胎压监测系统中的定位系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及胎压监测系统中的定位系统和方法。实施例涉及胎压监测系统（TPMS）中的轮胎定位。在实施例中，TPMS包括车轮单元和控制单元。每个车轮单元收集加速度数据并将该数据传输至控制单元以供处理。控制单元使用从另一车辆系统接收到的附加数据来处理该数据，该另一车辆系统例如是防抱死刹车系统（ABS）或电子稳定控制（ESC）系统，控制单元对数据进行相关以将每个车轮单元定位至车辆的特定车轮。优势包括：与车轮单元相比，控制单元处的提高的处理能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及胎压监测系统(TPMS)，并且更具体地，涉及作为TPMS的一部分的用于定位车辆上的各个轮胎的系统和方法。
技术介绍
在美国一般在车辆上要求胎压监测系统(TPMS)，欧洲以及亚洲国家紧随其后。典型地，要求对TPMS的使用的法规设置了由直接TPMS中的基于车轮的单元或车轮模块监测的压力警告阈值水平。车轮模块安装在每个轮胎内部(例如，在轮缘、阀上或胎内)，以周期性或连续地监测轮胎的充气压力。典型地，每个车轮模块包括压力传感器、控制逻辑(例如，微控制器)、电源(例如，电池)和射频(RF)发射机，射频(RF)发射机将来自车轮模块的信息传送至在车辆中其他位置安装的中央TPMS接收机。一些车轮模块还包括加速度传感器，加速度传感器用于确定车辆何时在运动中，以便节省电池寿命。识别哪个车轮模块发送了特定信号并由此识别哪个轮胎可能具有低压的过程被称为定位。当检测到低压情形时，驾驶员一般想知道哪个轮胎较低，而不是仅仅知道这些轮胎之一较低，这通常需要检查每一个轮胎，以便确定哪个轮胎实际上需要关注。有效且高效的定位是TPMS中正面临的挑战，这是由于轮胎频繁地转动并有时在夏天与冬天之间改变，从而更改其位置。此外，车轮模块上的功率约束使频繁的通信和定位信号传输不切实际。因此，在利用加速度传感器的TPMS系统中需要改进的定位技术。
技术实现思路
实施例涉及在胎压监测系统中对轮胎的定位。在实施例中，一种胎压监测系统(TPMS )，包括:多个固定的车轮转动传感器，每个固定的车轮转动传感器与车辆的车轮相关联并被配置为获取车轮转动数据；多个车轮单元，每个车轮单元与车辆的车轮相关联并包括被配置为获取加速度数据的加速度传感器；以及控制单元，与车辆相关联并被配置为:从所述固定的车轮转动传感器中的每一个接收所述车轮转动数据，并从所述多个车轮单元中的每一个接收所述加速度数据；以及根据对所述车轮转动数据和所述加速度数据的联合处理，将所述多个车轮单元中的每一个定位至所述车辆的特定车轮。在实施例中，一种在胎压监测系统(TPMS)中定位车轮的方法，包括:在多个车轮中的每一个处获取加速度数据；在所述多个车轮中的每一个处获取车轮转动数据；将来自所述多个车轮中的每一个的加速度数据和车轮转动数据传送至控制单元；以及由所述控制单元对所述加速度数据和所述车轮转动数据进行联合处理，以将所述加速度数据与所述多个车轮中在其处获取对应车轮转动数据的特定车轮相关联。附图说明在结合附图考虑本专利技术的各个实施例的以下详细描述的情况下，可以更全面地理解本专利技术，在附图中: 图1是根据实施例的胎压监测系统的框图。图2是根据实施例的车辆的框图。图3是根据实施例的加速度相对于时间的曲线图。图4A是根据实施例的流程图。图4B是根据实施例的流程图。图5是根据实施例的流程图。尽管本专利技术可接受各种修改和可替换形式，但是已经在附图中作为示例示出了本专利技术的细节并将详细描述这些细节。然而，应当理解，并不意在将本专利技术限于所描述的特定实施例。相反，意在涵盖落在如所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的所有修改、等同替换和可替换方案。具体实施例方式实施例涉及胎压监测系统(TPMS)。在实施例中，TPMS包括车轮单元和控制单元。每个车轮单元收集加速度数据并将该数据传输至控制单元以供处理。控制单元处理该数据，并使用从另一车辆系统(例如，防抱死刹车系统(ABS)或电子稳定控制(ESC)系统)接收到的附加数据，对数据进行相关以便将每个车轮单元定位至车辆的特定车轮。优势包括:与车轮单元相比，控制单元处的提高的处理能力。图1示出了根据实施例的车轮模块。在实施例中，车轮模块100包括压力传感器102、加速度传感器104、控制电路(例如，微控制器106)、通信单元108和电源110。压力传感器102用于通过周期性地感测压力来监测轮胎的压力。加速度传感器104可以用于检测转动，这有助于通过仅在车辆处于运动中时进行压力测量来降低功耗。在实施例中，加速度传感器104是具有沿与车辆(参见图2)的轴正交的径向的灵敏度的单轴或多轴加速度传感器，但在其他实施例中，可以使用其他加速度传感器。在一个实施例中，通信单元108包括用于将信号发送至中央接收机单元112的射频(RF)发射机。在单向TPMS实施例中，模块100是自主的，原因在于:其向中央接收机单元112发送无线通信，但不从中央接收机单元112接收无线通信，从而降低功耗。在其他实施例中，通信单元108可以包括RF发射机/接收机或某一其他无线通信模块，并在实施例中可以与微控制器106分离(如图所示)或集成。在实施例中，电源110包括电池或其他合适电源。在实施例中，车轮模块100可以包括更多或更少组件。例如，车轮模块100可以包括温度传感器以便提供温度补偿。在其他实施例中，还可以包括附加传感器，例如用于监测轮胎、车轮和环境的其他特性。此外，在其他实施例中，根据应用和组件，车轮模块100可以具有位于与车轮模块100的其余组件分立的位置处的各个组件。参照图2，车轮模块100可以安装在轮胎200中，并且经由轴202将每个单独轮胎200安装至车体204。在实施例中，可以将车轮模块100安装至轮缘、阀杆或胎内。因此，具有四个车轮的典型客车将具有四个车轮模块，每个轮胎200中一个车轮模块，如图2总体示出，从而使每个车轮模块100能够监测与其所安装的车轮相关联的轮胎的胎压。在实施例中，每个轮胎200中的每个车轮模块100的安装位置可以相同或者可以不同。 在操作中，当轮胎200正在转动时，加速度传感器104感测由于离心力而引起的加速度。传感器104还感测由于地球的重力场而引起的加速度分量。随着轮胎200转动，该加速度分量振荡。该振荡信号的幅度是Ig = 9.81 m/s2。振荡信号的频率等于轮胎200每秒的转数。振荡信号的相位角等于车轮模块100的角位置。图3示出了由于离心力而引起的恒定加速度值之上的具有振荡信号的典型加速度信号。在图3所示的示例中，轮胎200正在以恒定的频率转动，即，车辆正在以恒定的速度行驶。参照图4A，每个车轮模块100被配置为在操作期间执行各个任务和功能。首先，在402处，确定用于获取N (N>1)个加速度样本的采样周期。在实施例中，基于来自加速度传感器104的单个离心加速度样本来确定采样周期。如前所述，离心加速度取决于轮胎200的转速，并因此与由于地球的重力场而引起的振荡信号的频率相关。在另一实施例中，可以通过采样啁啾(chirp)来发现采样周期。首先，利用最初非常小的采样周期来获取一定数目的样本。通过准则来评估这些样本，该准则应当确定是否观察到振荡信号的足够大部分(例如，半个周期)。如果满足该准则，则发现采样周期。如果未满足该准则，则增大采样周期，获取一定数目的样本，并再次检查该准则。在确定了采样周期之后，车轮模块100被配置为在404处获取、数字化和存储N个加速度样本。在406处，进行对所有N个加速度样本的可选处理。在实施例中，可以减去由于离心加速度而引起的振荡信号的均值(DC)分量。在408处，可以执行可选的数据压缩。为了最小化无线数据传输的比特数目，可以压缩加速度样本。可以逐样本地或者在联合考虑所有N个样本进行压缩。在一个实施例中，通过仅将符号信息(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胎压监测系统（TPMS），包括：多个固定的车轮转动传感器，每个固定的车轮转动传感器与车辆的车轮相关联并被配置为获取车轮转动数据；多个车轮单元，每个车轮单元与车辆的车轮相关联并包括被配置为获取加速度数据的加速度传感器；以及控制单元，与车辆相关联并被配置为：从所述固定的车轮转动传感器中的每一个接收车轮转动数据，并从所述多个车轮单元中的每一个接收加速度数据；以及根据对所述车轮转动数据和所述加速度数据的联合处理，将所述多个车轮单元中的每一个定位至所述车辆的特定车轮。

【技术特征摘要】
2011.12.21 US 13/332,9211.一种胎压监测系统(TPMS)，包括: 多个固定的车轮转动传感器，每个固定的车轮转动传感器与车辆的车轮相关联并被配置为获取车轮转动数据； 多个车轮单元，每个车轮单元与车辆的车轮相关联并包括被配置为获取加速度数据的加速度传感器；以及 控制单元，与车辆相关联并被配置为:从所述固定的车轮转动传感器中的每一个接收车轮转动数据，并从所述多个车轮单元中的每一个接收加速度数据；以及根据对所述车轮转动数据和所述加速度数据的联合处理，将所述多个车轮单元中的每一个定位至所述车辆的特定车轮。2.根据权利要求1所述的TPMS，其中，所述多个固定的车轮转动传感器是防抱死刹车系统(ABS)的一部分。3.根据权利要求1所述的TPMS，其中，所述多个固定的车轮转动传感器是电子稳定控制(ESC)系统的一部分。4.根据权利要求1所述的TPMS，其中，所述加速度数据包括至少一个加速度样本。5.根据权利要求4所述的TPMS，其中，所述车轮单元被配置为确定用于获取所述至少一个加速度样本的采样周期。6.根据权利要求5所述的TPMS，其中，所述采样周期是根据离心加速度样本来确定的。7.根据权利要求5所述的TPMS，其中，所述采样周期是根据包括多个离心加速度样本的采样啁啾来确定的。8.根据权利要求1所述的TPMS，其中，所述车轮单元被配置为压缩所述加速度数据。9.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R施莱德茨，C施泰纳，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：