用于实时估计轮胎滚动阻力的系统和方法与流程

本公开总体涉及量化轮式机动车辆上的轮胎的性能方面。更具体地，如本文所公开的系统、方法和相关算法涉及基于感测到的轮胎充气压力和/或所包含的空气温度来估计作用在轮式机动车辆的轮胎上的滚动阻力，该轮式机动车辆包括但不限于摩托车、消费类车辆(例如，客车和轻卡)、商用车和越野(otr)车。

背景技术：

1、轮胎滚动阻力对燃气车辆的燃料经济性和选择性车辆的里程起主要作用。滚动阻力通常被简化为单个系数，即滚动阻力系数(或rrc)，该系数乘以作用在轮胎上的竖直负荷得到滚动拖曳阻力。这种方法存在几个问题。首先，rrc随着多个参数变化，这些参数包括速度、所包含的空气温度、轮胎充气压力、胎面深度等。此外，实时确定作用在轮胎上的竖直负荷在逻辑方面是困难的和/或在计算方面是低效的。

技术实现思路

1、考虑到常规系统中的前述缺陷，可实施本文所公开的用于更有效地确定作用在轮胎上的滚动阻力的方法以进一步提供重要的性能相关反馈。滚动阻力可通过利用所包含的空气温度或所包含的空气压力测量结果来估计，而不需要其他复杂变量。该滚动阻力估计然后可以以以下方式中的一种或多种方式使用，诸如例如为给定的轮胎-车辆组合提供关于燃料经济性和/或里程的更准确的估计。根据本公开的反馈可为车队提供对预期燃料成本的更好理解。当改变轮胎设计时，根据本公开的反馈可向车队管理实体和/或个体车主提供对应于他们特定行驶行为的燃料节省或电池里程的准确估计。

2、如本文所公开的方法的示例性实施方案可被提供用于估计作用在安装在车辆上的轮胎上的至少一个力。该方法包括：至少获得表示轮胎充气压力和/或所包含的空气温度的感测值的信号；以及从数据存储装置中检索一个或多个轮胎特定稳态值，该一个或多个轮胎特定的稳态值中的至少一个轮胎特定的稳态值至少对应于轮胎的磨损状态。然后可至少基于该一个或多个轮胎特定的稳态值以及轮胎充气压力和/或包含的空气温度的感测值来估计作用在轮胎上的滚动阻力。然后可生成对应于作用在轮胎上的所估计的滚动阻力的输出信号。

3、在根据上述实施方案的一个示例性方面中，可经由安装到轮胎的内衬的至少一个传感器(例如，轮胎压力监测系统(tpms)传感器)获得表示轮胎充气压力和/或所包含的空气温度的感测值的信号。

4、可基于经由安装到轮胎的内衬的至少一个传感器获得的对应于轮胎的动态机械行为的信号来实时估计轮胎的当前磨损状态。还可基于估计的当前磨损状态来更新至少对应于轮胎的磨损状态的至少一个轮胎特定的稳态值。

5、在根据上述方法的另一个示例性方面中，可经由安装到轮胎气门嘴的传感器获得表示轮胎充气压力的感测值的信号。

6、在根据上述方法的另一个示例性方面中，经由轮胎外部的轮速传感器间接获得表示轮胎充气压力的感测值的信号。

7、在根据上述方法的另一个示例性方面中，可基于经由靠近轮胎的至少一个外部传感器获得的至少对应于轮胎的胎面深度的信号以事件驱动方式估计轮胎的当前磨损状态，其中可以基于估计的当前磨损状态更新至少对应于轮胎的磨损状态的至少一个轮胎特定的稳态值。

8、在根据上述方法的另一个示例性方面中，可至少部分地基于轮胎安装在车辆上的确定位置来实时估计轮胎的当前磨损状态，其中可以基于所估计的当前磨损状态来更新至少对应于轮胎的磨损状态的至少一个轮胎特定的稳态值。作用在轮胎上的滚动阻力可相应地基于至少该一个或多个轮胎特定的稳态值和/或感测值和/或轮胎安装在车辆上的确定位置来估计。

9、在根据上述方法的另一个示例性方面中，可选择与轮胎和/或车辆和/或车辆操作者的能量消耗相关的预测模型。基于至少与作用在轮胎上的所估计的滚动阻力对应的输出信号作为所选的预测模型的输入来预测能量消耗值，并且向车载用户界面和/或与车队管理远程信息处理平台相关联的用户界面生成对应于预测的能量消耗值的显示输出。

10、预测的能量消耗值可例如包括预测的燃料经济性和/或预测的行驶里程。

11、在根据上述方法的另一个示例性方面中，从数据存储装置中选择性地检索与轮胎和/或车辆和/或车辆的操作者的行驶行为相关的历史数据。能量消耗值中的一个或多个能量消耗值因此进一步基于选择性检索的历史数据作为对所选的预测模型的输入来预测。

12、在根据上述方法的另一个示例性方面中，所预测的能量消耗值中的一个或多个所预测的能量消耗值包括在更换为相应的替代轮胎时估计的燃料节省和/或在更换为相应的替代轮胎时估计的行驶里程。

13、在根据上述方法的另一个示例性方面中，从数据存储装置中选择性地检索与安装在车辆上的轮胎的类型和一个或多个替代轮胎类型相关的轮胎数据。因此，可预测安装在车辆上的轮胎的类型和一个或多个替代轮胎类型中的每一者的相对能量消耗值。

14、在根据上述方法的另一个示例性方面中，估计的当前轮胎磨损可进一步用作轮胎牵引检测模型的输入。

15、在根据上述方法的另一个示例性方面中，估计的当前轮胎磨损和/或至少部分地基于估计的轮胎磨损的估计的轮胎牵引可作为输入提供给车辆控制单元，诸如例如主动安全单元。

16、在本文所公开的另一个实施方案中，提供了一种用于估计作用在安装在车辆上的轮胎上的至少一个力的系统，该系统包括：至少一个传感器，该至少一个传感器被配置成生成表示轮胎的充气压力和/或轮胎的所包含的空气温度的值的信号；和数据存储装置，该数据存储装置已经在其上输入和存储了一个或多个轮胎特定的稳态值，该一个或多个轮胎特定的稳态值中的至少一个轮胎特定的稳态值至少对应于轮胎的磨损状态。计算设备与该至少一个传感器和数据存储装置通信，并且还被配置为指导根据上述实施方案的方法中的步骤以及任选的相关联的示例性方面中的任何一个或多个方面的执行。

17、计算设备可例如是关于车辆的车载计算设备、关于车辆的操作者的移动计算设备、通信地链接到各种系统部件的远程服务器网络、车队管理远程信息处理平台的一部分等。

18、在本文所公开的另一实施方案中，一种计算机程序产品可以包括非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质具有驻留在其上并且可由处理器执行的程序指令以指导根据上述实施方案的方法中的步骤以及任选地相关联的示例性方面中的任何一个或多个方面的执行。这样的计算机程序产品可例如但不限于体现在关于车辆的车载计算设备、关于车辆的操作者的移动计算设备、通信地链接到各种系统部件的远程服务器网络、车队管理远程信息处理平台的一部分中等。

技术特征：

1.一种用于估计作用在安装在车辆上的轮胎(122)上的至少一个力的计算机实现的方法(200)，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中经由安装到所述轮胎的内衬的至少一个传感器(118)获得表示轮胎充气压力和/或所包含的空气温度的感测值的所述信号。

3.根据权利要求2所述的方法，所述方法包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其中经由安装到所述轮胎的气门嘴的传感器(118)获得表示轮胎充气压力的感测值的信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其中经由所述轮胎外部的轮速传感器间接获得表示轮胎充气压力的感测值的信号。

6.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括：

7.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括：

8.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其中所预测的能量消耗值包括预测的燃料经济性和/或预测的行驶里程。

10.根据权利要求9所述的方法，所述方法包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其中所预测的所述能量消耗值中的一个或多个能量消耗值包括在更换为相应的替代轮胎时估计的燃料节省和/或在更换为所述相应的替代轮胎时估计的行驶里程。

12.根据权利要求10所述的方法，所述方法包括：

13.根据权利要求1所述的方法，其中所估计的当前轮胎磨损还被用作轮胎牵引检测模型(270)的输入，并且所估计的当前轮胎磨损和/或至少部分地基于所估计的轮胎磨损的所估计的轮胎牵引作为输入提供给车辆控制单元(280)。

14.一种用于估计作用在安装在车辆上的轮胎(122)上的至少一个力的系统(100)，所述系统包括：

15.一种车载计算设备(102)，所述车载计算设备包括非暂态计算机可读介质(106)，所述非暂态计算机可读介质具有驻留在其上并且能够由处理器(104)执行的程序指令(108)以指导根据权利要求1至13中任一项所述的方法(300)中的步骤的执行。

技术总结
本文公开了用于估计例如作用在安装在车辆上的轮胎上的滚动阻力(242)的系统(100)和方法(300)。本发明的模型实现表示轮胎充气压力和/或所包含的空气温度的感测值的实时信号(230)、以及选择性检索的轮胎特定的稳态值(224)，这些稳态值中的至少一个稳态值对应于轮胎的磨损状态(222)。由于充气压力可以用来代替所包含的空气温度，因此实时信号可以从安装在轮胎的内衬上的传感器(118)、安装在轮胎的气门嘴上的传感器、或者甚至是其中充气被间接获得的外部传感器获得。该稳态值最初可使用鼓测试或有限元分析来获得，其中当前磨损估计(250)可以进一步被实时地提供用于调整初始值(252)以改善模型性能。

技术研发人员：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：2024/3/17