CN114877981B

CN114877981B - 一种轮胎载荷的测量方法和装置

Info

Publication number: CN114877981B
Application number: CN202210447480.0A
Authority: CN
Inventors: 申国栋; 欧炫峰; 陈子邮; 温伟峰; 李育方; 王善超
Original assignee: Dongfeng Liuzhou Motor Co Ltd
Current assignee: Dongfeng Liuzhou Motor Co Ltd
Priority date: 2022-04-26
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2023-10-31
Anticipated expiration: 2042-04-26
Also published as: CN114877981A

Abstract

本发明提供了一种轮胎载荷的测量方法和装置，所述方法包括：实时获取待测汽车的行驶速度、待测轮胎的胎压和接地印痕长度；根据与同型号无老化轮胎的胎压，进行拟合处理，获得第一拟合参数；获取待测轮胎相对于无老化轮胎的影响系数，对所述第一拟合参数进行修正，获得第二拟合参数；第二拟合参数与待测轮胎对应；根据第二拟合参数、待测轮胎的胎压、接地印痕长度以及行驶速度，获得待测轮胎的垂向载荷，获得测量结果。相比于现有技术，测量过程中考虑了轮胎老化的影响因素，根据轮胎老化程度进行修正，获得待测轮胎的拟合参数，从而提高了测量的准确性；并且，做到了实时的测量，不需要返厂标定，降低了测量成本。

Description

一种轮胎载荷的测量方法和装置

技术领域

本发明涉及交通运输技术领域，尤其涉及一种轮胎载荷的测量方法和装置。

背景技术

当前的商用车载重测量主要是通过传感器去感知车体上的钢板弹簧或悬架的形变，将形变量转换为电信号并计算载重量。但是该方法涉及到车体本身的性能，使用的应变片式传感器长时间使用会由于材料的拉伸特性发生变化而导致产生误差，形变量大时，测量结果将不再呈现线性规律变化；同时，随着使用年限的增加，车体本身的金属性能也会发生变化，影响测量结果。为了保证测量的精确性，每年都需要将传感器等返厂标定，使用成本较高。

发明内容

本发明提供了一种轮胎载荷的测量方法和装置，可根据轮胎老化因素实时对载荷测量结果进行修正，提高了测量的准确性。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种轮胎载荷的测量方法，包括：

实时获取待测汽车的行驶速度、待测轮胎的胎压和接地印痕长度；

根据所述行驶速度和与所述待测轮胎相同型号的无老化轮胎的预设胎压，进行拟合处理，获得所述无老化轮胎的第一拟合参数；

获取所述待测轮胎相对于所述无老化轮胎的影响系数，对所述第一拟合参数进行修正处理，获得第二拟合参数；其中，所述第二拟合参数与所述待测轮胎对应；

根据所述第二拟合参数、所述待测轮胎的胎压、所述接地印痕长度以及所述行驶速度，获得所述待测轮胎的垂向载荷，以获得测量结果。

作为优选方案，所述获得所述待测轮胎的垂向载荷，具体为：

根据下式获得所述待测轮胎的垂向载荷F_z：

其中，k₁、k₂和k₃为所述第二拟合参数，p为所述待测轮胎的胎压，cl为所述接地印痕长度，v为所述行驶速度。

作为优选方案，在所述获得所述待测轮胎的垂向载荷之后，还包括：对所述待测轮胎的垂向载荷进行滤波处理，具体为：将预设时间段内不同时刻的所述待测轮胎的垂向载荷分别转换为所述待测汽车的质量，获得质量的一维序列，从所述一维序列中选取出中位数，以获得测量结果。

作为优选方案，所述获得所述无老化轮胎的第一拟合参数，具体为：

根据下列多项式函数，进行拟合处理，获得所述第一拟合参数k′₁、k′₂和k′₃：

k＝a+b＊p^m+c＊vⁿ；

其中，k为中间变量，a、b和c为系数以及常数项，m为胎压对应的拟合次数，n为行驶速度对应的拟合次数。

作为优选方案，所述对所述第一拟合参数进行修正处理，获得第二拟合参数，具体为：将所述影响系数和第一拟合系数k′₁、k′₂和k′₃分别相乘，获得所述第二拟合参数k₁、k₂和k₃。

相应的，本发明实施例还提供了一种轮胎载荷的测量装置，包括获取模块、拟合模块、修正模块和测量模块；其中，

所述获取模块用于实时获取待测汽车的行驶速度、待测轮胎的胎压和接地印痕长度；

所述拟合模块用于根据所述行驶速度和与所述待测轮胎相同型号的无老化轮胎的预设胎压，进行拟合处理，获得所述无老化轮胎的第一拟合参数；

所述修正模块用于获取所述待测轮胎相对于所述无老化轮胎的影响系数，对所述第一拟合参数进行修正处理，获得第二拟合参数；其中，所述第二拟合参数与所述待测轮胎对应；

所述测量模块用于根据所述第二拟合参数、所述待测轮胎的胎压、所述接地印痕长度以及所述行驶速度，获得所述待测轮胎的垂向载荷，以获得测量结果。

作为优选方案，所述测量模块获得所述待测轮胎的垂向载荷，具体为：

所述测量模块根据下式获得所述待测轮胎的垂向载荷F_z：

作为优选方案，所述测量装置还包括滤波模块，所述滤波模块在所述获得所述待测轮胎的垂向载荷之后，对所述待测轮胎的垂向载荷进行滤波处理，具体为：所述滤波模块将预设时间段内不同时刻的所述待测轮胎的垂向载荷分别转换为所述待测汽车的质量，获得质量的一维序列，从所述一维序列中选取出中位数，以获得测量结果。

作为优选方案，所述拟合模块获得所述无老化轮胎的第一拟合参数，具体为：

所述拟合模块根据下列多项式函数，进行拟合处理，获得所述第一拟合参数k′₁、k′₂和k′₃：

k＝a+b＊p^m+c＊vⁿ；

作为优选方案，所述修正模块对所述第一拟合参数进行修正处理，获得第二拟合参数，具体为：所述修正模块将所述影响系数和第一拟合系数k′₁、k′₂和k′₃分别相乘，获得所述第二拟合参数k₁、k₂和k₃。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

本发明实施例提供了一种轮胎载荷的测量方法和装置，所述方法包括：实时获取待测汽车的行驶速度、待测轮胎的胎压和接地印痕长度；根据所述行驶速度和与所述待测轮胎相同型号的无老化轮胎的预设胎压，进行拟合处理，获得所述无老化轮胎的第一拟合参数；获取所述待测轮胎相对于所述无老化轮胎的影响系数，对所述第一拟合参数进行修正处理，获得第二拟合参数；其中，所述第二拟合参数与所述待测轮胎对应；根据所述第二拟合参数、所述待测轮胎的胎压、所述接地印痕长度以及所述行驶速度，获得所述待测轮胎的垂向载荷，以获得测量结果。相比于现有技术，测量过程中考虑了轮胎老化的影响因素，根据轮胎老化程度进行修正，获得待测轮胎的拟合参数，从而提高了测量的准确性；并且，做到了实时的测量，不需要返厂标定，降低了测量成本。

附图说明

图1：为本发明提供的一种轮胎载荷的测量方法的一种实施例的流程示意图。

图2：为本发明提供的一种轮胎载荷的测量装置的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种轮胎载荷的测量方法，包括步骤S1至S4；其中，

步骤S1，实时获取待测汽车的行驶速度、待测轮胎的胎压和接地印痕长度。

在本实施例中，通过读取待测汽车的CAN总线获取汽车的行驶速度，进一步的，结合GPS进行获取，两者相结合可以提高对汽车行驶速度的测量准确性。通过TPMS胎压监测传感器来获取待测轮胎的胎压以及无老化无磨损轮胎的胎压；根据待测轮胎径向加速度，在已知待测轮胎周长情况下，可计算出待测轮胎的接地印痕长度。

优选的，本实施例提供的轮胎载荷的测量方法应用于30－60km/h的车速范围内。

步骤S2，根据所述行驶速度和与所述待测轮胎相同型号的无老化轮胎的预设胎压，进行拟合处理，获得所述无老化轮胎的第一拟合参数。

在本实施例中，根据下列多项式函数，进行拟合处理，获得所述第一拟合参数k′₁、k′₂和k′₃：

k＝a+b＊p^m+c＊vⁿ；

其中，k为中间变量，a、b和c为系数以及常数项，m为胎压对应的拟合次数，n为行驶速度对应的拟合次数，其中，第一拟合参数与所述无老化轮胎对应。需要说明的是，获取第一拟合参数的依据并不局限于该多项式函数，也可以为其他的函数，该公式仅作为本实施例的一种举例。

步骤S3，获取所述待测轮胎相对于所述无老化轮胎的影响系数，对所述第一拟合参数进行修正处理，获得第二拟合参数；其中，所述第二拟合参数与所述待测轮胎对应。

在本实施例中，作为本实施例的一种举例，随着轮胎伴随的行驶里程的增加，当轮胎磨损、老化时，径向刚度会发生变化，根据行驶里程可以通过现有技术获得轮胎所处于的老化和磨损的阶段，得到影响系数，该影响系数既考虑了老化的影响也考虑了磨损的影响。将所述影响系数和第一拟合系数k′₁、k′₂和k′₃分别相乘，可以获得所述第二拟合参数k₁、k₂和k₃。

步骤S4，根据所述第二拟合参数、所述待测轮胎的胎压、所述接地印痕长度以及所述行驶速度，获得所述待测轮胎的垂向载荷，以获得测量结果。

在本实施例中，根据下式获得所述待测轮胎的垂向载荷F_z：

在获得所述待测轮胎的垂向载荷之后，还包括：对所述待测轮胎的垂向载荷进行非线性平滑技术的中值滤波法进行处理，具体地，将预设某个时间段内不同时间点测得的所述待测轮胎的垂向载荷分别一一转换为所述待测汽车的质量，获得质量的一维序列{m₁，m₂，m₃……m_n}；取所述一维序列中的中位数，获得测量结果。在实际应用中，轮胎的温度以及路面的凹凸不平都会导致胎压的改变，而通过对垂向载荷数据的滤波处理，可以有效排除因路面不平造成的胎压突变，接地长度以及路面积水导致的轮胎温度降低等因素造成的异常数据。

优选的，所述轮胎载荷的测量方法还包括将测量获得的行驶速度、待测轮胎的胎压和接地长度以及第一拟合参数、第二拟合参数等数据，使用T－box通过无线网络与远程服务与管理平台信号连接，发送至云端数据库，方便随时调用。另外，可以积累不同型号轮胎的数据库，也方便了以后测量的随时调用。另外，在后期实时测得轮胎自身参数以及传感器的测量数据，只需要发送至云端，即可根据相应的工况进行计算，完成参数的校准。

本发明实施例还提供了一种轮胎载荷的测量装置，包括获取模块101、拟合模块102、修正模块103和测量模块104；其中，

所述获取模块101用于实时获取待测汽车的行驶速度、待测轮胎的胎压和接地印痕长度；

所述拟合模块102用于根据所述行驶速度和与所述待测轮胎相同型号的无老化轮胎的预设胎压，进行拟合处理，获得所述无老化轮胎的第一拟合参数；

所述修正模块103用于获取所述待测轮胎相对于所述无老化轮胎的影响系数，对所述第一拟合参数进行修正处理，获得第二拟合参数；其中，所述第二拟合参数与所述待测轮胎对应；

所述测量模块104用于根据所述第二拟合参数、所述待测轮胎的胎压、所述接地印痕长度以及所述行驶速度，获得所述待测轮胎的垂向载荷，以获得测量结果。

在本实施例中，所述测量模块104获得所述待测轮胎的垂向载荷，具体为：

所述测量模块104根据下式获得所述待测轮胎的垂向载荷F_z：

在本实施例中，所述测量装置还包括滤波模块，所述滤波模块在所述获得所述待测轮胎的垂向载荷之后，对所述待测轮胎的垂向载荷进行滤波处理，具体为：所述滤波模块将预设时间段内不同时刻的所述待测轮胎的垂向载荷分别转换为所述待测汽车的质量，获得质量的一维序列，从所述一维序列中选取出中位数，以获得测量结果。

在本实施例中，所述拟合模块102获得所述无老化轮胎的第一拟合参数，具体为：

所述拟合模块102根据下列多项式函数，进行拟合处理，获得所述第一拟合参数k′₁、k′₂和k′₃：

k＝a+b＊p^m+c＊vⁿ；

在本实施例中，所述修正模块103对所述第一拟合参数进行修正处理，获得第二拟合参数，具体为：所述修正模块103将所述影响系数和第一拟合系数k′₁、k′₂和k′₃分别相乘，获得所述第二拟合参数k₁、k₂和k₃。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种轮胎载荷的测量方法，其特征在于，包括：

根据所述第二拟合参数、所述待测轮胎的胎压、所述接地印痕长度以及所述行驶速度，获得所述待测轮胎的垂向载荷，以获得测量结果；

所述获得所述待测轮胎的垂向载荷，具体为：

根据下式获得所述待测轮胎的垂向载荷F_z：

；

其中，k₁、k₂和k₃为所述第二拟合参数，p为所述待测轮胎的胎压，cl为所述接地印痕长度，v为所述行驶速度；

所述获得所述无老化轮胎的第一拟合参数，具体为：

根据下列多项式函数，进行拟合处理，获得所述第一拟合参数、/>和/>：

k=a+b*p^m+c*vⁿ；

其中，k为中间变量，a、b和c为系数以及常数项，m为胎压对应的拟合次数，n为行驶速度对应的拟合次数；

所述对所述第一拟合参数进行修正处理，获得第二拟合参数，具体为：将所述影响系数和第一拟合系数、/>和/>分别相乘，获得所述第二拟合参数k₁、k₂和k₃。

2.如权利要求1所述的一种轮胎载荷的测量方法，其特征在于，在所述获得所述待测轮胎的垂向载荷之后，还包括：对所述待测轮胎的垂向载荷进行滤波处理，具体为：将预设时间段内不同时刻的所述待测轮胎的垂向载荷分别转换为所述待测汽车的质量，获得质量的一维序列，从所述一维序列中选取出中位数，以获得测量结果。

3.一种轮胎载荷的测量装置，其特征在于，包括获取模块、拟合模块、修正模块和测量模块；其中，

所述测量模块用于根据所述第二拟合参数、所述待测轮胎的胎压、所述接地印痕长度以及所述行驶速度，获得所述待测轮胎的垂向载荷，以获得测量结果；

所述测量模块获得所述待测轮胎的垂向载荷，具体为：

所述测量模块根据下式获得所述待测轮胎的垂向载荷F_z：

；

所述拟合模块获得所述无老化轮胎的第一拟合参数，具体为：

所述拟合模块根据下列多项式函数，进行拟合处理，获得所述第一拟合参数、/>和：

k=a+b*p^m+c*vⁿ；

所述修正模块对所述第一拟合参数进行修正处理，获得第二拟合参数，具体为：所述修正模块将所述影响系数和第一拟合系数、/>和/>分别相乘，获得所述第二拟合参数k₁、k₂和k₃。

4.如权利要求3所述的一种轮胎载荷的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括滤波模块，所述滤波模块在所述获得所述待测轮胎的垂向载荷之后，对所述待测轮胎的垂向载荷进行滤波处理，具体为：所述滤波模块将预设时间段内不同时刻的所述待测轮胎的垂向载荷分别转换为所述待测汽车的质量，获得质量的一维序列，从所述一维序列中选取出中位数，以获得测量结果。