技术领域
[0001] 本
发明涉及
汽车领域，特别是涉及一种用于计算车辆轮胎负载的方法。本发明还涉及一直用用于计算车辆轮胎负载的模块。
背景技术
[0002] 基于TPMS系统测量轮胎负载是一种利用无线射频传输技术，通过安装于车辆轮胎内胎压监测模块采集车辆行驶突变时刻与该时刻所对应的压
力，通过无线射频传输技术将高频数据传送给安装于车辆内部的胎压监测控
制模块，仪表以数字化的形式显示车辆负载等其他信息，当车辆轮胎出现异常(例如车辆负载过大)仪表会以语音和视觉等方式主动提醒驾驶员。从而确保车辆轮胎的负载维持在一个合理的范围内，避免车辆超重、轮胎爆胎、车辆损坏。
[0003] 轮胎负载测量系统中胎压监测模块与胎压监测控制模
块匹配，通过低频
手柄读取胎压监测模块A、B、C、D对应的ID,利用手柄OBD口将读取相应
位置的ID注册到胎压监测
控制模块中，实现两者之间的通信。目前市场车辆轮胎测量系统价格比较昂贵，且不能与车辆的仪表连接起来，负载监测不及时与数据不能共享。
发明内容
[0004] 在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域
现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种能快速获得车辆轮胎负载的计算方法。
[0006] 本发明要解决的另一技术问题是提供一种能快速获得车辆轮胎负载的计算模块。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供的轮胎负载计算方法，包括以下步骤：
[0008] S1，实时记录轮胎预设点
接触地面时刻胎压和车速，轮胎预设点离开地面时刻胎压和车速，形成一个样本；
[0009] S2，样本数量大于预设
阈值，开始计算轮胎负载；
[0010] S3，选取多个符合预设条件的样本，计算轮胎接触地面实际长度；
[0011] S4，计算每一个符合预设条件样本的胎
压实际值；
[0012] S5，将多个所述样本胎压平均值的均值作为实际胎压；
[0013] S6，计算轮胎负载；
[0014] Tload＝Favg×Lavg×W，Tload是轮胎负载，Favg是实际胎压，Lavg是轮胎接触地面实际长度，W是轮胎宽度。
[0015] 可选择的，改进所述的轮胎负载计算方法，还包括以下步骤：
[0016] S7,返
回执行步骤S3，将第一次执行步骤S3时选取的多个符合预设条件的样本形成第一样本组，将再次执行步骤S3时选取的多个符合预设条件的样本形成第二样本组，以此类推形成多个样本组；
[0017] S8，分别计算每个样本组的轮胎负载；
[0018] S9，将所有样本组计算获得轮胎负载的均值作为该轮胎实际负载。
[0019] 可选择的，改进所述的轮胎负载计算方法，每个样本组中的样本数量相同，或每个样本组中的样本数量不同。
[0020] 可选择的，改进所述的轮胎负载计算方法，实施步骤S2时，样本数量的预设阈值是10个。
[0021] 可选择的，改进所述的轮胎负载计算方法，实施步骤S3时，选取至少10个符合预设条件的样本。
[0022] 可选择的，改进所述的轮胎负载计算方法，预设条件包括Vn接与Vn离相差小于阈值Vth,Vn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻车速，Vn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻车速。
[0023] 可选择的，改进所述的轮胎负载计算方法，优选阈值Vth为1％。
[0024] 可选择的，改进所述的轮胎负载计算方法实施步骤S3时，
[0025] Ln第n个样本轮胎接触地面长度，Vn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻车速，Vn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻车速，Tn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻，Tn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻，Lavg是轮胎接触地面实际长度，n是样本数。
[0026] 可选择的，改进所述的轮胎负载计算方法，实施步骤S3时，Fn是n个样本的平均胎压，Favg是实际胎压，Fn接是第n样本该预设点
接触地面时刻胎压，Fn离是第n样本预设点离开地面时刻胎压，n是样本数。
[0027] 可选择的，改进所述的轮胎负载计算方法，实施步骤S6时，将至少10个所述样本接触地面时刻和离开地面时刻胎压平均值的均值作为实际胎压。
[0028] 本发明提供一种轮胎负载计算模块，包括：
[0029] 胎压监测单元，实时记录轮胎预设点接触地面时刻胎压和车速，轮胎预设点离开地面时刻胎压和车速，形成一个样本发送至控制单元；
[0030] 控制单元，当样本数量大于预设阈值，发送多个符合预设条件的样本至计算单元开始计算轮胎负载；
[0031] 计算单元，计算每一个符合预设条件样本的轮胎接触地面实际长度和实际胎压；
[0032] Tload＝Favg×Lavg×W，Tload是轮胎负载，Favg是实际胎压，Lavg是轮胎接触地面实际长度，W是轮胎宽度。
[0033] 可选择的，进一步改进所述的轮胎负载计算模块，控制单元，反复选取多个符合预设条件的样本形成多个样本组，样本组发送至计算单元；
[0034] 计算模块，分别计算每个样本组的轮胎负载，将所有样本组计算获得轮胎负载的均值作为该轮胎实际负载。
[0035] 可选择的，进一步改进所述的轮胎负载计算模块，每个样本组中的样本数量相同，或每个样本组中的样本数量不同。
[0036] 可选择的，进一步改进所述的轮胎负载计算模块，样本数量的预设阈值是10个。
[0037] 可选择的，进一步改进所述的轮胎负载计算模块，选取至少10个符合预设条件的样本。
[0038] 可选择的，进一步改进所述的轮胎负载计算模块，预设条件包括Vn接与Vn离相差小于阈值Vth,Vn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻车速，Vn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻车速。
[0039] 可选择的，进一步改进所述的轮胎负载计算模块，优选阈值Vth为1％。
[0040] 可选择的，进一步改进所述的轮胎负载计算模块，Ln第n个样本轮胎接触地面长度，Vn接是第n样本轮胎预设点接触地
面时刻车速，Vn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻车速，Tn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻，Tn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻，Lavg是轮胎接触地面实际长度，n是样本数。
[0041] 可选择的，进一步改进所述的轮胎负载计算模块，Fn是n个样本的平均胎压，Favg是实际胎压，Fn接是第n样本该预设点
接触地面时刻胎压，Fn离是第n样本预设点离开地面时刻胎压，n是样本数。
[0042] 可选择的，进一步改进所述的轮胎负载计算模块，将至少10个所述样本接触地面时刻和离开地面时刻胎压平均值的均值作为实际胎压。
[0043] 车辆运行过程中，安装于轮胎内部的胎压监测模块，能够实时记录轮胎中胎压监测模块接触地面与离开地面时刻、压力以及自身携带唯一身份标识ID发送给胎压监测控制模块，胎压监测控制模块实时的接收相应的高频数据建立相应的样本，当样本量大于预设阈值时，按照负载的测量方法测量出车辆轮胎的负载。
[0044] 参考图1所示，车辆运行过程中，当胎压监测模块在G1点接触地面时记录G1对应的时刻T接与该时刻，轮胎对应的胎压值F接，G2点离开地面时记录G2对应的时刻T离与该时刻轮胎对应的胎压值F离，ABS系统的测速
传感器实时的采集车速信息并将车速信息发送到CAN总线上，对应G1点车速为V接，G2点车速为V离，当V接≈V离(V接与V离两者相差在1％以内)时视为符合预设条件样本(即有效数据)，第n个样本轮胎接触地面的长度为了保证数据的准确可靠，取n(n≥10)样本量进行计算，从而计算出实际轮胎接触地面的长度 其中轮胎的宽度W为一个固定常数(根据具体的轮胎不同而有
所不同)。对应第n(n≥10)样本胎压平均值 最终轮胎的压力值为n(n≥10)
个样本量的平均值 从而计算出轮胎负载Tload＝Favg×Lavg×W。还可
以进一步对本发明进行优化，形成多个样本组，多每个样本组计算获得轮胎负载，将样本组轮胎负载的均值作为轮胎实际负载。
[0045] 本发明无需专业的测量工具与技术人员即可快速有效可靠的实现轮胎负载测量，能有效的降低成本，能保证驾驶人员的安全性与舒适体验，能避免测量错误，有效提高车辆TPMS系统的可靠性与安全性。
附图说明
[0046] 本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性
实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对
说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
[0047] 图1是本发明计算方法的原理示意图。
[0049] 图3是本发明计算方法第二实施例流程示意图。
具体实施方式
[0050] 以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。本发明各实施例中所述多个是至少三个。
[0051] 本发明提供的轮胎负载计算方法第一实施例，包括以下步骤：
[0052] S1，实时记录轮胎预设点接触地面时刻胎压和车速，轮胎预设点离开地面时刻胎压和车速，形成一个样本；
[0053] S2，样本数量大于预设阈值，开始计算轮胎负载；
[0054] S3，选取多个符合预设条件的样本，计算轮胎接触地面实际长度；
[0055] S4，计算每一个符合预设条件样本的胎压实际值；
[0056] S5，将多个所述样本胎压平均值的均值作为实际胎压；
[0057] S6，计算轮胎负载；
[0058] Tload＝Favg×Lavg×W，Tload是轮胎负载，Favg是实际胎压，Lavg是轮胎接触地面实际长度，W是轮胎宽度。
[0059] 可选择的，每个样本组中的样本数量相同，或每个样本组中的样本数量不同。
[0060] 可选择的，实施步骤S2时，样本数量的预设阈值是10个。
[0061] 可选择的，实施步骤S3时，选取至少10个符合预设条件的样本。
[0062] 可选择的，实施步骤S3时，预设条件包括Vn接与Vn离相差小于阈值Vth,Vn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻车速，Vn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻车速，优选阈值Vth为1％。
[0063] 可选择的，实施步骤S3时，Ln第n个样本轮胎接触地面长度，Vn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻车速，Vn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻车速，Tn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻，Tn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻，Lavg是轮胎接触地面实际长度，n是样本数。
[0064] 可选择的，改进所述的轮胎负载计算方法，实施步骤S3时，Fn是n个样本的平均胎压，Favg是实际胎压，Fn接是第n样本该预设点
接触地面时刻胎压，Fn离是第n样本预设点离开地面时刻胎压，n是样本数。
[0065] 可选择的，实施步骤S6时，将至少10个所述样本接触地面时刻和离开地面时刻胎压平均值的均值作为实际胎压。
[0066] 这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
[0067] 如图3所示，本发明提供的轮胎负载计算方法第二实施例，包括以下步骤：
[0068] S1，实时记录轮胎预设点接触地面时刻胎压和车速，轮胎预设点离开地面时刻胎压和车速，形成一个样本；
[0069] S2，样本数量大于预设阈值，开始计算轮胎负载；
[0070] S3，选取多个符合预设条件的样本，计算每个样本轮胎接触地面长度，将所述多个符合预设条件样本轮胎接触地面长度的均值作为轮胎接触地面实际长度；
[0071] S5，计算每一个符合预设条件样本的胎压平均值，所述样本的胎压平均值是该预设点接触地面时刻胎压和预设点离开地面时刻胎压的均值；
[0072] S6，将多个所述样本胎压平均值的均值作为实际胎压；
[0073] Tload＝Favg×Lavg×W，Tload是轮胎负载，Favg是实际胎压，Lavg是轮胎接触地面实际长度，W是轮胎宽度。
[0074] S7,返回执行步骤S3，将第一次执行步骤S3时选取的多个符合预设条件的样本形成第一样本组，将再次执行步骤S3时选取的多个符合预设条件的样本形成第二样本组，以此类推形成多个样本组；
[0075] S8，分别计算每个样本组的轮胎负载；
[0076] S9，将所有样本组计算获得轮胎负载的均值作为该轮胎实际负载。
[0077] 可选择的，实施步骤S2时，样本数量的预设阈值是10个。
[0078] 可选择的，实施步骤S3时，选取至少10个符合预设条件的样本。
[0079] 可选择的，实施步骤S3时，预设条件包括Vn接与Vn离相差小于阈值Vth,Vn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻车速，Vn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻车速，优选阈值Vth为1％。
[0080] 可选择的，实施步骤S3时，Ln第n个样本轮胎接触地面长度，Vn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻车速，Vn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻车速，Tn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻，Tn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻，Lavg是轮胎接触地面实际长度，n是样本数。
[0081] 可选择的，改进所述的轮胎负载计算方法，实施步骤S3时，Fn是n个样本的平均胎压，Favg是实际胎压，Fn接是第n样本该预设点
接触地面时刻胎压，Fn离是第n样本预设点离开地面时刻胎压，n是样本数。
[0082] 可选择的，实施步骤S6时，将至少10个所述样本接触地面时刻和离开地面时刻胎压平均值的均值作为实际胎压。
[0083] 可选择的，实施步骤S6时，每个样本组中的样本数量相同，或每个样本组中的样本数量不同。
[0084] 本发明提供一种轮胎负载计算模块第一实施例，包括：
[0085] 胎压监测单元，实时记录轮胎预设点接触地面时刻胎压和车速，轮胎预设点离开地面时刻胎压和车速，形成一个样本发送至控制单元；
[0086] 控制单元，当样本数量大于预设阈值，发送多个符合预设条件的样本至计算单元开始计算轮胎负载；
[0087] 计算单元，计算每个样本轮胎接触地面长度，将所述多个符合预设条件样本轮胎接触地面长度的均值作为轮胎接触地面实际长度；
[0088] 计算每一个符合预设条件样本的胎压平均值，所述样本的胎压平均值是该预设点接触地面时刻胎压和预设点离开地面时刻胎压的均值，将多个所述样本胎压平均值的均值作为实际胎压；
[0089] Tload＝Tavg×Lavg×W，Tload是轮胎负载，Tavg是实际胎压，Lavg是轮胎接触地面实际长度，W是轮胎宽度。
[0090] 可选择的，样本数量的预设阈值是10个。
[0091] 可选择的，选取至少10个符合预设条件的样本。
[0092] 可选择的，预设条件包括Vn接与Vn离相差小于阈值Vth,Vn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻车速，Vn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻车速，优选阈值Vth为1％。
[0093] 可选择的， Ln第n个样本轮胎接触地面长度，Vn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻车速，Vn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻车速，Tn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻，Tn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻，Lavg是轮胎接触地面实际长度，n是样本数。
[0094] 可选择的， Fn是n个样本的平均胎压，Favg是实际胎压，Fn接是第n样本该预设点接触地面时刻胎压，Fn离是第n样本预设点离开地面时刻胎压，n是样本数。
[0095] 可选择的，进一步改进所述的轮胎负载计算模块，将至少10个所述样本接触地面时刻和离开地面时刻胎压平均值的均值作为实际胎压。
[0096] 本发明提供一种轮胎负载计算模块第二实施例，包括：
[0097] 胎压监测单元，实时记录轮胎预设点接触地面时刻胎压和车速，轮胎预设点离开地面时刻胎压和车速，形成一个样本发送至控制单元；
[0098] 控制单元，当样本数量大于预设阈值，发送多个符合预设条件的样本至计算单元开始计算轮胎负载；反复选取多个符合预设条件的样本形成多个样本组，样本组发送至计算单元；
[0099] 计算单元，计算每一个符合预设条件样本的轮胎接触地面实际长度和实际胎压；
[0100] Tload＝Favg×Lavg×W，Tload是轮胎负载，Favg是实际胎压，Lavg是轮胎接触地面实际长度，W是轮胎宽度。
[0101] 分别计算每个样本组的轮胎负载，将所有样本组计算获得轮胎负载的均值作为该轮胎实际负载。
[0102] 可选择的，每个样本组中的样本数量相同，或每个样本组中的样本数量不同。
[0103] 可选择的，样本数量的预设阈值是10个。
[0104] 可选择的，选取至少10个符合预设条件的样本。
[0105] 可选择的，预设条件包括Vn接与Vn离相差小于阈值Vth,Vn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻车速，Vn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻车速。
[0106] 可选择的，优选阈值Vth为1％。
[0107] 可选择的， Ln第n个样本轮胎接触地面长度，Vn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻车速，Vn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻车速，Tn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻，Tn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻，Lavg是轮胎接触地面实际长度，n是样本数。
[0108] 可选择的， Fn是n个样本的平均胎压，Favg是实际胎压，Fn接是第n样本该预设点接触地面时刻胎压，Fn离是第n样本预设点离开地面时刻胎压，n是样本数。
[0109] 可选择的，进一步改进所述的轮胎负载计算模块，将至少10个所述样本接触地面时刻和离开地面时刻胎压平均值的均值作为实际胎压。
[0110] 除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。
[0111] 以通过TPMS系统利用本发明的方案计算轮胎负载为例，进一步说明本发明的实施过程。
[0112] 安装于轮胎内部胎压监测模块和安装于车辆内部的胎压监测控制模块，[0113] 胎压监测模块执行本发明胎压监测单元的功能，胎压监测控制模块执行本发明控制单元和计算单元的功能。相应的，应当理解的是本发明对于模块的划分用于清楚描述，并不代表一种限定。本领域技术人员可以将本发明的方案集中在一个模块上实现，也可以划分出更多的模块实现本发明的方案。
[0114] 本发明中所述的胎压监测模块能够实时的监测轮胎的压力，并且记录胎压监测模块接触地面和离开地面的时刻与压力。并将该数据以
频率为300MHz～500MHz高频
信号发送给胎压监测控制模块，测速系统的测速传感器能够实时的将车速信号信息发送的CAN总线上，所述的胎压监测控制模块接收数据建立动态数据表并实时的更新数据表，当满足预设样本量值后按照负载测量的方法对车辆轮胎负载进行计算。所述的胎压监测模块发送时刻与压力数据至少持续1分钟。
[0115] 胎压监测模块高频信号协议：
[0116] 调制频率：433.92MHz；波特率：9.6kbps；调制方式：FSK；编码方式：曼彻斯特编码；
[0117] 传感器发射帧共包含8个字节，帧结构如图2和表1所示，图2和表1所示帧结构仅为一种示例，在能实现通信帧原理的前提下，帧结构可以约定为其他任意形式。
[0118]
[0119] 表1
[0120] 胎压监测模块协议说明：
[0121] Wakeup:唤醒帧头用于识别高频信号。
[0122] ID:胎压监测模块ID号，自身携带唯一身份标识，用于区别是哪个轮胎。
[0123] P:胎压监测模块采集突变时刻轮胎压力
[0124] T:胎压监测模块采集突变时刻
[0125] Status：胎压监测模块指示其工作状态，1表示接触地面，0表示离开地面。
[0126] Checksum：对高频数据进行校验以保证数据传输的可靠性。
[0128] 当车辆运行时，胎压监测模块按照高频协议发送高频数据，胎压监测控制模块接收高频数据建立数据表，并动态的更新数据表。
[0129] 胎压监测模块有效接触地面和离开地面时间对应时刻车速Vn接与Vn离；
[0130] Vn接与Vn离相差小于阈值Vth,Vn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻车速，Vn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻车速，优选阈值Vth为1％，判定样本是有效数据，执行负载计算。
[0131] Ln第n个样本轮胎接触地面长度，Vn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻车速，Vn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻车速，Tn接是第n样本轮胎预设点接触地面时刻，Tn离是第n样本轮胎预设点离开地面时刻，Lavg是轮胎接触地面实际长度，n是样本数。
[0132] Fn是n个样本的平均胎压，Favg是实际胎压，Fn接是第n样本该预设点接触地面时刻胎压，Fn离是第n样本预设点离开地面时刻胎压，n是样本数。
[0133] Tload＝Tavg×Lavg×W，Tload是轮胎负载，Tavg是实际胎压，Lavg是轮胎接触地面实际长度，W是轮胎宽度。
[0134] 以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多
变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
