CN101758752B - 拖车识别系统 - Google Patents

Abstract

一种系统和方法，在拖车连接到牵引车辆上后，识别拖车并应用在控制器内存储的拖车配置。在一实施例中，轮胎气压传感器传送被轮胎气压监测系统接收的RF信号。来自于传感器的传送信号在控制器中解码并处理以进行识别，或者建立具体的拖车配置，并且基于轮胎气压传感器的传感器标识，实施轮胎气压监测并自动校准该具体拖车配置。在另一实施例中，拖车配置包括用于拖车制动器的脉宽调制获增控制。

Description

拖车识别系统

技术领域

本发明涉及一种识别被车辆牵引的拖车的方法，特别是涉及这样一种识别拖车的方法，该方法利用轮胎气压监测系统，并应用或存储拖车配置来跟踪拖车使用状况。

背景技术

已经有多种用于监测机动车辆或拖车轮胎内气压的压力感应系统被提出。这些系统利用电磁信号产生压力信号，并将该信号传送到接收器上。该压力信号对应于轮胎内部的气压。当压力下降到低于预设压力时，用指示器向车辆的操作者通知低压。

运动型多功能车和其他大型车辆常用于牵引拖车，而一个车主有不止一辆拖车也很常见。即使只有一辆拖车，为了维护的目的也很希望能够像主要车辆轮胎一样监测拖车轮胎的状况。公知的识别和跟踪拖车信息的方法有一个缺点，就是为了正确地配置系统，需要驾驶员的介入。驾驶员必需将RF接收器与安装在拖车轮胎内的相关联的传感器进行校准。

一个车辆拖动多个不同的拖车很常见，这就需要一种在没有驾驶员介入的情况下识别连接到车辆上的拖车的方法。对已连接在车辆上的拖车识别后，可以从拖车制动控制器选择存储的拖车配置，该拖车配置许可拖车制动控制器跟踪与拖车相关的统计数据，并对被识别的车辆应用定制的或自动获增设置。

发明内容

本发明提供一种自动识别连接到车辆上的拖车用于牵引的系统和方法，包含独立权利要求中的特征的组合，优选包括从属权利要求所限定的可选特征。

附图说明

图1是本发明的压力监控系统的方框图；

图2是用于利用拖车上的轮胎气压传感器的本发明的方法的状态图的一个实施例；

图3是用于利用基于轮胎气压监测系统的启动器的本发明的方法的状态图的一个实施例。

图中的部件和步骤是为了简要和清楚起见进行的图示说明，并不一定表示对应任何特定的顺序。例如，为了进一步理解本发明的实施例，各步骤可以同时执行，或者以不同于附图中所示的顺序执行。

具体实施方式

虽然本发明的各方面都通过参照详细说明的实施例进行描述，但本发明并不限于这些实施例，附加的修改、应用、实施方式都能在不脱离本发明的情况下实施。在附图中，相同的附图标记将被用于表示相同的组件。本领域的技术人员会认识到，在不改变本发明的范围时，这里提出的各种组件也能进行变换。本发明可以用于美国专利6,966,613所述的装配有集成拖车制动控制的拖车和牵引车辆以及美国专利7,026,922所述的轮胎气压监测系统，所述两个美国专利的全部内容以参考引用的方式结合于此。然而，应该注意，虽然本发明在此参考了基于轮胎气压监测系统的启动器和集成拖车制动控制器进行说明，然而在不脱离本发明范围的情况下，在采用不同于基于系统的启动器和/或没有集成拖车制动控制器的轮胎气压监测系统时，本发明也可以实现。

图1所示为本发明的用于监测拖车轮胎内的空气压力的轮胎气压监测系统10。本发明用于拖车12，其优选连接至机动车辆，也称为牵引车辆。拖车12与各种车辆系统通信，包括但不限于牵引车辆上的集成拖车制动控制器14，和同样在牵引车辆上的轮胎气压监测系统16，可能还包括后部摄像系统15。拖车和集成拖车制动控制器之间的通信可以通过有线连接13，也可以通过低频(LF)15和射频(RF)17传输。在本实施例中，拖车12具有四个轮胎18。图中表示了左前轮胎18a，右前轮胎18b，右后轮胎18c，左后轮胎18d。应当注意的是，虽然图中表示了四个轮胎的配置，拖车也可能具有更多或者更少的轮胎。本领域的技术人员可以将这里描述的本发明的内容应用到与本实施例轮胎数量不同的拖车上。

各轮胎18安装在拖车12相对应的车轮上。每个轮胎都具有各自的轮胎气压传感器电路20a，20b，20c，20d，和可以作为拖车电力制动器系统的一部分、并位于拖车轮舱内的启动器22a，22b，22c，22d。每个启动器都位于邻近轮胎的位置，并激发各传感器20。启动器22产生低频RF信号15，信号15被各传感器20a-20d识别，并从传感器20a-20d激发响应，使得各传感器20a-20d的位置能够被车辆上的压力监测系统10识别。作为拖车电力制动器的一部分的启动器22与牵引车辆上的集成拖车制动控制器14连接。一旦传感器20a-20d被启动器22a-22d开启，压力监测系统10上的天线24就接收传感器20a-20d发送的信号。

启动器22可以是作为拖车电力制动系统一部分，或者也可以是独立的元件的电力制动器磁体。在不用于制动时，该电力制动器磁体可以作为启动器。集成制动控制器14检测到拖车12与牵引车辆连通后，将信号13发送到启动器，启动器在需要时，或在轮胎气压监测系统16的请求下，发射低频信号15以激发传感器20。集成拖车制动控制器14自动识别拖车12与牵引车辆的连接。

应当注意，虽然本发明这里参考了基于轮胎气压监测系统的启动器进行说明，然而在不脱离本发明范围的情况下，不同于基于上述系统的启动器的轮胎气压监测系统也能够用于本发明中。

当拖车被连接上时，牵引车辆可能知道或可能不知该连接已经发生。利用集成拖车制动控制器14，当拖车已经连接时牵引车辆能够识别，并在拖车移动前询问感应器。若没有集成拖车制动控制器14，每当车辆从停放到移动时，牵引车辆监听拖车上的感应器。

当拖车连接到具有集成拖车制动控制器的牵引车辆上时，集成拖车制动控制器通知轮胎气压监测系统开始监测TMPS的信息，并在同时开启启动器。传感器20a-20d响应启动器22a-22d产生的信号。结果就是传感器传送RF信号17，该信号17被天线24接收到。天线24连接至轮胎气压监测系统中的接收器26。控制器28与装有天线24的接收器26连接。接收器26接收到来自轮胎气压传感器20a，20b，20c，20d的压力信息和其他信息，包括传感器标识，以供控制器26处理。来自传感器20a-20d的传输在控制器28中解码并处理，这是轮胎气压监测自动校准轮胎气压监测系统10所必需的，该系统10可以通过电力制动器产生的低频场从传感器16请求压力数据。

控制器26可以含有与已知拖车配置相关的已知传感器标识的数据库，拖车配置数量在一个以上。对于一辆牵引车辆使用一个以上拖车很常见。经过对传感器标识的识别来识别连接在牵引车辆上的拖车，就可能识别已知的拖车配置，从而实现多个优点。例如，牵引系统上的多种车辆系统可以得到校正，以优化车辆和被牵引的拖车的性能。而且，控制器26可以跟踪与被牵引拖车相关的数据。例如，可以收集拖车的里程、速度(均速和最高速度)以及其它的数据，用于车辆的定期维护，以及改进牵引车辆和拖车的整体性能。这些信息可以称作为拖车使用状况。

识别拖车后，为了确定传送的传感器标识与已知拖车配置是否有联系，控制器将来自于拖车TPMS的传感器标识与已知传感器标识的数据库进行对比。基于传送的所有的传感器标识，控制器能够辨别之前是否已经存储过该具体拖车的拖车配置，该拖车的配置是否之前已存储但并非所有的传感器都被替换，是否连接了可以分配新存储的拖车配置的新拖车。

图2是用于使用拖车系统上的轮胎压力传感器的本发明的方法的状态图，该系统未使用集成拖车制动控制器。方法100开始于停放的牵引车辆102。在这个阶段可以连接或不连接拖车。当车辆开始移动104时，起动计时器，并激发临时传感器标识计数器。拖车上的滚动传感器开始传送106其传感器标识到牵引车辆上，并被存储108在数据库里。该方法一直监听110传感器直到计时期满。倘若在计时期满后没有传送信息的传感器，该方法指示112没有连接上的拖车。倘若计数器结果大于1，将传感器传送的临时传感器标识与已知传感器数据库116进行比较114。

倘若临时传感器标识与存储在已知传感器数据库中的标识匹配，则该方法可以开始跟踪118与该已知传感器标识相关联的已知拖车配置的使用状况。倘若临时传感器标识和已知的与存储的拖车配置相关联的传感器标识不匹配，则该方法向用户提供保存新拖车配置120的选项，以使将来再次使用该拖车时，可以跟踪并参考其拖车使用状况。可选择地，用户也可以选择忽略122该请求。

图3是当牵引车辆具有集成或其它的拖车制动控制器时，用于本发明方法的状态图的一个实施例。该状态图通过对根据本发明的方法在系统中出现的各种情况下对象的可能状态的说明，说明了系统的行为。在本实施例中，序列200开始于拖车连接202至牵引车辆上。在拖车连接后，启动序列开始204。启动序列包括从车辆集成拖车制动控制器发送到拖车制动器的启动器信号。启动器计时器起动，并重设包括临时_ID计数器和启动企图(Initiate_Attempt)计数器的多个计数器。然后清除存储传感器标识的临时数据库。

系统等待206任何传感器响应。在启动器的激发下，也可以是在拖车制动电磁体产生的电磁场的引发下，拖车上的轮胎气压传感器传送208标识信号，该标识信号被集成拖车制动控制器接收。任何接收到的传感器标识(ID)都存储在临时数据库中，临时_ID计数器增加。在经过预设时间后210，也就是启动器计时期满后，和/或所有的压力传感器已经发送ID后，将存储在临时数据库中的ID与已知的传感器ID214进行比较212，该已知传感器ID为车辆操作者过去使用或存储过的一个或多个拖车存储。倘若拖车制动控制器上接收了少于所有传感器的ID，启动器_计数器可以重设，并将另一启动器信号发送216至制动器。

一旦计数器到时，将会有四种可能的情况出现。在一种可能情况218中，少于两个的压力传感器ID被拖车制动控制器检测到。此结果可能是不具有传感器220的拖车被连接到牵引车辆导致。在这种情况下，提供手动的重试222，以使操作者能请求另一启动过程。这种情况会指示连接有问题、拖车无传感器、或其它操作者错误。手动重试222有助于车辆操作者纠正这种状况，或者至少使操作员知道该状况。

在另一种可能情况224中，传感器ID已经被检测到，但是被检测到的ID都与车辆操作者之前存储的已知拖车配置的存储的ID不相匹配。至少有两个压力传感器已经被识别，但是不能与存储的传感器ID相匹配。在这种情况下，未知的拖车已经被连接226。向拖车操作者提供将拖车存储228在集成拖车制动控制器上供将来参考的选项。也可以对拖车上的轮胎气压进行监测。此外，为了改善如定期维护等性能，可以收集并存储相关数据。

在第三种情况230中，存储在临时数据库中的所有传感器ID都与存储的或已知的传感器ID相匹配。在这种情况下，连接在拖车制动控制器上的拖车是已知的拖车232，并进行监测。对于已知的拖车配置，合适的获增设定可以自动应用在拖车制动控制器上。

在第4种情况234中，少于所有的传感器ID可以与已存储在拖车制动控制器里的已知传感器ID相匹配。这种情况可以发生在，例如当传感器在传送时被延迟，或已经在拖车上替换了传感器而新的传感器ID还没有与拖车和集成拖车制动控制器关联时。这会导致有限的拖车的轮胎气压监测236。在这种情况下，为了确定该未被识别传感器是否实际上连接到拖车上，将开始轮胎气压监测，其它车辆状态也将被监测。车辆_速度计时器和开始_驾驶计时器开始在预定的时间周期234计时。

未被识别的传感器标识可能是传感器延迟响应启动器信号的结果。在情况238中，如果开始_驾驶计时器期满，且之前未被识别的传感器变为已知并具有与那些已知传感器相一致的特征时，将继续进行轮胎气压监测。

也有可能传感器是新安装的传感器。在这种情况240下，轮胎气压监测系统存储如美国专利7,026,922所概括的轮胎气压监测系统的计算、校准和操作所需的各种阈值、标准、轮胎特性、车轮特性、序列号、转换因子、温度探针、备用轮胎操作参数和其它数值。这些特性可以用来识别新安装的传感器。对于可能的新安装的传感器240，可以将未被识别的传感器的特性与已知传感器对比，以确定该传感器是否实际与已知拖车关联。特别地，可以监测温度特性。倘若未被识别的传感器的温度特性与驱动循环以及已知传感器的温度特性一致，之前未被识别的传感器ID将在存储的已知ID中为该特定拖车更新。将进行拖车轮胎气压监测。

倘若未被识别的传感器标识仍然为未识别242，且传感器特性如温度也与驱动循环不一致，则向车辆操作者警告传感器故障的可能性。在这种情况下，轮胎气压监测将利用可以使用的传感器进行。开始_驾驶计时器可以重设，以继续监测传感器ID。这将确保传感器的识别问题是否出在传送延迟上。

在另一种将会导致有限轮胎气压监测的可能状态中，在监测过程244中缺失已知传感器。这种情况下，车辆操作者被通知有可能的传感器故障，剩余的传感器继续被监测。

虽然本发明这里已经参照基于TMPS的启动器和集成制动控制器进行了说明。TMPS传感器对传感器ID的传送，也能够根据本发明用于不同于这里说明的具体实施例的系统。而且，不同于集成拖车制动控制器的控制器，或甚至为零件市场的拖车制动控制器，也可以用于选择存储在存储器内的拖车配置。

当拖车制动控制器出现在牵引车辆上时，为了使控制器识别出拖车已经连接，拖车不需要处于运动中。作为选择，对于不具有拖车制动控制器的系统，为了使TMPS用来检测拖车，拖车必须处于运动中。在另一个可选择实施例中，拖车可以由背面的摄像系统15用图像处理识别，或用其它公知识别方法识别，例如拖车上的ID标签或帖纸的识别，这些标签或帖纸在拖车连接到牵引车辆上之后可以被摄像机发现，这也不需要拖车处于运动中来检测到连接。在另一实施例中，拖车的电磁制动器可以用作“启动器”，并能引发轮胎气压传感器在拖车连接到车辆后进行传送，如在申请日为2008年11月5日申请号为12/265,093的美国专利申请中描述和一般指定的那样。

识别拖车并应用已知拖车配置用于拖车制动控制在多种方面都有优点。例如，对于被牵引的具体拖车，牵引车辆可以在开动时即启动并校正。该系统也可以跟踪并存储与被牵引拖车相关的数据，如里程、平均速度、最大速度等等。收集的这样的拖车使用状况数据对于定期维护和改进拖车与牵引车辆的总体运行特性也是有用的。

无论怎样识别拖车的连接，为具体拖车应用拖车配置也可以包括给拖车制动控制器分配获增(gain)。大部分被车辆牵引的拖车都具有电力制动系统，用以当制动被应用到牵引车辆时，协助操作者停止拖车。典型地这是通过对电拖车制动器发送脉宽调制信号而完成的。脉宽调制信号的获得将决定拖车制动器将多大程度地辅助拖车的减速。不同的拖车获增不同，其还是重量、负载、制动器数量、轮轴数量和更多因素的函数。问题在于，用户在每次连接拖车时，典型地必须要重设获增。因此，如果拖车能被识别，并且可以应用存储的拖车制动器配置，识别拖车后获增就可以自动设定成如存储在拖车制动器配置中的那样。

拖车制动器配置可以为被牵引的具体车辆存储最后的获增设定，并在拖车连接到牵引车辆并被识别后应用该获增。如果在任何时间驾驶者改变了获增设定，在下次拖车被连接上时，新的获增设定将存储在应用的拖车配置中。

本发明的一个优点是不需要附加的硬件，因而不会产生额外的成本。该系统能自校准，而不需要操作者/驾驶者的输入。

在上述说明中，本发明参照具体实施例进行了描述。然而，在不脱离本发明权利要求所限定的范围内，可以进行各种修改和改变。说明书和附图作为本发明的示例，而不是作为限制，各种修正都被认为包括在本发明的范围之内。因此，本发明的范围应该由权利要求书和其法定等同物所确定，而不仅仅是由所述的实施例确定。

例如，在任何方法权利要求中所述的步骤可以以任何顺序执行，而不限于权利要求中的特定顺序。为减少信号噪声的影响也可以使用与滤波器相等同的替换物。此外，在任何产品权利要求中所述的组件和/或部件也可以以其它排列安装，或可操作地配置，而不限于权利要求所述的具体结构。

有益效果、其他优点和问题的解决方案已经在上面通过特定的实施例进行了说明；然而，任何有益效果、优点、问题的解决方案或可以导致特定的有益效果、优点和解决方案出现或变得更加显著的任何因素，都不得解释为任何或全部权利要求的重要、必需或基本的特征或组件。

词组“包含”，“具有”，“包括”或其中任何的变化，都指非排他性的包含，这样以来，包含要素清单的过程、方法、物品、组份或装置，并不是只包括所陈述的这些要素，也可能包括没有清楚罗列的其它要素，或这些过程、方法、物品、组成或装置本身就固有的要素。在不脱离总原则的情况下，除了那些没有明确陈述的之外，上述用于实施本发明的结构、排列、应用、比例、元素、材料或组件的其他组合和/或修改，也可以变换或特别调整用于具体的环境、制造规范、设计参数或其他操作要求。

Claims (6)

1.一种用于识别具有电力制动器并连接至牵引车辆上的拖车的系统，其特征在于，该系统包含：

牵引车辆上的控制器；

安装在各拖车轮胎上的多个压力传感器，用于将与具体拖车相关的轮胎压力信息和传感器标识传送至控制器；以及

与具体拖车相关的存储的传感器标识信号的数据库；

其中控制器识别多个压力传感器标识，识别拖车并选择与被识别拖车相关联的拖车配置，所述拖车配置收集并存储与被识别拖车相关的数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，控制器为集成拖车制动控制器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，牵引车辆具有轮胎气压监控系统。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，牵引车辆具有基于轮胎气压监测系统的启动器。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，控制器进一步包含集成拖车制动控制器。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，拖车配置进一步包含用于被识别的拖车的脉宽调制获增控制设定。

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