[发明专利]使用道路纵断面自适应滤波的轮胎载荷估计系统

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得的轮胎参数数据的轮胎监测系统，并且更特别地涉及为了基于测得的轮胎参数数据来估计轮胎加载而生成的系统和方法。

背景技术

可以通过轮胎压力监测系统（TPMS）来监测车辆安装的轮胎，该轮胎压力监测系统（TPMS）在车辆操作期间测量诸如压力和温度之类的轮胎参数。来自轮胎装配的TPMS系统的数据被用来基于测得的轮胎参数来查明轮胎的状态，并且使驾驶员意识到可能需要补救维护的状况，诸如低轮胎压力或泄露这类。在轮胎制造的预固化阶段或者在对轮胎的后固化组装中，在每个轮胎内安装传感器。

对于车辆操作和安全性来说，诸如轮胎加载之类的其他因素是重要的考虑因素。因此进一步希望的是，在实时且驾驶状况下估计轮胎加载并且将载荷信息连同前述测得的压力和温度的轮胎参数一起传递给车辆操作员和/或车辆系统（诸如制动系统）。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种动态载荷估计系统，其包括：车辆载荷承载轮胎；安装到轮胎的至少一个轮胎传感器，该传感器可操作用来测量一个轮胎的轮胎变形并且生成传达测得的变形数据的原始载荷指示信号；道路粗糙度估计装置，其用于确定道路粗糙度估计；未滤波的载荷估计装置，其用于根据该原始载荷指示信号来生成静态载荷估计；滤波装置，其用于通过道路粗糙度估计来对该静态载荷估计进行滤波；以及载荷估计装置，其用于基于已滤波的载荷估计来估计一个轮胎上的估计载荷。

在另一方面中，轮胎传感器在配置中起到生成对轮胎变形作出响应的信号的能量收获设备的作用。

根据另一方面，该滤波装置被配置为使用基于递归的过程的自适应滤波器（诸如自适应卡尔曼滤波器）。自适应卡尔曼滤波器根据未滤波的轮胎覆盖区长度估计来生成通过道路粗糙度估计自适应滤波的覆盖区长度估计。然后已滤波的覆盖区长度连同测得的轮胎膨胀压力和轮胎标识数据被用于从轮胎特定的数据库提取估计的轮胎载荷。在第一实施例中，轮胎粗糙度估计装置在操作上将表面粗糙度分类系统应用于原始道路指示信号以便确定相对道路粗糙度估计。滤波装置然后操作用来通过相对道路粗糙度估计来对测得的变形数据进行滤波。来自车辆安装的传感器的数据被用在自适应滤波器中并且被应用于来自轮胎的静态载荷估计以便生成道路纵断面高度估计和载荷变化估计。在操作上将估计的道路纵断面高度与已滤波载荷估计融合以便产生计算的瞬时轮胎载荷估计。

根据本发明，提出一种用于估计车辆载荷的动态载荷估计系统，其特征在于包括：支撑车辆的至少一个轮胎；安装到所述一个轮胎的轮胎传感器装置，该传感器装置可操作用来测量所述一个轮胎的轮胎变形并且生成传达测得的变形数据的载荷指示原始信号；载荷估计装置，其用于根据所述载荷指示原始信号来确定轮胎上的未滤波载荷估计；道路粗糙度估计装置，其用于确定道路粗糙度估计；滤波装置，其用于通过道路粗糙度估计来对未滤波的载荷估计进行滤波；以及载荷估计装置，其用于根据滤波装置来确定所述一个轮胎上的已滤波载荷估计。

进一步地，所述轮胎传感器装置包括能量收获装置，所述载荷指示原始信号表示从所述一个轮胎的变形收获的能量。

进一步地，所述轮胎传感器装置包括至少一个基于压电的传感器。

进一步地，所述滤波装置包括自适应滤波装置。

进一步地，所述自适应滤波装置包括使用基于递归的过程的自适应卡尔曼滤波器。

进一步地，所述载荷估计装置根据所述载荷指示原始信号来确定轮胎的估计的未滤波覆盖区长度。

进一步地，所述自适应卡尔曼滤波器根据估计的未滤波覆盖区长度来确定已滤波的覆盖区长度估计。

进一步地，还包括轮胎特定的数据库，其根据包括已滤波的覆盖区长度估计、测得的轮胎膨胀压力和轮胎识别数据的输入来确定所述一个轮胎上的载荷估计。

进一步地，所述道路粗糙度估计装置在操作上将表面粗糙度分类系统应用于所述载荷指示原始信号以便确定相对道路粗糙度估计，所述自适应滤波装置被操作用于通过所述相对道路粗糙度估计来对估计的未滤波覆盖区长度进行滤波。

进一步地，还包括道路纵断面高度估计装置，其用于根据至少一个车辆安装的传感器装置来确定估计的量化道路纵断面高度。

进一步地，所述车辆安装的传感器装置包括悬架偏转测量装置。

进一步地，所述车辆安装的传感器装置还包括用于测量车辆底盘加速度的底盘安装的加速度计装置。

进一步地，在操作上将估计的道路纵断面高度与已滤波载荷估计融合以便产生计算的瞬时轮胎载荷估计。