CN101184637B - 对车轮轮胎进行压力监测和辅助充气的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对车辆轮胎进行监测充气压力和辅助再度充气的方法，所述车辆装有适用于该车辆的用于监测轮胎充气压力的系统，该系统包括用于检测车辆轮胎压力和温度的设备和用于分析这些压力和温度值的装置。本发明特征在于，所述分析装置将轮胎的充气压力实际值与根据轮胎温度修改的设定值作比较，该轮胎温度由用于检测相关轮胎温度的设备提供，所述充气压力实际值对应于在所述车辆之前的启动中测得的参考温度。

Description

对车轮轮胎进行压力监测和辅助充气的方法

技术领域

本发明涉及一种对车轮轮胎进行压力监测和辅助充气的方法以及实现该方法的设备。

背景技术

为了获得最好的性能，通常需要对损耗量、抓地力和舒适度进行折衷，并以好的抓地力、好的制动、好的悬挂、低水平的旋转噪音、好的避震等为条件，所述车辆/车轮/轮胎装配体必须在压力下工作，所述压力值非常接近于为轮胎充气的压力设定值。这些压力设定值通常由车辆制造商和轮胎制造商之间的协商来确定，并对应于在给定条件下的给定车辆/车轮/轮胎装配体，给定条件包括重力、速度和稳定性，以及冷胎，也就是没有因滚动而发热的轮胎。充气不足轮胎的连续滚动导致轮胎性能的下降，如旋转抗力、旋转耐力、旋转舒适度等。相反地，充气过度的轮胎可以导致轮胎抓地力和车辆舒适度的下降并加速轮胎的磨损。由于轮胎的有害充气可以导致不可忽视的结果，汽车制造商和轮胎生产商通常推荐轮胎的压力维持在有限的压力范围内，通常小于建议设定值的10％，或者当建议设定值为2巴时，相对于该设定值的最大压力偏差为200毫巴。

借助于安装在加油站或者超级市场中的自助充气机的帮助，司机通常不考虑其车辆轮胎的情况，或者当他们想要考虑的时候，已经遇到了困难。特别地，调查结果已经显示：

-司机们很少调整其冷车轮胎的压力；通常，他们行车几公里才在充气站停车，而且他们不知道是否有必要考虑轮胎的发热，如果考虑的话，应该是在多大程度上考虑；

-司机们可能在长途旅行中或之后才检测压力；

-司机们无法考虑暴露于太阳下的轮胎与处于阴凉里的轮胎之间的温差，以及/或者考虑分别属于前轴和后轴的轮胎之间的发热差异；

-在寒冷的时期(秋天、冬天或春天)，司机们更多的是在一天的中间或结束时刻调整其车辆轮胎的压力，所以就是在环境温度通常高于一天开始时温度的时刻；

-司机们通常一年只对其车辆轮胎的压力调整一次，当启程作长途旅行时，通常在夏天，所以是在周围温度相对较高的一个时期。

因此，很多情况下，轮胎的充气是在轮胎处于热状态中的时刻进行的。在这种情况下，如果轮胎的压力被调整到车辆制造商建议的设定值，该轮胎可能充气不足。甚至可能发生的是，如果轮胎过量发热，司机们发现该压力显著高于制造商建议的设定值，看到这些，司机们将轮胎放气直到轮胎处于恰当的压力，或者如果压力是在寒冷时测得的，轮胎就应该被再度充气。在后一种情况下，结果可能是在司机不知道的情况下该轮胎已经或者变得非常缺气，并且这可能导致加倍的后果，如上面指出的那样。

当司机们在服务站求助于专业人员对其车辆轮胎充气时，专业人员通常采取激进的办法，包括系统地为轮胎充气至超过制造商建议的设定值0.3至0.4巴或者更多。这种解决办法也不是令人满意的，特别是从轮胎的磨损和车辆的舒适度的角度考虑。

车轮装有压力监测系统的车辆很常见，，通常称为TPMS系统(英文表述Tire Pressure Monitoring System的缩写)。TPMS系统通常包括压力传感器和/或压力变化探测器，以及处理单元，该处理单元可以接收和处理由所述压力传感器和/或压力变化探测器提供的信息，还包括发射单元，该发射单元用于向独立于所述车轮的接收器发射经所述处理单元分析和处理的信息(特别参见公开的WO 02/34551、WO02/34552和WO 02/34553国际专利申请)。根据具体情况，发射给接收器的信息用来警告汽车司机其车辆出现的异常情况，如轮胎腔中压力不足、轮胎刺破、压力迅速减小、轮胎爆裂等。

即使是装有TPMS系统的车辆，对轮胎正确充气的监测和对充气本身的监测都不容易。特别地，当TPMS系统的警报触发极限通常离制造商对充气压力建议的设定值不远时，例如，负300至负400毫巴。据此可以推测，如果司机在下午例如在工作完成之后重新设定其车辆轮胎的压力，当时周围温度大约为20℃，车辆已经行驶了一段时间以后，这导致轮胎的发热至少在该周围温度的基础上加10℃，也就是轮胎总的温度至少为30℃，第二天早晨，降温，如果周围的温度例如为0℃，轮胎的压力将下降，至少比前一天下午充气过程中由司机设定的压力低300毫巴，也就是说轮胎可能处于非常接近于警报触发极限的压力状态。所以，警报可能被触发，并且如果警报被触发，司机将根据其经验重新设定轮胎的压力，通常是在下午工作完成之后，因此相同的情形在第二天早晨和接下来的几天里可能再次发生但司机并不理解该现象。这引起司机一定的困惑和/或厌倦。另一方面，如果司机已经让专业人员设定了轮胎的压力，并且该专业人员已经为轮胎过度充气，所述TPMS系统不会发出必要的警报，但这种情况也不令人满意，因为这使得轮胎运转于其正常条件之外，该正常条件是轮胎被设想所处于的条件。

发明内容

因此，本发明的目的是通过提供一种方法解决上面指出的问题，该方法可以尽可能正确地对车辆轮胎进行充气和监控，即使该轮胎是热的或者刚被行驶完成长途旅行并且是在其压力被重新调整之前，可以在一天中的任何时间进行压力调整。

出于此目的，本发明目的是一种用于对车轮轮胎进行压力检测并辅助充气至合适压力的方法，所述车辆装有适合于该车辆用于检测轮胎充气压力的设备，该设备包括用于检测车辆的不同轮胎的压力和温度的装置和用于分析所述压力和温度值的装置。该方法的特征在于，所述分析装置将所述轮胎充气压力的当前值与根据轮胎温度修改的设定值作比较，所述轮胎温度由用于检测所述轮胎温度的设备提供，所述充气压力实际值对应于参考温度，所述参考温度依赖于在所述车辆最近启动过程中测得的温度。

优选地，所述的修改设定压力由以下公式给出：

$P_{\mathrm{cc}}=P_c\·\frac{T_p}{T_{\mathrm{ref}}}$

其中，P_c为相关轮胎的充气压力标称设定值，P_cc为用于所述充气压力的所述修改设定值，T_p为由温度传感器提供的轮胎温度，以及T_ref为可变参考温度，该可变参考温度是作为依赖于在所述车辆最近启动过程中所测温度而被选择的；所述压力P_c和P_cc为绝对值，而所述温度T_p和T_ref度数为K。

所述设定压力P_c为冷却时的标称设定压力，其由该车辆制造商提供。所述修改的设定压力的优点是考虑该轮胎的实际温度，也就是由车辆轮缘和轮胎限定的该内部腔体的温度。因此，该方法可适用于无论轮胎处于热的状态还是冷的状态。所述修改还用到参考温度T_ref。所述温度依赖于先前在所述车辆最近启动过程中由检测系统测得并记录的温度。这就可以考虑最近几天的相关气候变化并因此避免上面提到的缺点。

根据特定的实施例，依赖于在所述车辆最近启动过程中所测得温度值的温度，对应于最近存储的n个温度中的最低温度。有利地，n的值位于三和十之间，优选为五。

每个存储的温度可以是由设备测得的温度的平均值，该设备用于检测所述车辆轮胎的温度，所述车辆的每次所选择的启动为所谓的“冷”启动，也就是说如果是客车，该车辆的停留时间已远大于两个小时。

当所述车辆装有环境温度传感器，每个存储的温度可以由该环境温度传感器提供。

当所述用于监测所述轮胎充气压力的设备包括用于测量大气压的设备时，所述修改的设定值P_cc′，作为相关值，可以通过以下公式计算得到：

P_cc′＝(P_c′+P_atm)[(t_p+273)/(t_ref+273)]-P_atm

其中，P_c′为设定值，作为充气压力的相关值，P_atm为测得的大气压值，t_p和t_ref为以度数C表示的轮胎温度和可变参考温度。

当所述用于监测压力的系统包括用于与所述车辆的司机们沟通的装置时，根据本发明的所述方法可以进一步包括补充性的步骤，其中，补充信息由操作者提供给分析装置，该分析装置指示该车辆的负载状态。之后，该补充信息用于为所述充气压力确定所述设定值(P_c)，该设定值在计算所述修改设定值(P_cc，P_cc′)时用到。

用来选择所述设定压力的补充信息的另一个有用方面可以是所述车辆预计使用速度的范围，所述设定压力将由所述车辆的司机使用并给出。

在一个有利的方法中，所述用于监测车辆轮胎压力的系统包括标准操作模式和再度充气辅助操作模式，所述标准操作模式用于在车辆的至少一个轮胎处于反常状态时警告该车的司机，并且当所述系统接收到操作者的指令时，所述系统由标准操作模式向再度充气辅助操作模式转换。

当所述系统处于监测和充气辅助模式中时，所述系统分析装置有利地向用于与司机沟通的装置发射信息，根据不同情况，该信息将指示出：过高的充气压力、过低的充气压力或者是合适的充气压力。

当所述充气压力位于修改的设定压力与高于该修改的设定压力200毫巴之间时，所述系统分析装置有利地发出充气压力正确的信息被。

因此，根据本发明的所述方法，当在同一天中出现大的温度变化时，该方法不是发射警报，而是当压力一旦从正确的设定压力轻微偏离，就推荐对轮胎进行再度充气或者放气。

根据一种简单的实现模式，装有四个轮胎的车辆，经过向监测和再度充气辅助模式转换之后，通过使用该车辆的方向指示灯的方式，所述监测设备向操作者发出关于该车辆的四个轮胎充气状态的信息：

-灯灭：充气压力正确；

-灯持续开启：充气压力不足；

-灯闪：充气压力过高。

通常当司机对其轮胎进行放气/充气操作时，由所述车辆方向指示灯发出的所述指示是特别实用的。

在下列情形中，所述监测设备可以转换至标准模式：

-其接收到来自操作者的结束再度充气的指令；或

-操作者切断电源；或

-当车辆速度远远超越给定的限度；或

-经过给定的时间没有对轮胎之一的充气压力进行调整；或

-超过了给定的最大时间限度。

附图说明

结合附图，参照下面以实例方式给出的本发明实施例的描述，将能更好地理解本发明其他的特征和优点，附图中：

图1示出了用于实现根据本发明所述方法的设备的示意图；而

图2示出了根据本发明所述方法的例示性实现的流程图。

具体实施方式

在图1中示意性地看到车辆1，其装有用于监测所述轮胎压力的系统10。该车辆包括四个轮胎11、12、13和14。所述系统10每个轮胎11、12、13和14包括车轮单元21、22、23和24。每个车轮单元包括至少一个用于测量所述轮胎充气压力的设备和用于测量给轮胎充气的气体的内部温度的设备，以及无线电发射器。所述车轮单元设置在由所述轮胎和所述车轮限定的腔体中。所述系统10还包括位于车辆中的中央单元3。该中央单元3包括至少一个无线电接收器和用于分析所述压力和温度量度的装置。所述系统还包括用于向所述车辆司机发出信息的显示器5，所述信息由所述系统分析装置给出。所述显示器还包括用于与司机沟通的装置，例如按钮或触摸屏，可以接收来自于该司机的信息。每个车轮单元21、22、23和24有规律地向所述中央单元发送压力和温度的量度。这些量度经由所述中央单元分析装置处理后，所述系统适当地通过所述显示器5的方法向所述司机发送信息或警报。所述车辆还包括四个方向指示器61、62、63和64。

图2示出了根据本发明所述方法的例示性实现的流程图。

在步骤100中，司机开启系统。所述系统10初始化，显示器5在所述监测和充气辅助模式或所述标准模式之间给出选择(步骤110)。

如果该司机通过所述显示器5的方法向所述系统发出“监测和充气辅助模式”的命令，该系统要求在值二或三之间作出选择，对应于所述车辆的载荷(一般负载、全负载)和使用条件下(城镇、高速公路)的速度-步骤120。

所述系统基于记录在所述中央单元分析装置内存中的数据，确定出适应于所述已经指出的负载和速度条件的所述标称压力P_c-步骤140。

在步骤150中，所述系统基于在所述车辆最近五次冷启动中连续测得的温度，确定所述的参考温度T_ref。每个记录的温度可以是由所述四个设备给出的温度的平均值，所述四个设备用于测量所述车轮单元的温度，或者，如果所述车辆装有用于测量该车辆外部温度的设备，每个记录的温度也可以是由所述用于测量该车辆外部温度的设备测得的温度。优选地，所述参考温度为在冷启动过程中记录的五个最近温度中的最小值。这意味着考虑了在所述监测之前最近几天中周围温度的变化。因为对轮胎而言，优选为具有略高于所述推荐值而不是略低于所述推荐值的充气压力，所以考虑了最小值。

在步骤160中，所述修改的设定压力通过结合所述参考温度T_ref和由所述设备在监测时测得的温度而计算得出，所述设备用于测量所述相关轮胎的所述车轮单元的所述温度。这就可以考虑到所述轮胎的热和冷的状态。

所述修改的设定压力P_cc由下列公式给出：

$P_{\mathrm{cc}}=P_c\·\frac{T_p}{T_{\mathrm{ref}}}$

其中，P_c为所述相关轮胎的所述充气压力的所述标称设定值，T_p为由温度传感器提供的所述轮胎温度，以及T_ref为可变参考温度；所述压力P_c和P_cc是绝对值，而所述温度T_p和T_ref度数为K。

在步骤170中，所述中央单元3的所述分析装置计算：

P_p-P_cc

其中，P_p为由用于测量相关轮胎的压力设备在监测时测得的压力，而P_cc为修改的设定压力。

然后，所述系统通过显示器5向所述司机发送下列信息(步骤180)：

-如果P_p-P_cc＜0，推荐再度充气；

-如果0＜P_p-P_cc＜200毫巴，压力正确；

-如果P_p-P_cc＞200毫巴，推荐放气。

应该注意到，系统10没有向司机发送警报，而只有旨在优化所述轮胎的所述充气压力的推荐，以此限定不合适警报的数量。

如果司机执行该监测，以期对其轮胎的所述压力进行调整，有利地，所述系统可以同时发出可以被处于所述车辆外边的人所理解的指示。如此的指示可以由所述车辆的方向指示器61、62、63和64发出。之后，每个方向指示器根据下列指示模式开启：

-灯灭：充气压力正确；

-灯持续开启：充气压力不足；

-灯闪：充气压力过高。

这些指令是对那些通过显示器5向司机发送的指令的补充，并且对于促进所述轮胎充气趋向于正确的压力是非常有用的。

最后，在步骤200中，当司机驱动车辆前进时，或者当该司机将车辆熄火时，或者当放弃所述检测和充气辅助模式的指令通过显示器5被所发出时，或者当给定时间完成后仍没有对所述轮胎之一的充气压力进行任何调整时，或者经过给定的最长时限之后，所述系统切换至标准模式。

根据本发明的方法可以在司机准备调整车辆轮胎的压力也就是每次启动时，在司机的请求下被执行，或者事实上的任何时间，当车辆停下时以获得关于该轮胎当前充气压力的有用的建议时被执行。

仅通过实例的方式示出了上述实施例，本领域技术人员可以作出多种修改而仍不脱离由随附的权利要求所界定的本发明的实质与范围。

Claims (9)

1.一种用于对车辆轮胎进行监测充气压力和辅助再度充气的方法，所述车辆装有适用于所述车辆的用于监测所述轮胎充气压力的系统，所述系统包括：

用于检测所述轮胎压力和温度的设备；

用于分析所述压力和温度的值的分析装置；

用于与所述车辆的司机沟通的装置；以及

标准操作模式和监测与再度充气辅助操作模式，所述标准操作模式用于在车辆的至少一个轮胎处于反常状态时警告所述车辆的司机，并且当所述系统接收到司机的操作指令时，所述系统由标准操作模式向再度充气辅助操作模式转换；

其特征在于，在所述再度充气辅助操作模式中：

所述分析装置将所述轮胎充气压力的当前值与修改的设定压力值进行比较，所述修改的设定压力值由该公式给出：

$P_{\mathrm{cc}}=P_c\·\frac{T_p}{T_{\mathrm{ref}}}$

或者，所述用于监测所述轮胎充气压力的系统包括用于测量大气压的设备，通过以下公式计算得到作为相关值的修改的设定压力值P′_cc：

P′_cc＝(P′_c+P_atm)[(t_p+273)/(t_ref+273)]-P_atm

其中，P_c为相关轮胎的所述充气压力的标称设定压力值；

P_cc为用于所述充气压力的所述修改的设定压力值；

T_p为由所述用于检测所述轮胎压力和温度的设备提供的轮胎温度；以及

T_ref为可变参考温度，所述可变参考温度是作为依赖于在所述车辆最近启动过程中所测温度而被选择的；

所述压力P_c和P_cc为绝对值，而所述温度T_p和T_ref度数为K；

且其中，

P′_c为设定压力值，作为轮胎的充气压力的相关值；

P_atm为测得的大气压值；

t_p和t_ref为以度数C表示的所述轮胎温度和所述可变参考温度；以及

所述分析装置向用于与司机沟通的装置发出信息，所述信息分别指示过高的充气压力、过低的充气压力或者是合适的充气压力。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述依赖于在所述车辆最近启动过程中所测温度的温度，对应于n个最近存储温度中的最低温度。

3.如权利要求2所述的方法，其中，n位于3和10之间。

4.如权利要求2或3所述的方法，其中，所述存储温度中的每一个为由用于检测所述车辆轮胎的温度的设备所测得的轮胎温度的平均值，其中每个被选择的启动为所谓的“冷”启动。

5.如权利要求2或3所述的方法，其中，所述车辆装有环境温度传感器，所述存储温度中的每一个都由所述环境温度传感器提供。

6.如权利要求1所述的方法，其中，补充信息由司机提供给所述分析装置，所述分析装置指示所述车辆的负载状态，并且其中所述补充信息用于为所述充气压力确定所述标称设定压力值P_c和所述设定压力值P′_c，所述设定压力值在计算所述修改的设定压力值P_cc、P′_cc时用到。

7.如权利要求1所述的方法，其中，补充信息由司机提供给所述分析装置，所述分析装置指示所述车辆所用速度的范围，并且其中所述补充信息用于为所述充气压力确定所述标称设定压力值P_c和所述设定压力值P′_c，所述设定压力值在计算所述修改的设定压力值P_cc、P′_cc时用到。

8.如权利要求1所述的方法，其中，装有四个所述轮胎的所述车辆，经过向监测与再度充气辅助操作模式转换之后，通过使用所述车辆的方向指示灯的方式，所述用于监测所述轮胎充气压力的系统进一步发出关于所述车辆的四个轮胎充气状态的信息：

-灯灭：充气压力正确；

-灯持续开启：充气压力不足；

-灯闪：充气压力过高。

9.如权利要求1所述的方法，其中，在下列情形时，所述用于监测所述轮胎充气压力的系统转换至标准操作模式：

-其接收到来自操作者的结束再度充气的指令；或

-操作者切断电源；或

-当车辆速度远远超越给定的限度时；或

-经过给定的时间没有对轮胎之一的充气压力进行调整；或

-超过了给定的最大时间限度。

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