具体实施方式

参考图1至图6，以100指示本发明的用于提取轮胎特性的变化的方法的示例性实施例。为了说明在其中采用本发明的方法100的示例性环境，以10指示并且现在将描述轮胎磨损状态估计系统。轮胎磨损状态估计系统10在标题为“采用印迹长度的轮胎磨损状态估计系统和方法”的申请中进行了更详细的描述，该申请与本申请由同一受让人TheGoodyear Tire＆Rubber Company同时提交，并且以其整体并入本文中。

特别地参考图1，轮胎磨损状态系统10估计支撑车辆14的每个轮胎12上的胎面磨损。将理解的是，车辆14可以是任何车辆类型，并且通过示例的方式被示为乘用车。轮胎12具有常规构造，并且每个轮胎安装在相应的车轮16上，如本领域技术人员已知的。每个轮胎12包括延伸到周向胎面20的一对侧壁18（仅示出一个），该胎面随着时间由于道路磨耗而磨损。内衬22安置在轮胎12的内表面上，并且当轮胎安装在车轮16上时，形成内腔24，该内腔填充有诸如空气之类的加压流体。

传感器单元26通过诸如粘合剂之类的手段附接到每个轮胎12的内衬22，并且测量轮胎的某些特性，诸如轮胎压力38（图2）和温度40。由于这个原因，传感器单元26优选地包括压力传感器和温度传感器，并且可具有任何已知的构型。传感器单元26优选地还包括用于存储每个轮胎12的识别（ID）信息的电子存储器容量，该信息被称为轮胎ID信息并且以42指示。传感器单元26优选地还测量轮胎12的印迹的中心线长度28。

转到图2，传感器单元26包括用于将轮胎压力38、轮胎温度40和中心线长度28以及轮胎ID信息42的测得的特性发送到处理器36的传输器件34。传输器件34可包括用于无线传输的天线或用于有线传输的线。处理器36可被集成到传感器单元26中，或者可以是远程处理器，该远程处理器可安装在车辆14上或者是基于云的。轮胎ID信息42使得轮胎构造数据库44能够被电子地访问46。轮胎构造数据库44存储轮胎构造数据50，并且与处理器36进行电子通信，从而使得能够将轮胎构造数据传输48到处理器。

分析模块52存储在处理器36上，并且接收轮胎压力38、轮胎温度40、轮胎中心线长度28、轮胎ID信息42和轮胎构造数据50。分析模块52分析这些输入以生成轮胎磨损状态的估计值（以54指示）。参考图3，分析模块52优选地还从安装在车辆上的收集单元56接收数据，包括如根据全球定位系统（GPS）数据计算的车辆速度58以及来自加速度计的车辆14的惯性测量值60。

事件过滤器62应用于从安装在车辆上的收集单元56接收的数据。更特别地，在事件过滤器62中审查车辆状况，包括从GPS数据测得的车辆速度58、以及惯性测量值60。将这些测得的值与阈值（包括上限和下限）进行比较。如果测得的值在阈值之外，则系统10不继续进行，因为车辆14很可能超出正常或可预测的状况而操作。如果测得的值在阈值内，则将轮胎压力38、轮胎温度40、中心线长度28和车辆速度58的测得的数据发送到反标准化滤波器64。

反标准化滤波器64被采用来考虑并消除充气压力38、温度40和车辆速度58对轮胎12的中心线长度28的影响。在反标准化滤波器64中，预训练的回归模型用于考虑充气压力38、温度40和车辆速度58的影响。不管车辆和轮胎的操作状况如何，中心线长度28都被回归到预定义的标称状况，即预定义的充气压力38、温度40和车辆速度58。

另外，轮胎12的最快磨损部分可能不总是在中心线处。对于许多轮胎而言，最快的磨损可在胎肩处。然而，轮胎12在中心线处和在胎肩处的磨损率之间的差异通常取决于轮胎构造数据50，包括轮胎印迹形状因子（FSF）、模具设计落差（mold design drop）、轮胎带束/缓冲层角度和/或覆面材料。因此，来自轮胎构造数据库44的轮胎构造数据50被输入到反标准化滤波器64中，并且与来自传感器单元26的中心线长度测量值28结合使用以估计胎肩处的长度，胎肩可能是胎面20的最快磨损部分。

反标准化滤波器64生成标准化的印迹长度66。由于轮胎12的中心线长度28也可能受到车辆负载的影响，因此必须考虑并消除负载对标准化的印迹长度66的影响。为了消除负载对标准化的印迹长度66的影响，访问历史印迹测量数据库68。历史印迹测量数据库68与处理器36进行电子通信并且可存储在处理器上，并且包含印迹测量值70的历史日志。标准化的印迹长度66与历史日志70相关并且取值的平均值。

将这些值的平均值应用于时间过滤器72。时间过滤器72是应用用于提取轮胎特性的变化的方法100的步骤的模块，下文将更详细地对其进行描述。时间过滤器72产生轮胎12的规则化的印迹长度74。规则化的印迹长度74被输入到预测模型76中，该预测模型应用非线性回归模型以生成轮胎12的估计的磨损状态54。

参考图4至图6，用于提取轮胎特性的变化的方法100通过考虑并提取在轮胎12的寿命期间轮胎特性的变化来提高间接估计系统（诸如，磨损估计系统10）的准确性。轮胎特性（诸如，轮胎充气压力38、轮胎温度40、胎面深度和道路状况）在轮胎12的寿命期间变化。这些特性受到不止一个因素的影响。

例如，如图4中所示，测试证实轮胎12的制动刚度102（其是轮胎刚度的量度）随轮胎磨损或胎面深度（以104指示）而变化。轮胎12的制动刚度102也随其他操作状况（诸如，环境温度106、路面状况108和充气压力38）而变化。图5示出了这些特性中的每个随时间112的变化如何影响制动刚度102。除了轮胎磨损或胎面深度104、环境温度106、路面状况108和充气压力38影响轮胎12的制动刚度102之外，随时间112的随机变化114也可影响制动刚度。

轮胎12的特性随时间112的这样的变化使预测模型易受偏差和/或方差的影响。用于提取轮胎特性的变化的方法100通过使用加性时间序列来对在时间尺度之后的轮胎特性的这样的变化进行建模。如上文所描述的，轮胎特性包括轮胎充气压力38、轮胎温度40、环境温度106、胎面深度104、路面状况108等。为了方便起见，将以轮胎特性120指代，所理解的是，这样的指代包括这些特性。

特别地参考图6，方法100包括步骤150，该步骤是从轮胎12和/或车辆14上的传感器提取相关的轮胎特性。例如，处理器116可安装在车辆14或轮胎12上，该处理器从传感器单元26（图1）接收某些轮胎特性120，诸如充气压力38和轮胎温度40。处理器116还可从安装在轮胎上的传感器、安装在车辆上的传感器和/或车辆CAN总线接收诸如环境温度106和路面状况108之类的特性120。为了执行提取，处理器116执行数据分析工具，该数据分析工具从（一个或多个）传感器和/或CAN总线中检索所选择的特性120。

处理器116包括天线118或与天线118进行电子通信，该天线提供所选择的特性120到远程处理器（诸如，基于云的服务器122中的处理器）的传输（步骤152）。基于云的服务器122包括所提取的轮胎特性120的历史数据日志124，或者与所提取的轮胎特性120的历史数据日志124通信。在步骤154处提供特性120在历史数据日志124中的存储。步骤154可选地包括用上下文信息（contextual information）扩充历史数据日志124，所述上下文信息诸如天气、道路不平整度和道路拓扑数据。

接下来，在步骤156中，选择感兴趣的一个或多个轮胎特性120，并且将时间序列分解模型126应用于来自历史数据日志124的数据。时间序列分解模型126从所选择的感兴趣的（一个或多个）轮胎特性120中的潜在趋势来描绘或分离出外来输入或数据。

然后，将学习模型128应用于所选择的感兴趣的（一个或多个）轮胎特性120中的潜在趋势（步骤158）。学习模型128可以是机器学习模型、深度学习模型或统计模型，并且对感兴趣的（一个或多个）轮胎特性120和待预测的轮胎12的状况（诸如，轮胎磨损状态或轮胎负载）之间的关系进行建模。学习模型128在步骤160处输出预测值130。预测值130是已被滤波以消除由于随时间影响轮胎12的因素而引起的偏差的值，且因此是准确性提高的值。

在图4和图5中所示的磨损状态估计系统10的示例中，时间过滤器72执行步骤154和156，从而输出规则化的印迹长度74。规则化的印迹长度74被输入到预测模型76中以执行步骤158和160来生成预测值130，该预测值是轮胎12的估计的磨损状态54。

返回到图6，取决于如何采用用于提取轮胎特性的变化的方法100，可在步骤162中通过天线132将预测值130传输到一个或多个目的地。例如，预测值130可被传输到服务中心或车队管理器134。附加地，或者作为替代方案，预测值130可被传输到车辆14的用户136可访问的显示装置，诸如智能手机。而且，或者作为另一替代方案，预测值130可被传输到车辆14的电子控制单元138和/或车辆控制系统（诸如，制动系统和/或悬架系统），以提高这样的系统的性能。

以这种方式，用于提取轮胎特性的变化的方法100通过考虑并提取在轮胎12的寿命期间的轮胎特性的变化来提高间接估计系统的准确性。

将理解的是，在不影响本发明的整体构思或操作的情况下，可变更或重新布置用于提取轮胎特性的变化的上述方法100的步骤和伴随的结构，或者省略或添加本领域技术人员已知的部件或步骤。例如，在不影响本发明的整体构思或操作的情况下，电子通信可通过有线连接或无线通信进行。这样的无线通信包括射频（RF）和Bluetooth®通信。另外，在不影响本发明的整体构思或操作的情况下，可采用除上文所描述且本领域技术人员已知的那些轮胎特性和轮胎状况以外的轮胎特性和轮胎状况。

已参考优选实施例描述了本发明。在阅读和理解本说明书时，其他人将想到潜在的修改和变更。将理解的是，所有这样的修改和变更都包括在如所附权利要求书或其等同物中陈述的本发明的范围中。