车辆力不平衡检测
阅读说明：本技术 车辆力不平衡检测 (Vehicle force imbalance detection ) 是由 约瑟夫·M·拉德 丹尼尔·F·斯莱文 达雷尔·艾伦·雷克 凯利·特罗斯特 法克雷丁·兰道尔西 于 2019-07-23 设计创作，主要内容包括：本公开提供了“车辆力不平衡检测”。一种系统,包括计算机,所述计算机包括处理器和存储器,所述存储器存储指令,所述指令能够由所述处理器执行以基于来自多个车轮中的每一者的车轮速度数据而识别具有力不平衡的车轮,并且当所述力不平衡超过距离阈值和时间阈值中的至少一者时,识别车轮力不平衡故障。(The present disclosure provides "vehicle force imbalance detection". A system comprising a computer including a processor and a memory, the memory storing instructions executable by the processor to identify a wheel having a force imbalance based on wheel speed data from each of a plurality of wheels, and identify a wheel force imbalance fault when the force imbalance exceeds at least one of a distance threshold and a time threshold.)
技术领域
本公开涉及车轮，并且更具体地，涉及车轮力不平衡检测。
背景技术
车辆通常包括多个车轮。车轮通常围绕车轮的圆周均匀地支撑它们的重量。随着时间推移，车轮可以变得不平衡，即，车轮中的一者的重量分布围绕车轮的圆周不均匀。不平衡的车轮可以导致振动和/或轮胎磨损。然而，检测不平衡的车轮和/或不平衡的车轮的持续是个问题。例如，检测由车辆的一个或多个车轮中的每一者生成的相应力(例如，向心力)是个问题。分辨来自不平衡的车轮的持续振动与来自外部来源(例如，暂时扁平化的轮胎、雪或轮胎上的其他碎屑等)的瞬时振动也是个问题。此外，如果车辆自主地操作，即，不存在人类乘员或人类乘员不监测车辆操作，则车轮力不平衡的常规征兆(例如，车辆振动或方向盘摆振)对识别车轮力不平衡没有用，这可以导致车辆和轮胎的另外磨损。振动也可以被认为是车辆质量差。
发明内容
一种系统包括计算机，所述计算机包括处理器和存储器，所述存储器存储指令，所述指令能够由所述处理器执行以基于来自多个车轮中的每一者的车轮速度数据而识别具有力不平衡的车轮，并且当所述力不平衡超过距离阈值和时间阈值中的至少一者时，识别车轮力不平衡故障。
所述指令还可以包括用于应用调谐谐振滤波器以对来自道路变化的道路噪声和振动中的至少一者进行滤波的指令。
用于识别所述车轮中的一者的指令还可以包括用于识别所述车轮速度数据的多个峰值的指令。
用于识别所述车轮力不平衡故障的指令还可以包括用于基于所述力不平衡的幅度来确定所述距离阈值和所述时间阈值中的至少一者的指令。
用于收集车轮速度数据的指令还可以包括用于确定车辆在直线移动然后也只有在这时开始从所述车辆的所述车轮收集所述车轮速度数据的指令。用于确定所述车辆在直线移动的所述指令还可以包括用于从所述车轮速度数据确定第一前轮的第一车轮速度和第二前轮的第二车轮速度并且用于当所述第一车轮速度在所述第二车轮速度的预定速度阈值内时确定所述车辆在直线移动的指令。
用于收集车轮速度数据的所述指令还可以包括用于确定车辆启动后的时间段超过预定距离然后开始从所述车辆的所述车轮收集所述车轮速度数据的指令。
用于识别所述车轮中的一者的所述指令还可以包括用于从所述车轮速度数据识别指示所述车轮速度的变化的正弦波的指令。
用于识别所述车轮力不平衡故障的所述指令还可以包括用于基于所述力不平衡的幅度来确定所述车轮是否需要立即修理的指令。
用于识别所述车轮力不平衡故障的所述指令还可以包括用于确定所述力不平衡的幅度然后当所述幅度超过幅度阈值时识别所述车轮力不平衡故障的指令。
所述指令还可以包括用于确定识别的第二车轮是否具有第二力不平衡并且当所述第二力不平衡超过所述距离阈值和所述时间阈值中的至少一者时识别所述第二车轮的车轮力不平衡故障的指令。
一种方法包括：收集多个车轮中的每一者的车轮速度数据；基于所述车轮速度数据而识别所述车轮中的具有力不平衡中的一者；以及当所述力不平衡超过距离阈值和时间阈值中的至少一者时，识别车轮力不平衡故障。
所述方法还可以包括应用调谐谐振滤波器，以对来自道路变化的道路噪声和振动中的至少一者进行滤波。
所述方法还可以包括基于所述力不平衡的幅度来确定所述距离阈值和所述时间阈值中的至少一者。
所述方法还可以包括确定所述力不平衡的幅度，然后当所述幅度超过幅度阈值时识别所述车轮力不平衡故障。
一种系统包括：多个车轮；用于每个车轮的相应车轮速度传感器；用于收集多个车轮中的每一者的车轮速度数据的构件；用于基于所述车轮速度数据而识别所述车轮中的具有力不平衡中的一者的构件；以及用于当所述力不平衡超过距离阈值和时间阈值中的至少一者时识别车轮力不平衡故障的构件。
所述系统还可以包括用于应用调谐谐振滤波器以对来自道路变化的道路噪声和振动中的至少一者进行滤波的构件。
所述系统还可以包括用于基于所述力不平衡的幅度来确定所述距离阈值和所述时间阈值中的至少一者的构件。
所述系统还可以包括用于基于所述力不平衡的幅度来确定所述车轮是否需要立即修理的构件。
所述系统还可以包括用于确定所述力不平衡的幅度然后当所述幅度超过幅度阈值时识别所述车轮力不平衡故障。
还公开了一种计算装置，所述计算装置被编程为执行上述方法步骤中的任一者。还公开了一种车辆，所述车辆包括所述计算装置。还公开了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可读介质，所述计算机可读介质存储能够由计算机处理器执行以执行上述方法步骤中的任一者的指令。
附图说明
图1是用于检测车轮上的力不平衡的示例系统的框图。
图2是示例车辆。
图3A是从车轮收集的车轮速度数据的示例图表。
图3B是从图3A所示的车轮速度数据确定的车轮速度变化数据的示例图表。
图4是用于确定开始检测力不平衡的条件的示例过程的框图。
图5是用于检测力不平衡的示例过程的框图。
图6是用于确定检测到的力不平衡的持续的示例过程的框图。
具体实施方式
识别力不平衡的缺点通过检测并分析车轮上的力以识别力不平衡而得以解决。解决方案可以进一步检测力不平衡是由不平衡的车轮引起还是来自外部来源，例如，道路坡度的变化、车辆转弯等。另外，可以有利地检测力不平衡在预定距离和/或时间上是否持续。
通过使用车轮速度数据来确定由车辆的车轮产生的力不平衡，计算机可以识别不平衡的具体车轮并且可以确定力不平衡的持续。利用调谐谐振滤波器对车轮速度数据进行滤波可以除去由外部来源而非力不平衡造成的车轮速度数据的变化，例如，道路坡度的变化、发动机噪声、来自未对齐的前端的摇动、风、悬架谐振、由降水引起的减小的摩擦、车轮155上的碎屑(例如，泥、雪、冰)等。因此，计算机可以从受外部来源的影响最小或不受其影响的数据检测力不平衡。在检测或识别具体不平衡的车轮后，进一步检测到力不平衡的持续可以允许修理位置处的维修工作人员确定可能指示车辆损坏的潜在不平衡的车轮。
图1示出了用于检测由车辆101的车轮产生的力不平衡的示例系统100。车辆101中的计算机105被编程为从一个或多个传感器110接收收集的数据115。例如，车辆101数据115可以包括车辆101的位置、关于车辆周围的环境的数据、关于车辆外部的物体(诸如另一车辆等)的数据。车辆101位置通常以常规形式提供，例如，经由使用全球定位系统(GPS)的导航系统获得的地理坐标(诸如纬度和经度坐标)。数据115的另外示例可以包括车辆101系统和部件的测量结果，例如车辆101速度、车辆101轨迹等。
计算机105通常被编程用于车辆101网络上的通信，例如，包括常规车辆101通信总线。经由网络、总线和/或其他有线或无线机制(例如，车辆101中的有线或无线局域网)，计算机105可以向车辆101中的各种装置传输消息和/或从各种装置(例如，控制器、执行器、传感器等，包括传感器110)接收消息。替代地或另外地，在计算机105实际上包括多个装置的情况下，车辆网络可以用于在本公开中表示为计算机105的装置之间的通信。另外，计算机105可以被编程用于与网络125通信，如下所述，所述网络125可以包括各种有线和/或无线网络技术，例如，蜂窝、
数据存储装置106可以是任何类型，例如，硬盘驱动器、固态驱动器、服务器或任何易失性或非易失性介质。数据存储装置106可以存储从传感器110发送的收集的数据115。
传感器110可以包括各种装置。例如，车辆101中的各种控制器可以作为传感器110操作以经由车辆101网络或总线提供数据115，例如，与车速、加速度、位置、子系统和/或部件状态等相关的数据115。此外，其他传感器110可以包括相机、运动检测器等，即，提供用于评估部件的位置、评估道路的坡度等的数据115的传感器110。传感器110还可以包括但不限于短程雷达、远程雷达、激光雷达和/或超声波换能器。
收集的数据115可以包括在车辆101中收集的各种数据。上面提供了收集的数据115的示例，并且此外，数据115通常使用一个或多个传感器110来收集，并且可以另外包括在计算机105中和/或在服务器130处由此计算出的数据。通常，收集的数据115可以包括可以由传感器110收集和/或从此类数据中计算出的任何数据。
车辆101可以包括多个车辆部件120。在这种背景下，每个车辆部件120包括一个或多个硬件部件，所述一个或多个硬件部件适于执行机械功能或操作，诸如使车辆101移动、使车辆101减慢或停止、使车辆101转向等。部件120的非限制性示例包括：推进部件(其包括例如内燃发动机和/或电动马达等)、变速器部件、转向部件(例如，其可以包括方向盘、转向齿条等中的一者或多者)、制动部件(如下所述)、驻车辅助部件、自适应巡航控制部件、自适应转向部件、可移动座椅等等。
当计算机105操作车辆101时，车辆101是“自主”车辆101。出于本公开的目的，术语“自主车辆”用来指代以完全自主模式操作的车辆101。完全自主模式被定义为其中车辆101推进(通常经由包括电动马达和/或内燃发动机的动力传动系统)、制动和转向中的每一者都由计算机105控制的模式。半自主模式是其中车辆101推进(通常经由包括电动马达和/或内燃发动机的动力传动系统)、制动和转向中的至少一者至少部分地由计算机105而不是由人类操作员控制的模式。在非自主模式，即，手动模式下，车辆101推进、制动和转向由人类操作员控制。
系统100还可以包括连接到服务器130和数据存储装置135的网络125。计算机105还可以被编程为经由网络125与一个或多个远程站点(诸如服务器130)通信，此类远程站点可能包括数据存储装置135。网络125表示车辆计算机105通过其可以与远程服务器130通信的一个或多个机制。因此，网络125可以是各种有线或无线通信机制中的一者或多者，包括有线(例如，电缆和光纤)和/或无线(例如，蜂窝、无线、卫星、微波和射频)通信机制的任何期望组合以及任何期望的网络拓扑(或当利用多个通信机制时的多个拓扑)。示例性通信网络包括提供数据通信服务的无线通信网络(例如，使用
图2示出了示例车辆101。车辆101包括多个车轮155，并且图2的示例示出了总共四个车轮155中的两个。车轮155支撑车辆101车身，并且允许车辆101沿着道路等移动。每个车轮155具有相应的车轮速度传感器160。车轮速度传感器160检测车轮155的旋转并且输出其旋转速度。
计算机105可以检测力不平衡。如本文中使用，“力不平衡”被定义为由车轮155中的一者生成的至少一个确定的力超过预定力阈值。力不平衡可以由车辆155中的围绕车轮155的圆周具有不均匀重量分布的一者和/或附接到车轮的轮胎引起，例如，导致向附接到车轮155的悬架施加力的不对称(即，非圆形或不圆的)车轮155。例如，当例如车轮155中的一者上的轮胎中的一者不圆、车轮155中的一者安装不当等时，围绕车轮155的重量分布可以是不均匀的。不均匀的重量分布生成从车轮155的中心朝向车轮155的不均匀加重部分径向地延伸的向心力。由于悬架连接到车轮155的中心，因此在车轮155旋转时向心力拉动悬架，从而在车轮155的不均匀加重部分围绕车轮155的圆周旋转时产生振动。也就是说，车轮155的不均匀加重部分可以导致车轮155相对于悬架升降，从而导致悬架升降。悬架的升降造成与车轮155的旋转速度(即，车轮速度)成比例的振动。悬架可以吸收振动的一部分，并且剩余的振动可以传递到其他车辆部件120，例如，方向盘、座椅等。不均匀的重量分布可以导致车轮155以不同的速度旋转，例如，在车轮155的每次旋转期间加速和减速，这可以导致轮胎的磨损。
计算机105可以基于由车轮155生成的确定的力而确定需要修理的具体车轮155。如下所述，计算机105可以使用车轮速度数据115来确定由每个车轮155生成的确定的力。如果由车轮155中的一者生成的确定的力超过力阈值(基于下文描述的实证测试的力阈值)，则计算机105可以确定存在力不平衡并且可以将具有所述确定的力的车轮155识别为不平衡的车轮155。计算机105可以在检测到不平衡的车轮155后识别车轮力不平衡故障。计算机可以通过网络125将通知发送到用户装置(例如，智能手机、平板电脑等)和/或服务器130和/或修理位置处的计算机，从而指示不平衡的车轮155。
当车轮155具有造成车轮155在车轮155的每次转动期间生成由悬架吸收的向心力的物理特性，例如，轮胎不圆、轮胎安装不当、轮胎退化、车桥不平衡等时，车轮155是“不平衡”的。取决于例如由道路坡度等引起的其他力，力不平衡可以意味着存在不平衡的车轮，并且更换不平衡的车轮可以解决力不平衡。当车轮155中的一者或多者不平衡时，一个或多个部件120可能需要修理或更换，例如，轮胎可能需要更换和/或对齐、轮辋可能需要修理、车轮155可能需要重新平衡等。由不平衡的车轮引起的力不平衡可以导致轮胎磨损和其他车辆部件120(例如，方向盘、座椅等)中的振动。例如，当例如车辆101暴露于导致轮胎中的材料变形的温度变化(例如，坐在阳光下)从而在轮胎中产生扁平化和/或永久地使轮胎变形时，轮胎155可能是不平衡的。在另一示例中，车轮155在撞击道路的使车轮155的轮辋弯曲而不圆的不平坦部分(例如，路面坑洞)后可能不平衡。
当计算机105以自主模式操作车辆101时，来自不平衡的车轮155的振动可能无法被车辆101操作员检测到和/或车辆101可能未被人占用。例如，当操作员没有握住方向盘时，可能无法检测到通常通过方向盘感觉到的振动。本公开提出了对使用由计算机105收集的数据115来检测具体不平衡的车轮155而无需来自操作员的输入的问题的解决方案。
图3A示出了指示车轮155中的一者的原始车轮速度和车轮速度变化的示例数据115的图示300。图示300具有横轴，示出以秒(s)为单位的从开始数据收集的时间。图示300具有纵轴，示出以每秒弧度(rad/s)为单位的车轮155的速度。用曲线305示出原始车轮速度数据115。在图3A的示例中，原始车轮速度数据在约72至76rad/s的范围内。用曲线310示出车轮速度变化数据115，如下所述。在图3A的示例中，车轮速度变化数据在约-2至2rad/s的范围内。
计算机105可以向原始车轮速度数据115应用滤波器。滤波器可以是例如陷波滤波器、带通滤波器、高通滤波器、低通滤波器等。滤波器可以除去由外部来源(例如，道路坡度的变化、路况的变化等)引起的速度数据115的变化。例如，如果道路具有碎石，则每个车轮的速度可以受由碎石引起的不平坦路面影响。如图3A所示，原始速度数据115在曲线305中可以呈正弦方式振荡。计算机105可以向原始车轮速度数据305应用滤波器，以生成经滤波速度数据115。经滤波速度数据115可以利用基于车轮155的大小的常规车辆101轮胎转换算法转换成以每秒转数测量到的频率，即赫兹(Hz)。频率可以使用单位转换(即，1Hz＝2πrad/s)在每秒弧度(rad/s)与Hz之间转换。例如，轮胎转换算法可以是应用于经滤波速度数据115的傅里叶变换，以识别构成经滤波速度数据115的多个频率。速度数据115的变化可以被表示为从傅里叶变换确定的具体频率范围。可以选择滤波器以从来自外部来源的车轮速度变化除去具体范围中的频率。也就是说，外部来源通常引入通过实证测试确定的已知范围的频率，所述频率可以利用滤波器除去。例如，车轮155可以以通过实证测试确定的谐振频率振动，并且滤波器可以从多个频率除去谐振频率。因此，计算机105可以将车轮速度确定为经滤波车轮速度数据115的剩余频率(以Hz为单位)。基于剩余频率，计算机105可以对调谐谐振频率进行调谐，以从原始速度数据115中滤除不是对应于车轮速度的剩余频率的频率。
使用来自车轮速度传感器140的车轮速度数据115，如下所述，计算机105可以应用调谐谐振滤波器以展示来自车轮速度数据115的表示车轮速度的具体频率。“调谐谐振”滤波器是减小不是指定频率(例如，谐振频率、对应于车轮速度的频率、上述剩余频率等)的频率的幅度的带通滤波器。调谐谐振滤波器以指定频率捕获来自原始速度数据115的速度变化，从而除去由车辆101外部的来源(例如，道路坡度、路况等)造成的变化，并且车轮速度数据115然后可以表明每个车轮155的相应车轮速度。速度变化的指定频率范围可以基于经滤波车轮速度数据115进行确定。基于车轮速度变化的相应幅度，计算机105可以确定车轮155中的一者是否不平衡。
计算机105可以将调谐谐振滤波器应用于原始车轮速度数据115，以对来自原始车轮速度数据115的除了对应于车轮速度的指定频率外的所有频率进行滤波，如上所述。在将调谐谐振滤波器应用于原始车轮速度数据115后，剩余数据115表示对应于车轮速度变化的车轮速度数据115。因此，调谐谐振滤波器除去原始车轮速度数据115中的由外部来源造成的变化，并且剩余经滤波车轮速度数据115表示来自车轮155的车轮速度变化。在图3A中，曲线310示出应用于车轮速度数据115的调谐谐振滤波器的结果。
在确定车轮速度变化曲线310后，计算机105可以确定曲线310的峰值。图3B示出了图表320，其中经滤波速度数据115在曲线325中并且在应用峰值检测之后的经滤波速度数据115的幅度在曲线330中。峰值指示在由上述经滤波车轮速度数据115的频率限定的时段中的车轮速度变化的局部极大值。也就是说，频率限定具有极大值的时段，所述极大值是具体时段中的速度的“峰值”。计算机105可以应用峰值检测算法和低通滤波器来确定曲线330中表示的预定时间段(例如，自从最初收集车轮速度数据115的时间段)上的车辆速度变化的平均峰值幅度。计算机105可以检索将车轮速度变化的平均峰值幅度与力值相关联的查找表等，以确定与车轮速度的平均峰值幅度相关的力值。查找表可以具有两列：一列用于速度变化幅度并且一列用于确定的力。速度变化幅度可以基于来自实证测试的数据进行确定，诸如图3A至图3B中示出的数据。力值是悬架上的由不平衡的车轮155引起的确定的力。查找表可以通过将实证测试的力施加到具体车轮155和轮胎组合上并确定由那些实证测试的力造成的车轮速度变化来构建。合成的车轮速度变化可以用来确定车轮速度变化幅度与向车辆155施加的力之间的关联，并且所述关联可以用来填充查找表。因此，在接收到车轮速度变化的平均峰值幅度后，计算机105可以使用车轮速度变化的平均峰值幅度来从查找表获得确定的力值，以确定向车轮155施加的确定的力。
计算机105可以识别具有第一力不平衡的第一车轮155和具有第二力不平衡的第二车轮155。计算机105可以确定第一力不平衡和第二力不平衡是否超过时间阈值和/或时间阈值，如下所述，以确定第一力不平衡和第二力不平衡是否持续。当第一力不平衡和第二力不平衡持续时，计算机105可以确定第一车轮155和第二车轮155中的每一者是不平衡的并且需要修理。
计算机105可以在车辆101满足一个或多个起动条件时确定检测力不平衡。如这里使用，“起动条件”是指示车辆101在预定路线的开始处和瞬时外部来源(例如，轮胎变热)可以导致车轮速度数据115变化的距离、速度和速度范围中的至少一者。可以确定起动条件以减小来自外部来源(例如，轮胎的暂时扁平化、轮胎变热、弯曲的道路、瞬时速度变化等)的车轮速度数据115的变化。可以确定起动条件以防止力不平衡的误报检测，例如，来自扁平化轮胎和/或车轮155上的碎屑。起动条件提高检测到的力不平衡是不平衡的车轮155的结果的确定性，从而防止对用户的不必要警告和/或不必要维护。
计算机105可以在满足具体起动条件时确定开始检测力不平衡。例如，计算机105可以在满足距离条件、速度范围条件和直线条件时确定开始检测力不平衡。替代地，计算机105可以在满足距离条件、速度范围条件、直线条件和加速度条件的任何组合时确定开始检测力不平衡，例如，当满足所述条件中的任一者时、当满足所述条件中的任两者时、当满足距离条件和其他条件中的任一者时等等。计算机105和/或服务器130可以基于例如预定实证测试来确定应满足哪些条件以开始检测力不平衡。例如，上述实证测试可以包括测试以不同车辆101速度(例如，以50英里/小时、以60英里/小时、以70英里/小时和以80英里/小时)采样的车轮和力不平衡组合。随着车辆101速度增加，车轮速度变化可以增加，并且因此针对不同车辆101速度的不同实证测试可以改进对满足哪些条件以开始检测力不平衡的确定。
起动条件可以包括距离条件，所述距离条件是距车辆所遵循的路线的开始的预定距离。可以确定距离条件以减小来自例如暂时轮胎变形、轮胎变热等的车轮速度数据115的变化。当车辆101开始路线时，计算机105可以致动里程计以确定从路线的开始经过的距离。例如，预定距离可以是25英里。当经过的距离超过预定距离时，计算机105可以确定满足距离条件。
起动条件可以包括速度范围条件，所述速度范围条件是车辆101必须保持以减小车辆速度数据115的变化的预定速度范围。可以确定速度范围条件以减小来自瞬时车辆101速度改变的车轮速度变化。此外，确定的力可以基于车辆101速度而变化。在车辆101处于所述速度范围时收集数据115可以改进所收集的数据115的一致性。预定速度范围可以从来自车轮155和轮胎组合的力的实证测试中确定，如上所述。例如，速度范围可以是35至45英里/小时。在当前车辆101速度处于预定速度范围时，计算机105可以确定满足速度范围条件。
起动条件可以包括直线条件。直线条件是车辆101在道路中基本上直线移动的度量，从而减小可以由车辆101转弯造成的车轮速度变化。当车辆101在道路中不是基本上直线移动时，车轮155可以接收例如来自与道路的摩擦的附加力，所述附加力可以抑制车轮速度变化。在转弯期间(即，当车辆101不是基本上直线移动时)收集车轮速度数据115可以导致不一致的车轮速度数据115。当两个前轮155的相应车轮速度相差小于差异阈值时，计算机105可以确定车辆101在直线移动。也就是说，当前轮155中的一者比前轮155中的另一者移动更快时，车辆101将从更快的车轮155转弯。计算机105可以确定来自前轮155的车轮速度数据115之间的差异。当差异低于差异阈值时，计算机105可以确定车辆101在直线移动，从而满足直线条件。
起动条件可以包括加速度条件。因为车轮速度数据115可以受车辆101的加速度和减速度影响，因此加速度条件指示车辆101以稳定的速度移动，从而减小来自车辆101加速或减速的车轮速度变化。当车辆101的加速度低于预定加速度阈值时，计算机105可以确定满足加速度条件。预定加速度阈值可以基于来自车轮155和轮胎组合的力的实证测试而确定，如上所述。
计算机105可以确定力不平衡是否持续。当力不平衡在时间阈值和距离阈值中的至少一者之外还继续时，力不平衡“持续”。时间阈值和距离阈值可以基于针对来自力不平衡的不同时间、距离和向车轮155施加的力的轮胎磨损的实证测试来确定。在检测到力不平衡后，计算机105可以启动计时器和/或里程计，并且可以测量从检测到不平衡经过的时间和/或经过的距离。基于经过的时间和/或距离，计算机105可以确定力不平衡是否持续。
当力不平衡持续时，计算机105可以识别车轮力不平衡故障。例如，当力不平衡由瞬时来源(例如，扁平化、降水或车轮155上的碎屑等)引起时，力不平衡可以不持续。当力不平衡不持续时，计算机105可以确定不识别车轮力不平衡故障。车轮力不平衡故障指示车轮155中的至少一者是不平衡的并且可能需要修理。在识别车轮力不平衡故障后，计算机105可以通过网络125向车辆101操作员和/或服务器130和/或修理位置处的计算机发送通知，所述通知指示不平衡且需要修理的具体车轮155。
计算机105可以确定确定的力中的一者的幅度是否超过幅度阈值。不论经过的时间和/或距离如何，确定的力的幅度都可以指示车轮155不平衡。幅度阈值可以基于例如上述实证测试来确定。基于上述查找表，计算机105可以确定每个车轮155的确定的力中的每一者的幅度。当确定的力中的一者的幅度超过幅度阈值时，计算机105可以确定与所识别的力相关联的车轮155是不平衡的。确定的力的幅度可以指示车轮155需要立即修理。计算机105然后可以识别车轮力不平衡故障并且通过网络125向车辆101操作员和/或服务器130和/或修理位置处的计算机发送通知，所述通知指示不平衡且需要修理的具体车轮155。
图4示出了用于收集数据115以检测车轮155上的力不平衡的示例过程400。过程400在框405中开始，其中计算机105确定车辆101速度。计算机105可以基于例如车辆速度传感器160来确定当前车辆101速度。
接下来，在框410中，计算机105确定距车辆101的路线的开始的距离。如上所述，车轮速度可以受到轮胎变热的受影响，因此通过等到距路线的开始的预定距离，轮胎的温度可以达到稳定状态。计算机105可以基于例如在路线开始时致动的里程计来确定距离。
接下来，在框415中，计算机105从车轮收集车轮速度数据115。如上所述，每个车轮可以具有车轮速度传感器140，所述车轮速度传感器140可以收集关于相应车轮155的旋转的数据115。车轮速度数据115可以存储在数据存储装置106中。
接下来，在框420中，计算机105将滤波器(例如，调谐谐振滤波器)应用于原始车轮速度数据115。如上所述，调谐谐振滤波器除去来自外部来源的车轮速度数据115的变化，例如，道路坡度、路况、发动机噪声、来自未对齐的前端的摇动、风、悬架谐振、由降水引起的减小的摩擦、车轮155上的碎屑(例如，泥、雪、冰)等。调谐谐振滤波器可以具有基于从经滤波速度数据115识别的频率而确定的特性调谐频率，如上所述。
接下来，在框425中，计算机105确定前轮155的车轮速度变化幅度。当前轮155的车轮速度变化幅度不同时，车辆101转弯。由于转弯可以影响车轮速度数据115，因此计算机105可以等待确定是否存在力不平衡，直到车辆101在直线移动为止。当前轮速度变化幅度在差异阈值内时，计算机105可以确定车辆101在直线移动。车轮速度变化幅度可以存储在数据存储装置106中。
接下来，在框430中，计算机105确定是否满足起动条件。如上所述，起动条件可以包括速度条件、距离条件和直线条件。计算机105可以确定车辆速度是否在速度范围内、距开始的距离是否超出预定距离，以及前轮的车轮速度之间的差异是否在差异阈值内，即，是否满足速度条件、距离条件和直线条件中的每一者。通过满足速度条件、距离条件和直线条件，计算机105可以在较少潜在变化的情况下检测力不平衡。如果满足所有三个条件，则过程400在框435中继续。否则，过程400在框440中继续。替代地，当满足条件中的一者或多者时，过程400可以进行到框435。
在框435中，计算机105确定检测力不平衡。计算机105可以基于来自经滤波车轮速度数据115的由车轮155生成的确定的力而确定是否存在力不平衡。计算机105可以利用诸如下文描述的过程500的过程来检测力不平衡。
在框440中，计算机105确定是否继续过程400。例如，如果车辆101已经停止并关闭电源，则计算机105可以确定不继续过程400。在另一示例中，如果车辆101沿着道路继续，则计算机105可以确定继续过程400。如果计算机105确定继续，则过程400返回到框405。否则，过程400结束。
图5示出了用于检测力不平衡的示例过程500。过程500在框505中开始，其中计算机105检索来自每个车轮155的先前收集的车辆速度变化数据115，如上文在过程400中所述。如上文所述，车轮速度传感器160可以收集每个车轮155的旋转的数据115、应用调谐谐振滤波器以确定车辆速度变化数据115，并且通过网络125将数据115发送到计算机105。
接下来，在框510中，计算机105检测车轮速度变化数据115的峰值幅度并对其进行平均。如上所述，计算机105可以使用峰值确定算法来确定车轮速度变化数据115的峰值幅度。计算机105可以对峰值幅度进行平均以确定平均峰值幅度，如上所述。
接下来，在框515中，计算机105基于每个车轮155的车轮速度变化的平均峰值幅度来确定由每个车轮155生成的确定的力。如上所述，计算机105可以咨询将车轮速度变化的平均峰值幅度与力值相关联的查找表等，以确定与车轮速度变化的平均峰值幅度相关的确定的力值。因此，计算机105可以确定每个车轮155的确定的力值。
接下来，在框520中，计算机105确定是否存在力不平衡。如上所述，计算机105可以通过将每个车轮155的确定的力与预定力阈值进行比较来确定车轮155中的一者是不是不平衡的。如果车轮155中的一者具有超过力阈值的确定的力，则计算机105可以确定车轮155是不平衡的。如果计算机105确定存在力不平衡，则过程500在框525中继续。否则，过程500在框540中继续。
在框525中，计算机105确定力不平衡是否持续。如上所述且在下文图6的过程600中示出，计算机105可以确定力不平衡是否超过时间阈值、距离阈值和幅度阈值中的至少一者。当力不平衡超过所述阈值中的至少一者时，计算机105可以确定力不平衡持续。如果计算机105确定力不平衡持续，则过程500在框530中继续。否则，过程500在框540中继续。
在框530中，计算机105识别不平衡的车轮155。如上所述，计算机105可以基于从上述查找表确定的由每个车轮155生成的确定的力来识别不平衡的具体车轮155，即，具有超过力阈值的确定的力的车轮155。
接下来，在框535中，计算机105识别车轮力不平衡故障并且发送指示不平衡的车轮155的通知。计算机105可以通过网络125向车辆101操作员和/或服务器130和/或修理位置处的计算机发送通知。所述通知可以识别不平衡的车轮155并且针对不平衡的车轮155请求修理。
在框540中，计算机105确定是否继续过程500。例如，当车辆101仍然在道路上移动时，计算机105可以确定继续过程500。在另一示例中，在到达修理位置以维修不平衡的车轮时或者在车辆101停止的情况下，计算机105可以确定不继续过程500。如果计算机105确定继续，则过程500返回到框505以检索更多数据115。否则，过程500结束。
图6示出了用于确定力不平衡持续的示例过程600。过程600在框605中开始，其中计算机105检索每个车轮155的确定的力确定。从力确定，计算机105可以识别不平衡的车轮155。如上所述，在检测到指示力不平衡的力不平衡后，计算机105可以致动计时器和/或里程计以测量从检测到力不平衡的点经过的时间和/或距离。
接下来，在框610中，计算机105通过确定力不平衡的时间持续是否超过时间阈值来确定力不平衡是否持续。如上所述，当经过的时间超过时间阈值时，计算机105可以确定力不平衡指示需要修理的车轮155。如果经过的时间超过时间阈值，则过程600在框625中继续。否则，过程600在框615中继续。
在框615中，计算机105通过确定力不平衡的距离持续是否超过距离阈值来确定力不平衡是否持续。如上所述，当经过的距离超过距离阈值时，计算机105可以确定力不平衡指示需要针对车轮155进行的修理的车轮155。如果经过的距离超过距离阈值，则过程600在框625中继续。否则，过程600在框620中继续。
在框620中，计算机105将由不平衡的车轮155生成的确定的力的幅度与幅度阈值进行比较。如上所述，不论经过的时间和/或距离如何，确定的力的幅度都可以指示车轮155不平衡。如果确定的力的幅度超过幅度阈值，则过程600在框625中继续。否则，过程600在框630中继续。
在框625中，计算机105确定力不平衡持续足以识别车轮力不平衡故障。当力不平衡持续时，力不平衡可以导致车辆部件120(例如，轮胎、转向装置、悬架、球头节等)损坏。在检测到力不平衡持续后，计算机105可以识别车轮力不平衡故障并通过网络125发送通知，从而指示不平衡的车轮155需要修理。在框625之后，过程600结束。在示例过程600中，当力平衡超过时间阈值、距离阈值和幅度阈值中的至少一者时，计算机105可以确定力平衡持续。替代地，当力不平衡超过时间阈值、距离阈值和幅度阈值中的两者或更多者时，计算机105可以确定力平衡持续。
在框630中，计算机105确定力不平衡不持续。计算机105可以继续收集数据115，以检测力不平衡并且根据力不平衡来操作车辆101。在框630之后，过程600结束。
如本文所使用，修饰形容词的副词“基本上”意指形状、结构、测量、值、计算等可能偏离精确描述的几何形状、距离、测量、值、计算等，因为材料、加工、制造、数据采集器测量、计算、处理时间、通信时间等存在缺陷。
计算机105通常各自包括可以由一个或多个计算装置(诸如上面标识的那些计算装置)执行并用于实施上述过程的框或步骤的指令。计算机可执行指令可以由使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序来编译或解译，所述编程语言和/或技术包括但不限于以下的单一形式或组合形式：JavaTM、C、C++、Visual Basic、Java Script、Perl、HTML等。通常，处理器(例如，微处理器)例如从存储器、计算机可读介质等接收指令，并且执行这些指令，由此执行一个或多个过程，包括本文所述的过程中的一个或多个过程。此类指令和其他数据可以使用各种计算机可读介质存储和传输。计算机105中的文件通常是存储在诸如存储介质、随机存取存储器等计算机可读介质上的数据的集合。
计算机可读介质包括参与提供可以由计算机读取的数据(例如，指令)的任何介质。此类介质可以采用许多形式，包括但不限于，非易失性介质、易失性介质等。非易失性介质包括例如光盘或磁盘以及其他永久性存储器。易失性介质包括通常构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD ROM、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、任何其他具有孔图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM、快闪EEPROM、任何其他存储器芯片或盒式磁带，或者计算机可以从中读取的任何其他介质。
关于本文所描述的介质、过程、系统、方法等，应当理解，虽然此类过程等的步骤已被描述为按照某一有序的序列发生，但是此类过程可以通过以本文所描述的顺序以外的顺序执行所描述的步骤来实践。还应理解，可以同时执行某些步骤，可以添加其他步骤或者可以省略本文所述的某些步骤。例如，在过程400中，可以省略一个或多个步骤，或者可以按照不同于图4所示的顺序执行步骤。换句话说，本文对系统和/或过程的描述是出于说明某些实施例的目的而提供的，并且绝不应当被解释为限制所公开的主题。
因此，应理解，包括以上描述和附图以及所附权利要求的本公开旨在是说明性的而非限制性的。在阅读以上描述之后，除了所提供的示例之外的许多实施例和应用对于本领域技术人员而言将是显而易见的。不应参考以上描述来确定本发明的范围，而是应参考附加到本发明和/或被包括在基于本发明的非临时专利申请中的权利要求以及享有此类权利要求的权利的等效物的完整范围来确定。本文所讨论的领域中预期并意图将出现未来发展，并且所公开的系统和方法将合并到此类未来实施例中。总而言之，应理解，所公开的主题能够进行修改和变化。
除非另有说明，或者上下文另有要求，否则修饰名词的冠词“一个”应理解为一个或多个。短语“基于”涵盖部分地或全部地基于。
根据本发明，提供了一种系统，所述系统具有计算机，所述计算机包括处理器和存储器，所述存储器存储指令，所述指令能够由所述处理器执行以：基于来自多个车轮中的每一者的车轮速度数据而识别具有力不平衡的车轮；以及当所述力不平衡超过距离阈值和时间阈值中的至少一者时，识别车轮力不平衡故障。
根据实施例，所述指令还包括用于应用调谐谐振滤波器以对来自道路变化的道路噪声和振动中的至少一者进行滤波的指令。
根据实施例，用于识别所述车轮中的一者的指令还包括用于识别所述车轮速度数据的多个峰值的指令。
根据实施例，用于识别所述车轮力不平衡故障的指令还包括用于基于所述力不平衡的幅度来确定所述距离阈值和所述时间阈值中的至少一者的指令。
根据实施例，用于收集车轮速度数据的指令还包括用于确定车辆在直线移动然后也只有在这时开始从所述车辆的所述车轮收集所述车轮速度数据的指令。
根据实施例，用于确定所述车辆在直线移动的所述指令还包括用于从所述车轮速度数据确定第一前轮的第一车轮速度和第二前轮的第二车轮速度并且用于当所述第一车轮速度在所述第二车轮速度的预定速度阈值内时确定所述车辆在直线移动的指令。
根据实施例，用于收集车轮速度数据的所述指令还包括用于确定车辆启动后的时间段超过预定距离然后开始从所述车辆的所述车轮收集所述车轮速度数据的指令。
根据实施例，用于识别所述车轮中的一者的所述指令还包括用于从所述车轮速度数据识别指示所述车轮速度的变化的正弦波的指令。
根据实施例，用于识别所述车轮力不平衡故障的所述指令还包括用于基于所述力不平衡的幅度来确定所述车轮是否需要立即修理的指令。
根据实施例，用于识别所述车轮力不平衡故障的所述指令还包括用于确定所述力不平衡的幅度然后当所述幅度超过幅度阈值时识别所述车轮力不平衡故障的指令。
根据实施例，所述指令还包括用于确定识别的第二车轮是否具有第二力不平衡并且当所述第二力不平衡超过所述距离阈值和所述时间阈值中的至少一者时识别所述第二车轮的车轮力不平衡故障的指令。
根据本发明，一种方法包括：收集多个车轮中的每一者的车轮速度数据；基于所述车轮速度数据而识别所述车轮中的具有力不平衡中的一者；以及当所述力不平衡超过距离阈值和时间阈值中的至少一者时，识别车轮力不平衡故障。
根据实施例，本发明的特征还在于，应用调谐谐振滤波器，以对来自道路变化的道路噪声和振动中的至少一者进行滤波。
根据实施例，本发明的特征还在于，基于所述力不平衡的幅度来确定所述距离阈值和所述时间阈值中的至少一者。
根据实施例，本发明的特征还在于，确定所述力不平衡的幅度，然后当所述幅度超过幅度阈值时识别所述车轮力不平衡故障。
根据本发明，提供了一种系统，所述系统具有：多个车轮；用于每个车轮的相应车轮速度传感器；用于收集多个车轮中的每一者的车轮速度数据的构件；用于基于所述车轮速度数据而识别所述车轮中的具有力不平衡中的一者的构件；以及用于当所述力不平衡超过距离阈值和时间阈值中的至少一者时识别车轮力不平衡故障的构件。
根据实施例，本发明的特征还在于，用于应用调谐谐振滤波器以对来自道路变化的道路噪声和振动中的至少一者进行滤波的构件。
根据实施例，本发明的特征还在于，用于基于所述力不平衡的幅度来确定所述距离阈值和所述时间阈值中的至少一者的构件。
根据实施例，本发明的特征还在于，用于基于所述力不平衡的幅度来确定所述车轮是否需要立即修理的构件。
根据实施例，本发明的特征还在于，用于确定所述力不平衡的幅度然后当所述幅度超过幅度阈值时识别所述车轮力不平衡故障的构件。