确定车辆轮胎压力和花纹深度的方法技术

一种用于确定安装在车辆上的充气轮胎的压力和花纹深度的方法，其中压力通过负载传感器阵列进行确定，负载传感器阵列提供力的分布的二维图样的力信号，该力由当车辆在阵列上行进时与负载传感器接触的车辆轮胎施加，并且不依靠制造的方式或轮胎和车辆的型号，而从力的分布来确定轮胎压力，其特征在于，轮胎的花纹深度是在确定压力之前、之中或之后来确定的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种确定充气车辆轮胎的压力和花纹深度的方法，通过提供力分布的 二维图样的力信号的负载传感器阵列，该力由与传感器接触的轮胎施加，能够当车辆行进 在阵列上时测量压力，并且不依靠制造的方式或车轮和车辆的型号而从力分布中确定轮胎 气压，并能选择性地显示所述轮胎气压。
技术介绍
专利文献US 5396817中描述了用来确定充气车辆轮胎的气压的该类方法。该篇 现有技术的出版物描述了一种力传感器的线性阵列，车辆轮胎在其上滚动。当轮胎滚压过 负载传感器阵列时，从信号的上升和下降中可以确定车辆速度。然而速度的测量取决于轮 胎气压的信号的边沿的斜率，并且由于花纹因素而导致非常不准确。然而，轮胎花纹的干扰作用在这一过程中并不能加以考虑。尤其是，信号上升被轮 胎的横向花纹明显地改变，例如横向凹槽或斜的花纹凹槽，并且因此可以认为，信号上升不 是遵循线性路径的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是得到一种确定车辆的充气车胎的压力和花纹深度的方法， 并且在压力测量的过程中，轮胎花纹的影响可以尽可能地被降低，并且轮胎花纹可以被精 确地表示。本专利技术阐明了一种具有权利要求1的特征的方法。本专利技术的有利的改进体现在从 属权利要求的主题中。本专利技术要求保护的方法用于确定安装在车辆上的充气轮胎的压力和花纹深度，其 中压力通过负载传感器阵列进行确定，负载传感器阵列提供力的分布的二维图样功率信 号，该力由当车辆在阵列上行进时与负载传感器接触的车辆轮胎施加；由此不依靠制造的 方式或轮胎和车辆的型号，而从力的分布来确定轮胎压力。本专利技术还适于提供一种显示压 力的装置。负载传感器阵列优选地包括至少两行负载传感器，这些负载传感器在行进方向上 先后依序排列，其中，至少有一行负载传感器相对于一行或多行负载传感器在与行进方向 垂直的方向上偏移一个预定的量。然而，从根本上说，还可以应用任何其他的压力测量方 法。本专利技术还披露了在确定压力的过程中或确定压力之后能够测量轮胎的花纹深度。轮胎压力和花纹深度在前后相继布置的站点进行测量。为了测量轮胎压力，规定的尺寸应该小于单个负载传感器在与行进方向垂直的方 向上的尺寸。一般而言，布置在一行中的负载传感器是相同的。在多行负载传感器中，至少一行的负载传感器的长度也可以大于至少一个其他的 负载传感器行中的负载传感器的长度。从而短的负载传感器减少了在出现高轮胎压力和低负载时必须作出的补偿的数值。长的传感器能更好地测量横向凹槽。总的说来，行数较多时采用较短的负载传感器是有利的，尽管因此增加了所需的 负载传感器的数量和相关的费用。然而，还能获得更多有用的信息。从物理的角度看，本专利技术的测量原理是在可能最长的传感器表面和可能最短的传 感器表面之间的折衷方案，希望取得最长的传感器表面是因为这样能使花纹的影响最小 化。具有高气压和低负载轮胎在纵向的接触长度只不过很短的一段。如果不进行附加补偿， 接触长度比传感器表面长度还短会导致不可忽略的测量误差。这大大地限制了传感器长度 的可用范围。 各个传感器表面应该彼此边靠边地尽可能紧密地排布，优选地在行进方向上以及 与行进方向垂直的方向上均如此。传感器元件排列的偏移所带来的结果是，各个传感器表面还可以制作得比与行进 方向垂直的方向上的传感器之间的实际距离更宽，而不明显地降低三维分辨率。总的说来，由于纵向凹槽引起的效应可被消除，花纹上的纵向凹槽带来的负面影 响能被可靠地最小化。为达此目的，最佳方式是用负载传感器进行大面积的覆盖，因为之后 在任何情形下，纵向凹槽都可以被检测。有利地，提供一计算机装置，其根据来自第一负载传感器行和来自第二负载传感 器行的信号计算重心，按照如下公式计算 其中，Ip是位置p处的强度，在时刻t时，重心pt经过，由第二负载传感器行的重 心pt2和第一负载传感器行的重心ptl的差值，根据如下公式可确定速度v 由此，从来自两行传感器的信号的时间差中，可以非常精确地计算车辆的速度及 其加速度。因此，优选地，负载传感器被同时地或准同时地读取数据。在准同时的方法中，数 据被读入得非常快，以至没有明显延迟或测量误差，或者采取相应的校正措施。轮胎在每一传感器长度上的精确接触长度可以利用速度信息来计算，通过将力的 信号转换为长度量值并减去传感器长度得出。如果接触长度小于传感器长度或处于传感器 长度的范围内，则适于进行补偿计算。在多数情况下，进行线性补偿就足够了。应该指出的是，对于确定轮胎压力，速度测量不是绝对必要的。它也可以独立地进 行。本专利技术要求保护的确定速度的方法中，降低了花纹、胎趾和车轮外倾的影响。通过专门对信号的上升侧面的微分考虑，花纹效应被可视化并被考虑在内。尤其是典型的圆锥形花纹切口，花纹的深度留下了特征信号。花纹比较深时，花纹 的凹槽非常深非常宽，并且在横向以及纵向都留下高的信号电平。随着花纹的深度减小，花 纹的凹槽也变得更窄，这就减小了信号幅度。花纹深度可以容易地由信号幅度得出。因此， 本专利技术要求保护的方法公开了，应用力的信号在行进方向和/或与行进方向垂直的方向上 的幅度，计算机装置可确定轮胎花纹的深度。本方法的另一作用是测量车辆的重量。各个轮胎必须承受的负载可以由所测量的 轮胎压力在行进距离和轮胎宽度上的积分来确定。车辆的轴负载或总负载通过累加车轴的 各个车胎的负载或车辆的负载来确定。本方法的一种简易安装方式是直接安装在道路表面上，通常由入口和出口匝道保 护。这种安装方式可以快速且简易地进行，尽管它具有一些由车轴的垂直加速度引起的缺 陷。具体来说，除增加了传感器板的负载和磨损之外，还会出现负载的突然变化或车轴跳过 传感器的一部分，导致测量偏差增加。特别地，本测量方法的高精确度和负载的最小化可以通过将传感器板凹进地面内 使得其表面与道路表面齐平而实现，并且车轴不必进行任何由坡道或类似结构引起的竖向 移动，也没有轮胎或车轴的破坏性振动。本专利技术综合了轮胎压力测量和花纹深度测量，当车辆行进经过测量点时，优选地， 相继地进行测量。在这种情形下，例如轮胎压力就可用如上所述的方法来测量。花纹深度 通过扫描或光学方法来测量。例如光断面或激光断面方法。花纹深度优选通过三角测量法来确定。例如，用于确定花纹深度的激光三角测量 法与其他方法比起来，特别适合测量空载的花纹。这基本上已经是本专利技术要求保护的方法 中的情形，轮胎花纹在相对于道路表面小于90°的入射光测量射束角的照射下，由此，当轮 胎与测量设备存在一段距离时，总是可以进行轮胎花纹的测量，并且负载后的由轮胎接地 面积定义的花纹断面不会被用来确定花纹深度。因此，在本专利技术要求保护的测量方法中，与 负载的花纹比起来，空载花纹没有经过任何变形，并被经常测量，因此，在这些区域中，三角 测量法的应用不会产生测定值的任何失真。花纹深度也可采用光影转换或常规光源通过三角测量来确定。优选地，在这一类型的三角测量方法中，诸如激光的光源的激活时间与检测反射 信号的照相机快门速度适当的同步，这样，照相机实质上只测量光源的强度，因此在这一方 法中，有干涉作用的背景光(如阳光或反射光)就可基本上被排除掉。三角测量应该以相对于轮胎表面小于90°的角度进行。在可能是湿的轮胎表面的 情况下，这样的角度防止了在照相机中发生可能严重干扰测量的反射。三角测量从较平的 角本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于确定安装在车辆上的充气轮胎的压力和花纹深度的方法，其中压力通过负载传感器阵列进行确定，负载传感器阵列提供力的分布的二维图样的力信号，该力由当车辆在阵列上行进时与负载传感器接触的车辆轮胎施加，并且不依靠制造的方式或轮胎和车辆的型号，而从力的分布来确定轮胎压力，其特征在于，轮胎的花纹深度是在确定压力之前、之中或之后确定的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-11-12 102007054156.4用于确定安装在车辆上的充气轮胎的压力和花纹深度的方法，其中压力通过负载传感器阵列进行确定，负载传感器阵列提供力的分布的二维图样的力信号，该力由当车辆在阵列上行进时与负载传感器接触的车辆轮胎施加，并且不依靠制造的方式或轮胎和车辆的型号，而从力的分布来确定轮胎压力，其特征在于，轮胎的花纹深度是在确定压力之前、之中或之后确定的。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，花纹深度通过三角测量确定。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，花纹深度是通过采用激光、光影转换或 标准光源的三角测量来确定的。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，为了遮挡背景光，照相机的快门速度和诸如 激光这样的光源的激活时间是同步的，这样，照相机实质上只测量光源的强度。5.如权利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，三角测量以相对于轮胎表面小于 90°的角度来进行。6.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，三角测量用于轮胎的空载花纹断面，，使 测量光束以相对于道路表面小于90°的入射角度来照射空载的车胎花纹。7.如权利要求2至5之一所述的方法，其特征在于，对同一轮胎进行多次测量，以鉴定 轮胎的整个周缘和/或消除磨损痕迹的效应。8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，至少采用两束激光光束进行测量。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，负载传感器阵列包括至少两行负载传感器，它们在行进方向上前后依次排布，其中至 少一行负载传感器相对于一行或多行负载传感器沿与行进方向垂直的方向上偏移一个预 定的量。10.如权利要求9所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌尔里希平厄尔，
申请(专利权)人：万泰克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]