[發(fā)明專(zhuān)利]輪胎感測(cè)系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202180042627.1
• 申請(qǐng)日: 2021-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115720620A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·普拉巴卡拉;V·辛格;S·庫(kù)馬爾;A·羅;T·E·韋;H·R·多爾菲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 普利司通美國(guó)輪胎運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司;卡內(nèi)基梅隆大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01B15/04
• 分類(lèi)號(hào): G01B15/04
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 張立垚;劉芳

可操作以確定輪胎(156)的一個(gè)或多個(gè)物理特性的輪胎感測(cè)系統(tǒng)(126)包括毫米波發(fā)射和接收裝置(128T；128R)。處理器(218)與存儲(chǔ)器(220)通信地聯(lián)接，該存儲(chǔ)器包括用于向該輪胎(156)發(fā)射和從該輪胎接收毫米波(TX_s；TX_g,RX_s；RX_g)的指令。該存儲(chǔ)器(220)還包括用于基于接收到的毫米波(RX_s；RX_g)對(duì)該輪胎(156)的第一徑向范圍和第二徑向范圍(r_s；r_g)成像的指令以及用于確定該輪胎(156)的該第一徑向范圍與該第二徑向范圍(r_s；r_g)之間的尺寸差的指令。還包括包括此類(lèi)輪胎感測(cè)系統(tǒng)(126)的車(chē)輛(100)以及非暫態(tài)機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(220)和方法(300)。

政府許可權(quán)利

本發(fā)明是在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)授予的合同號(hào)1823235和1942902下在政府支持下完成的。美國(guó)政府可以對(duì)本發(fā)明擁有某些權(quán)利。

背景技術(shù)

本公開(kāi)的主題廣泛地涉及用于車(chē)輛的輪胎感測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)，并且更具體地涉及可操作以確定瞬時(shí)輪胎胎面深度和/或在延長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)輪胎磨損的系統(tǒng)。另外，或在另選方案中，還包括可操作以識(shí)別滯留在輪胎上或輪胎內(nèi)的異物的系統(tǒng)。此外，和/或作為另一另選方案，還包括確定瞬時(shí)輪胎胎面深度、監(jiān)測(cè)輪胎磨損和/或識(shí)別異物的方法。

本公開(kāi)的主題可特定地結(jié)合輪式車(chē)輛應(yīng)用和使用，并且將以此為參考在本文中示出和描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本公開(kāi)的主題也可用于其它應(yīng)用和環(huán)境，并且本文示出和描述的特定用途僅僅是示例性的。

監(jiān)測(cè)輪胎狀況的最常見(jiàn)方法涉及視覺(jué)檢查輪胎和物理測(cè)量胎面深度的有些乏味的方法。盡管這種方法基本上沒(méi)有成本，但是通常認(rèn)為這種手動(dòng)程序執(zhí)行的頻率和車(chē)主和操作員的注意力不夠。因此，輪胎胎面深度和輪胎磨損圖案被認(rèn)為在商用車(chē)輛和乘用車(chē)輛上是監(jiān)測(cè)不足的。輪胎胎面磨損影響性能并且是用于決定輪胎更換的重要度量，輪胎更換被認(rèn)為是全球卡車(chē)運(yùn)輸行業(yè)的最大維護(hù)費(fèi)用之一。當(dāng)執(zhí)行手動(dòng)檢查過(guò)程時(shí)評(píng)估胎面深度和/或輪胎磨損的小誤差可導(dǎo)致在輪胎的使用壽命結(jié)束之前更換輪胎或無(wú)意地允許輪胎在超過(guò)其使用壽命時(shí)保持使用。由于輪胎的過(guò)早更換或增加的故障和道路服務(wù)電話(huà)，這兩種情況中的任一種都會(huì)導(dǎo)致商業(yè)卡車(chē)運(yùn)輸運(yùn)營(yíng)的成本增加。類(lèi)似的問(wèn)題也適用于乘用車(chē)輛上的輪胎，這是因?yàn)檫@種手動(dòng)評(píng)估由車(chē)主執(zhí)行。

在一些情況下，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了利用各種無(wú)線(xiàn)感測(cè)技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)輪胎的物理特性的電子系統(tǒng)。在一些情況下，系統(tǒng)的部件被支撐在輪胎的外部，諸如例如支撐在車(chē)輛的車(chē)身、車(chē)架或底盤(pán)上或沿著車(chē)身、車(chē)架或底盤(pán)支撐。不幸的是，利用脫輪安裝布置的已知系統(tǒng)具有某些缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)可能限制了這些類(lèi)型的布置的更廣泛的采用和/或使用。例如，已知利用基于激光的距離傳感器來(lái)估計(jì)輪胎上剩余的胎面量的某些系統(tǒng)可能由于碎屑和其他外來(lái)材料累積在輪胎上和/或輪胎胎面內(nèi)而經(jīng)歷誤差。

在其它情況下，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了利用輪胎壓力和/或安裝在輪胎室內(nèi)的傳感器來(lái)估計(jì)輪胎胎面深度的系統(tǒng)。然而，至少部分地由于這種測(cè)量的間接性質(zhì)和/或測(cè)量條件與輪胎胎面之間的輪胎材料的量，這種胎面深度估計(jì)可能與實(shí)際胎面條件相差很大，并且有時(shí)被認(rèn)為是有些不可靠的。在其它情況下，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了利用嵌入在輪胎的胎面和/或主體內(nèi)的傳感器和/或裝置的系統(tǒng)。這種傳感器和/或裝置暴露于與輪胎在長(zhǎng)途車(chē)輛上的使用相關(guān)聯(lián)的極端條件下，極端條件可包括從約-35℃至約85℃范圍內(nèi)的溫度以及輪胎的動(dòng)態(tài)使用期間的高壓和不斷變化的負(fù)載條件。因?yàn)檫@種傳感器和/或裝置應(yīng)當(dāng)在輪胎的壽命內(nèi)保持功能，所以嵌入的傳感器和/或裝置可能增加制造輪胎的成本，這至少部分地是由于穩(wěn)健的傳感器部件的成本以及與在組裝期間將傳感器和/或裝置嵌入在輪胎中相關(guān)聯(lián)的附加步驟。作為另一個(gè)缺點(diǎn)，一旦輪胎達(dá)到其使用壽命的終點(diǎn)，這種嵌入的傳感器和/或裝置就被丟棄。