CN101678728B - 定位车轮的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对车辆(V)的n个车轮(1-4)进行定位的方法和装置，其中每个车轮装有一个电子模块(5-8)，所述电子模块适于向中央单元(9)发射代表每个车轮的工作参数和所述车轮的识别码的电磁信号。根据本发明的所述方法，在车辆(V)上的固定位置处，在至少(n-1)个车轮(1-4)的附近，设置存储有定位码的射频标签(10-13)，所述定位码能够被中央单元(9)识别并且能够让中央单元对所述射频标签在车辆上的位置进行定位。此外，为了对车轮进行定位，控制每个射频标签(10-13)的激活，使得向中央单元输送包含了所述射频标签(10-13)的定位码的信号，其中所述定位码与位于所述射频标签附近的车轮(1-4)的识别码相关联。此外，电磁信号包含由纯波构成的最终部分并且激活射频标签(10-13)使得通过调制所述纯波的吸收/反射而将定位码插入到所述电磁信号中。

Description

定位车轮的方法及装置

技术领域

本发明涉及定位车轮的方法和装置。更具体地，本发明应用在专用安装到车轮上以测量所述车轮的至少一个工作参数的电子模块中。

背景技术

出于安全目的，越来越多的机动车具有监测系统，其包括安装在每个车轮上的传感器，这些传感器专门用于测量装在这些车轮上的轮胎的参数，例如压力或者温度，并且用于将所测得参数的任何不正常的变化通知驾驶员。

这些监测系统一方面通常设有安装在每个车轮上的电子模块，除了上述传感器之外，这些电子模块还包含微处理器和射频发射器；另一方面设有用于接收发射器所发射信号的中央单元，该中央单元包括含有连接于天线的射频接收器的计算机。

这样的监测系统需要解决的问题之一在于，必须为每一个由中央单元接收器接收的信号关联上关于产生该信号的电子模块也即车轮的位置信息，在车辆的寿命期间都有这种要求，也就是说，即使在更换车轮之后或者更简单地，只是在颠倒这些车轮的位置之后，也仍然需要遵守。

当前，第一定位方法包括利用三个低频天线以及执行定位程序，其中每个天线定位在其中一个车轮的附近，定位程序用于通过发射低频磁场相继激励所述三个天线中的每个。

根据这个程序，安装在位于被激励天线附近的车轮上的电子模块对响应于中央单元并向该中央单元进行的低频信号(包括所述电子模块的识别码)的发射进行控制，使得对所述三个天线的相继激励能够得到安装在邻近这些天线的车轮上的三个电子模块的定位，并且通过推断，得到对第四个电子模块的定位。

这种方法的主要优点在于，定位程序非常快速，在车辆起动之后能得到几乎即时的定位。

然而，这个方案要求车辆必须装备三个带有各种伴随附加物(连接电缆、控制放大器等)的天线，使得其成本高昂。

为了限制定位程序所需的成本，当前使用的第二方案是，首先将天线的数量减少为两个，将这两个天线定位在两个前车轮附近，使得能够定位所述两个前车轮，并能够将所述两个前车轮与两个后车轮区别开。

所述第二方案除了利用两个天线之外，还结合了基于统计学方法的技术以使左车轮和右车轮之间产生差异，该统计学方法旨在比较转弯时车轮的加速度。

由于取消了一个天线，如上所述，第二方案的成本比前面描述的方案更低。然而，这种成本节约是以牺牲定位程序的快速性为代价实现，根据第二方案，该定位程序相对较长，因为为了实现左车轮/右车轮差异需要较长的行驶时间。

发明内容

本发明的目的在于克服这个缺点，并且主要目标是提供一种在反应性和可靠性方面表现非常好的定位方法，而且实施本定位方法所产生的总成本，与实施上述的当前方法所产生的成本相比，有显著降低。

为此，本发明瞄准了一种对车辆的车轮进行定位的方法，其中该车辆上安装有n个车轮，每个车轮装有一个电子模块，该电子模块适于向安装在所述车辆上的中央单元发射代表每个车轮的工作参数的电磁信号。该电磁信号还包含车轮的识别码。

根据本发明，该定位方法为：●在车辆上的固定位置处，在至少(n-1)个车轮的附近，设置存储有代码的发射装置，所述代码称为定位码，能够被中央单元识别并且能够让中央单元对所述发射装置在车辆上的位置进行定位，●以及，执行如下定位程序：○当位于每个发射装置附近的电子模块发射电磁信号时，控制所述发射装置的激活，以及○通过调制所述电磁信号的吸收/反射而将所述定位码插入到所述电磁信号中，以及○将包含了所述发射装置的定位码的信号输送给中央单元，其中所述定位码与位于所述发射装置附近的车轮的识别码相关联，所述定位方法的特征在于：-使用射频标签作为发射装置，-控制电子模块的包含了由纯波构成的最终部分的电磁信号的发射，以及-激活射频标签，使得通过调制所述纯波的吸收/反射而将定位码插入到所述电磁信号中。

因此，根据本发明的方法仅需要n-1个射频标签就能对n个车轮进行定位，其中每个射频标签定位在一个车轮附近，使得每个射频标签与附近车轮之间的电磁耦合显著强于在该射频标签和其它车轮之间存在的电磁耦合，并且使得，结果导致，每个射频标签只影响附近的车轮并且只受该车轮的影响。

实际上，这种耦合能够实现根据本发明的定位方法，根据该定位方法：●控制每个射频标签的激活，即控制存储在该射频标签中的定位码的传输，●以及，由于电磁耦合，在向中央单元输送的信号中将该定位码与附近电子模块的识别码相关联，使得所述中央单元具备对所述电子模块进行定位所需的信息。

因此，这种定位方法的实施非常经济，因为为了实施该方法，仅需要成本极低的简单射频标签和电子模块的软件适配。

此外，由于其设计--根据这种设计使得实施非常简单--该方法在反应性和可靠性方面非常有效。

应该注意，根据本发明，术语“射频标签”用于定义通常包括天线、硅芯片以及衬底和/或封装的标记物，其用于实现所谓的射频识别(英语“radio frequency identification”的派生词，其缩写形式“RFID”人们更加熟悉)技术，该技术允许将数据存储在所述射频标签(根据本发明，数据包括定位码)中，然后再获取(读取)这些数据：●要么通过使用有源射频发射装置，其被称为读取器，设计用于向处在其短距离作用半径内的射频标签提供发射信号所需的能量。这种射频标签通常被称为“无源的”，●要么通过为每个射频标签装上能够为其提供发射信号所需能量的电池。这种射频标签通常被称为“有源的”。

此外，根据本发明，所存储的定位码可以有利地：●要么由专属于每个射频标签的识别码构成。在这种假设下，需要进行初期学习阶段以使中央单元能够为每个识别码关联一个射频标签在车辆上的位置，●要么由与射频标签在车辆上的位置相关的、预先存储在中央单元中的识别码构成。

根据本发明，将电子模块和射频标签配置成，当位于每个射频标签附近的电子模块发射电磁信号时，激活所述射频标签，并将所述定位码插入到所述电磁信号中。

每个射频标签的激活由附近的电子模块所发射的电磁信号启动，该标签的定位码被传输以插入到该电子模块的所述电磁信号中。

因而，通过调制所述电磁信号的吸收/反射将定位码插入到电磁信号中。

此外，为了进行这种插入，并且根据本发明有利地：●控制电子模块的包含了由纯波构成的最终部分的电磁信号的发射，●以及，激活射频标签，使得通过调制所述纯波的吸收/反射而将定位码插入到所述电磁信号中。这样，在添加标签的定位码时避免了对包含在电子模块的信号中的数据的干扰。

由于电磁信号的调制包括对所述信号幅度的调制，旨在对电磁信号的没有数据的终末部分进行调制的这种布置，致使消除了因衰减而破坏所传输信息的任何风险。

此外，为了节约安装在电子模块中的电池，根据本发明的另一个有利实施方式，仅在定位程序期间，向电子模块所发射的电磁信号中引入由纯波构成的最终部分。

这种将定位码向电磁信号中的插入还有利地通过使用处于车轮的旋转频率范围之外的调制频率而实现。实际上，这种布置允许让所传输的信号避免受到车轮旋转所产生扰动的可能干扰，其中车轮旋转也会引起对所传输信号的幅度的调制。

另外，在据以将定位码插入到电磁信号中的本发明实施方式中所用的射频标签，有利地为所谓的无源型射频标签。

为了提供激活这种无源标签所需的能量，第一有利方案为，利用电子模块所输送的电磁信号来向所述射频标签提供发射信号所需的能量。

作为变型，当中央单元设有向电子模块发射电磁信号的发射装置时所实施的第二有利方案为，执行由所述中央单元发射电磁信号的初期阶段，所述电磁信号适于向各射频标签提供发射信号所需的能量。

还可以通过使用有源型射频标签来实施本发明，其中有源型射频标签装有能够向其提供发射信号所需能量的电池。

在这种假设下，根据本发明的一个有利实施方式，将电子模块和射频标签配置成执行定位程序，所述定位程序包括：●由每个射频标签读取和存储包含在由位于所述射频标签附近的电子模块所发射的电磁信号中的识别码，●以及，当每个射频标签被激活时，由所述射频标签向中央单元传输包含了与所存储的识别码相关联的所述射频标签的定位码的信号。

还应该注意，装备射频标签的电池可由传统电池构成，或者由能够将因车辆振动而产生的机械能转化成用于为射频标签供电的电能的压电元件构成。

本发明还延及一种对车辆的车轮进行定位的装置，包括：●至少n-1个发射装置10-13，每个发射装置设置在车辆V上的固定位置处、车轮1-4的附近，所述发射装置中的每个包括代码存储装置，所述代码称为定位码，能够被中央单元9识别并且能够让中央单元9对所述发射装置在车辆V上的位置进行定位，●以及，用于激活每个发射装置10-13的激活装置，其能够向中央单元9传输包含了所述射频标签10-13的定位码的信号，其中所述定位码与位于所述射频标签附近的车轮1-4的识别码相关联，所述定位装置的特征在于，其包括：-作为发射装置的射频标签，-对电子模块5-8的包含了由纯波构成的最终部分的电磁信号的发射进行控制的装置，并且其特征在于，射频标签10-13的激活装置通过调制所述纯波的吸收/反射而将定位码插入到所述电磁信号中。

附图说明

从下面参照附图所作的详细描述中，将清楚得知本发明的其它特征和优点，其中附图作为非限制性实例示出了一种优选实施方式。在该附图中，唯一的图1是设有轮胎压力监测系统的车辆的示意性俯视图，该监测系统关联于根据本发明的对所述车辆的车轮的位置进行定位的装置。

具体实施方式

在图1中作为实例示出的根据本发明的定位装置用于对车辆的车轮位置进行定位。

更具体而言，所述定位装置用于安装到设有轮胎压力监测系统的车辆(如图1所示的车辆)上，所述轮胎压力监测系统用于装备具有四个车轮的车辆V，其中车轮通常装有轮胎，所述四个车轮为：两个前车轮1、2以及两个后车轮3、4。

这种监测系统通常包括，首先是关联于每个车轮1-4的电子模块5-8，这些电子模块例如固定在所述车轮的轮缘上以便定位在轮胎套的内部。

这些电子模块5-8中的每个包含例如专门用于测量参数诸如轮胎压力和/或温度的传感器、具有所述电子模块的识别码的微处理器计算单元、以及连接于高频天线的射频发射器。

监测系统还包括位于车辆V中的中央化计算机或称中央单元9，其包括微处理器并包含能够接收电子模块5-8所发射的电磁信号的射频接收器。

通常，这种监测系统，尤其是其中央单元9，被设计成能够通知驾驶员由包含在装备车轮1-4的电子模块5-8中的传感器所测量参数的任何不正常变化。

根据本发明的定位装置，与监测系统相关联并构成该监测系统的组成部分，其功能在于能够为中央单元9所接收的每个信号关联上与装备有产生该信号的电子模块5-8的车轮的位置相关的信息。

为此，该定位装置包括四个射频标签10-13，所述射频标签中的每个：●定位在一个车轮1-4的附近，使得能受到装备该车轮的电子模块5-8的影响，●包括天线和芯片，在该芯片内部存储了可被中央单元9识别的定位码，该定位码设计成允许中央单元9对所述射频标签在车辆V上的位置进行定位。

此外，这些射频标签10-13有利地为无源型，即没有任何专用电源，因此，其成本价格非常低，并且随着时间的推移其工作很可靠。

由所述定位装置执行的对每个车轮1-4进行定位的程序可为--取例如右前轮2作为参照，并认为电子模块5-8和射频标签10-13进行了正确的配置，尤其是射频标签10-13的发射频率已被调谐--如下所述：●电子模块6发射包含该模块的识别码和射频标签11激活指令、并且包含由纯波构成的最终部分的电磁信号，所述电磁信号还适于向射频标签11提供能量，●在射频标签11获得足够量的能量之后，射频标签11发射其定位码。该射频标签适于通过调制所述纯波的吸收/反射，将该定位码插入到由电子模块6发射的电磁信号的终末纯波中。

因此，如此到达中央单元9的电磁信号包含了与电子模块6的识别码相关联的射频标签11的定位码，从而能够定位所述电子模块。

应该注意，仅需要如上所述的三次定位程序就能对车辆V的四个车轮1-4进行定位，因为对第四个车轮的定位可从之前的测量中直接推断出。

因此，绝对而言，仅需要三个射频标签就能确保对四个车轮1-4的定位。

此外，一旦获得定位，就从以后由电子模块5-8发射的电磁信号中取消由纯波构成的最终部分，以便节省包含在这些模块中的电池的能量。

实践中，根据本发明的定位方法在反应性和可靠性方面表现得非常好。此外，为实施该方法，仅需要成本价极低的简单射频标签。

Claims (7)

1.一种对车辆(V)的车轮进行定位的定位方法，其中所述车辆上安装有n个车轮(1-4)，每个车轮装有一个电子模块(5-8)，所述电子模块(5-8)适于向安装在所述车辆上的中央单元(9)发射代表每个车轮的工作参数和所述车轮的识别码的电磁信号，所述定位方法包括：

●在车辆(V)上的固定位置处，在至少(n-1)个车轮(1-4)的附近，设置存储有代码的发射装置(10-13)，所述代码称为定位码，能够被中央单元(9)识别并且能够让中央单元(9)对所述发射装置在车辆(V)上的位置进行定位，

●以及，执行如下定位程序：

○当位于每个发射装置(10-13)附近的电子模块(5-8)发射电磁信号时，控制所述发射装置的激活，以及

○通过调制所述电磁信号的吸收/反射而将所述定位码插入到所述电磁信号中，以及

○将包含了所述发射装置(10-13)的定位码的信号输送给中央单元(9)，其中所述定位码与位于所述发射装置附近的车轮(1-4)的识别码相关联，

所述定位方法的特征在于：

-使用射频标签作为发射装置，

-控制电子模块(5-8)的包含了由纯波构成的最终部分的电磁信号的发射，以及

-激活射频标签(10-13)，使得通过调制所述纯波的吸收/反射而将定位码插入到所述电磁信号中。

2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，仅在定位程序期间，向电子模块(5-8)所发射的电磁信号中引入由纯波构成的最终部分。

3.如权利要求1或2所述的定位方法，其特征在于，通过使用处于车轮的旋转频率范围之外的调制频率来将定位码插入到电磁信号中。

4.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，射频标签(10-13)为所谓的无源型，并且利用电子模块(5-8)所输送的电磁信号来向所述射频标签提供发射信号所需的能量。

5.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，射频标签(10-13)为所谓的无源型并且中央单元(9)设有向电子模块(5-8)发射电磁信号的发射装置，并且执行由中央单元(9)发射电磁信号的初期阶段，所述电磁信号适于向各射频标签(10-13)提供发射信号所需的能量。

6.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于：

●射频标签(10-13)为有源型，装有能够向其提供发射信号所需能量的电池，

●将电子模块(5-8)和射频标签(10-13)配置成执行定位程序，所述定位程序包括：

-由每个射频标签(10-13)读取和存储包含在由位于所述射频标签附近的电子模块(5-8)所发射的电磁信号中的识别码，

-以及，当每个射频标签(10-13)被激活时，由所述射频标签向中央单元(9)传输包含了与所存储的识别码相关联的所述射频标签的定位码的信号。

7.一种对车辆(V)的车轮进行定位的定位装置，其中所述车辆上安装有n个车轮(1-4)，每个车轮装有一个电子模块(5-8)，所述电子模块(5-8)适于向安装在所述车辆上的中央单元(9)发射代表每个车轮(1-4)的工作参数和所述车轮的识别码的电磁信号，所述定位装置包括：

●至少(n-1)个发射装置(10-13)，每个发射装置设置在车辆(V)上的固定位置处、车轮(1-4)的附近，所述发射装置中的每个包括代码存储装置，所述代码称为定位码，能够被中央单元(9)识别并且能够让中央单元(9)对所述发射装置在车辆(V)上的位置进行定位，

●以及，用于激活每个发射装置(10-13)的激活装置，其能够向中央单元(9)传输包含了所述发射装置(10-13)的定位码的信号，其中所述定位码与位于所述发射装置附近的车轮(1-4)的识别码相关联，

所述定位装置的特征在于，其包括：

-作为发射装置的射频标签，

-对电子模块(5-8)的包含了由纯波构成的最终部分的电磁信号的发射进行控制的装置，并且其中，

射频标签(10-13)激活装置通过调制所述纯波的吸收/反射而将定位码插入到所述电磁信号中。

Images