[发明专利]车辆重量和重心估计系统及方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及用于在车辆操作期间收集测量的轮胎参数数据的轮胎监控系统，并且更特别地，涉及用于基于这样的测量结果来估计车辆轮胎载荷。

背景技术

车载轮胎可以被在车辆操作期间测量诸如压力和温度之类的轮胎参数的轮胎压力监控系统(TPMS)监控。来自TPMS轮胎装配系统的数据被用来基于测量的轮胎参数确定轮胎的状态并且使驾驶员警觉可能要求补救维修的状况，诸如低轮胎压力或泄漏。每个轮胎内的传感器在轮胎制造的预固化阶段或者在后固化装配中被安装到轮胎。

诸如轮胎载荷之类的其他因素对于车辆操作和安全来说是重要的考虑事项。因此进一步期望测量轮胎载荷并且将负荷信息传送给车辆操作员和/或车辆系统，诸如结合压力和温度的所测量的轮胎参数进行制动。

发明内容

根据本发明的一方面，用于估计荷载的负荷估计系统和方法包括：车辆轮胎；轮胎旋转计数器，其用于从轮胎的旋转生成旋转计数；装置，其用于测量由车辆所行进的距离；有效半径计算器，其用于根据行进距离和旋转计数来计算轮胎的有效半径；以及负荷估计计算器，其用于根据轮胎的有效半径来计算由车辆轮胎所承载的负荷。距离测量装置可以构成全球定位系统。

根据本发明的另一方面，一次旋转的时间被确定并且车辆速度根据轮胎的有效半径和一次旋转的时间被计算。

在另一方面，轮胎压力和温度被测量并且测量的压力和温度数据与有效半径和车辆速度一起被用在借助于负荷估计算法来计算负荷估计中。

依据附加的方面，轮胎垂直刚度根据轮胎压力和车辆速度被计算并且用作为入负荷估计算法的输入。

根据另一个方面，重心高度估计从由车辆所承载的估计的总负荷被作出，所述总负荷根据依据按照上面所概述的系统和方法计算的有效半径的估计而作出的由车辆轮胎所承载的个别负荷的总和而被确定。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于估计车辆负荷的负荷估计系统，其包括：

至少一个轮胎，其支承车辆；

轮胎旋转计数器，其用于从所述轮胎的旋转生成旋转计数；

距离测量装置，其用于测量由所述车辆所行进的距离；

有效半径计算装置，其用于根据所述行进距离和所述旋转计数来计算所述轮胎的有效半径；以及

负荷估计装置，其用于根据所述有效半径来计算由所述车辆轮胎所承载的所述负荷。

优选地，在所述的负荷估计系统中，所述距离测量装置包括全球定位系统。

优选地，在所述的负荷估计系统中，所述有效半径计算装置可操作地通过将由所述全球定位系统所测量的距离除以所述旋转计数乘2п的乘积来计算所述轮胎的有效半径。

优选地，在所述的负荷估计系统中，其中进一步包括用于测量用于一次旋转的时间的旋转时间测量装置。

优选地，在所述的负荷估计系统中，其中进一步包括用于通过将所述轮胎的所述有效半径乘2п的所述乘积除以一次旋转的所述时间来计算车辆速度的车辆速度计算装置。

优选地，在所述的负荷估计系统中，其中进一步包括用于测量轮胎压力和轮胎温度的轮胎压力和温度监控装置。

优选地，在所述的负荷估计系统中，其中所述负荷估计装置包括计算装置，所述计算装置接收所述轮胎压力、轮胎温度、有效半径以及车辆速度作为输入并且借助于负荷估计算法根据所述输入来计算负荷估计。

优选地，在所述的负荷估计系统中，其中进一步包括用于根据作为到所述负荷估计算法中的输入的所述轮胎压力、轮胎温度以及车辆速度来确定轮胎垂直刚度的轮胎垂直刚度计算装置。

优选地，在所述的负荷估计系统中，其中，所述负荷估计算法包括接收所述轮胎垂直刚度、所述轮胎有效滚动半径以及作为输入的轮胎原始半径作为输入的递归最小二乘算法。

优选地，在所述的负荷估计系统中，其中，所述负荷估计装置可操作地计算由支承所述车辆的多个轮胎所承载的相应负荷。

优选地，在所述的负荷估计系统中，其中，由所述车辆所承载的估计的总负荷包括所述多个轮胎的所述相应负荷的总和。

优选地，在所述的负荷估计系统中，进一步包括用于根据所述估计的总负荷来估计车辆重心的重心高度估计装置。

根据本发明的一个方面，还提供了一种确定由轮胎所承载的估计的车辆负荷的方法，其包括：

根据所述轮胎的旋转来确定旋转计数；

测量由所述车辆所行进的所述距离；

根据所述行进距离和所述旋转计数来计算所述轮胎的有效半径；以及

根据所述有效半径来计算由所述车辆轮胎所承载的所述负荷。