容易理解的，当轮胎状况监测装置能够周期性地获取对应轮胎的第一信号时，车辆应处于启动状态，一旦车辆行驶，正胎就会发生连续滚动，因而可以通过累计滚动运动次数来判断轮胎的工作模式为正胎模式。
48.和/或，若对应轮胎的累计未发生滚动时长超过预设值，则判断该轮胎的工作模式为备胎模式，否则为正胎模式。同样的，当车辆启动并行驶过程中，一般备胎不会发生连续滚动，因此可以通过累计未发生滚动时长来判断轮胎的工作模式为备胎模式。
49.较佳地，第一信号包含旋转速度值或旋转加速度值，旋转速度值或旋转加速度值用于表征车辆轮胎的旋转状态。若旋转速度值或旋转加速度值大于第一设定阈值，则对车辆轮胎的发生滚动运动次数rollnum进行计数累加；若旋转速度值或旋转加速度值不大于第一设定阈值，则累计未发生滚动时长。在一实施例中，设定旋转加速度的第一设定阈值为5g，若旋转加速度值大于5g，则对车辆轮胎的发生滚动运动次数rollnum加1；若旋转加速度值小于等于5g，则判断车辆轮胎未发生滚动并累计未发生滚动时长。
50.较佳地，在步骤s3，若车辆轮胎的发生滚动运动次数rollnum计数累加大于第二设定阈值，则识别车辆轮胎的工作模式为正胎模式，对轮胎的未发生滚动时长清零及发生滚动运动次数rollnum清零。若未发生滚动时长大于设置阈值，则识别车辆轮胎的工作模式为备胎模式，对轮胎的未发生滚动时长清零及发生滚动运动次数rollnum清零。举例来说，若某一轮胎的累计发生滚动运动次数rollnum计数值为5，当大于第二设定阈值时则被识别为正胎。若不清零，当该正胎需要进行更换，即需要被切换为备胎工作模式时，由于其累计的滚动运动次数rollnum计数值仍然是5，则无法被识别为备胎。因此，一旦车辆轮胎的工作模式确定后，则清零该车辆轮胎的未发生滚动时长及发生滚动运动次数rollnum，以避免车辆轮胎切换工作模式或因车辆长时间停车而导致后续对车辆轮胎工作模式的识别错误。在一实施例中，设置第二设定阈值为1，未发生滚动时长的设定阈值为48h，若未发生滚动时长大
于48h，识别车辆轮胎的工作模式为备胎模式，即识别车辆轮胎为备胎，相应地清零车辆轮胎的发生滚动运动次数rollnum及未发生滚动时长。若车辆轮胎的发生滚动运动次数rollnum计数累加大于1，则判断车辆轮胎发生滚动，识别车辆轮胎的工作模式为正胎模式，即识别车辆轮胎为正胎，相应地清零车辆轮胎的发生滚动运动次数rollnum及未发生滚动时长。
51.更佳地，设置阈值包括第三设定阈值与第四设定阈值：若判断车辆轮胎的胎压值不小于预设值且未发生滚动时长大于第三设定阈值，则识别轮胎的工作模式为备胎模式。该种情况对应于车辆长期停车时，没有发生正胎和备胎之间的切换。该预设值通常设定为轮胎的标准胎压值，因为此时正胎具备足够的胎压值，不需要启用备胎，避免车辆正常使用过程中，正胎频繁的切换到备胎模式，从而降低正胎内轮胎状况检测装置的功耗。第三设定阈值可以设定为48h。当车辆轮胎的胎压值不小于标准胎压值且未发生滚动时长大于48h，则识别该轮胎的工作模式为备胎模式。对于每天都使用车辆的情况，因为车辆的使用间隔小于48h，所以正胎不会轻易进入备胎模式。
52.或判断轮胎的胎压值小于预设值且未发生滚动时长大于第四设定阈值，识别所述轮胎的工作模式为备胎模式，其中第四设定阈值远小于第三设定阈值设置。该种情况对应于车辆的正胎气压不足时，可能需要将正胎更换为备胎的情况。该预设值设定为轮胎的最低工作胎压值或低压报警阈值，若轮胎胎压值低于该设定值，则表明正胎无法良好的运行，正胎需要更换。第四设定阈值可以依据更换轮胎的耗时时间来定义，该实施例中设定为5min。
53.较佳地，轮胎的工作模式为由正胎模式切换为备胎模式，且轮胎的工作模式被识别为备胎模式后,对应的轮胎状况监测装置对外发送的数据包的发送周期为p1，且持续时长为q1，待持续时长q1结束后，对应的轮胎状况监测装置对外发送的数据包的发送周期为p2，其中，p2大于p1。常规的，轮胎状况监测装置所采集轮胎的状态信息并向外发送，在识别车辆轮胎为备胎的情况下，该轮胎状况监测装置对外发送的数据包的的发送周期为p1，采用持续时长为q1的发送方式，能够保证快速实现备胎的主动学习功能，待持续时长q1结束后降低发送周期p1为p2，是考虑到备胎的低功耗模式，更大程度的延长了设置在备胎内的轮胎状况监测装置的电池使用寿命。更佳地，发送周期p1为每分钟发送一次，持续时长q1为1h，发送周期p2为10分钟发送一次。
54.较佳地，若轮胎的工作模式为备胎模式，在轮胎状况监测装置对外发送的数5据包中设定一备胎模式标志位。更佳地，车辆ecu接收本车所有轮胎状况监测装置
55.发送的数据包，根据备胎模式标志位来确定所有轮胎的工作模式。具体来说，若接收的数据包中有备胎模式标志位，则判定该数据包由备胎上的轮胎状况监测装置发出。若接收的数据包中无备胎模式标志位，则判定该数据包由正胎上的轮胎状况监测装置发出。
56.0较佳地，轮胎状况监测装置周期性地获取对应轮胎的第二信号，第二信号包
57.含轮胎的胎压值，轮胎状况监测装置对外发送的数据包中包含第二信号；
58.车辆ecu接收数据包，并根据备胎模式标志位来确定轮胎的工作模式，若工作模式为备胎模式，则判断对应轮胎的胎压值是否小于第五设定阈值，若小于，则
59.判断该轮胎需要充气。第五设定阈值为最低工作胎压值，该情况是为了保证备胎达5到最低工作胎压值。一旦车辆运行时，正胎出现问题，需要进行正胎和备胎切换，
60.若备胎低于工作胎压值，则换上的备胎会导致其与接触路面的面积增大，造成轮胎内部温度升高，行驶时间长会增加轮胎内部结构的损坏和老化，从而降低轮胎的寿命；低于工作胎压值的轮胎容易磨损，会降低车辆的操控性能，行驶过程中会发生车辆侧偏，进而威胁到车辆的安全运行。
61.0图2示出了本发明一个实施例的轮胎状况监测装置的结构示意图。如图所示，
62.本发明还提供了一种轮胎状况监测装置200。该轮胎状况监测装置200用于实现前述的车辆轮胎工作模式识别方法。轮胎状况监测装置200主要包括获取单元201、判断单元202、技术单元203、计时单元204和识别单元205。
63.获取单元201用于周期性地获取对应轮胎的第一信号，第一信号用于表征轮5胎的旋转状态；
64.判断单元202用于基于第一信号确定轮胎是否发生滚动；
65.计数单元203用于计算轮胎滚动运动次数；
66.计时单元204用于计算轮胎未发生滚动时长；
67.识别单元205用于基于轮胎滚动运动次数或未发生滚动时长来识别轮胎的工作模式。
68.较佳地，在识别单元205设置轮胎的滚动运动次数的预设值以及未发生滚动时长的预设值；若对应轮胎的滚动运动次数超过预设值则判断该轮胎的工作模式为正胎模式，否则为备胎模式；
69.和/或，若对应轮胎的未发生滚动时长超过预设值，则判断该轮胎的工作模式为备胎模式，否则为正胎模式。
70.较佳地，第一信号包含所述轮胎的旋转速度值或旋转加速度值；若旋转速度值或旋转加速度值大于第一设定阈值，则计数单元203累计轮胎滚动运动次数；若旋转速度值或旋转加速度值不大于第一设定阈值，则计时单元204累计未发生滚动时长。
71.较佳地，在识别单元205设置第二设定阈值和设置阈值；若轮胎的发生滚动运动次数rollnum计数累加大于该第二设定阈值，则识别轮胎的工作模式为正胎模式，对轮胎的未发生滚动时长清零及发生滚动运动次数rollnum清零；若所述轮胎未发生滚动时长大于设置阈值，则识别轮胎的工作模式为备胎模式，对轮胎的未发生滚动时长清零及发生滚动运动次数rollnum清零。
72.较佳地，设置阈值包括第三设定阈值与第四设定阈值；若判断轮胎的胎压值不小于预设值且未发生滚动时长大于第三设定阈值，则识别单元205识别轮胎的工作模式为备胎模式；或判断轮胎的胎压值小于预设值且未发生滚动时长大于第四设定阈值，则识别单元205识别轮胎的工作模式为备胎模式，其中第四设定阈值远小于第三设定阈值设置。
73.本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。