CN101992661B - 轮胎压力监测方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用电子车轮系统(1)来监测轮胎气压的方法，包括测量车轮电子系统(1)的压力传感器(1a)，传输压力信息的发射器(1e)和接收访问信号(10)的接收器(1f)，而车轮电子系统的传输活动是通过接收访问信号(10)触发的，以脉冲序列的形式传输，脉冲序列(10)包括对车轮电子系统(1)的传输指令编码的命令部分(14)。根据本发明要求，脉冲序列包括命令部分(14)之前有若干脉冲(12a)的调节部分(12)。

Description

轮胎压力监测方法和系统
技术领域
本发明涉及压力监测技术，尤其涉及轮胎压力监测技术。
背景技术
为监测机动车辆的轮胎压力，使用的设备包括测量压力的传感器和无线传输压力信息的发射器。这些设备一般指的是车轮电子系统，放置在充气轮胎中。比如，车轮电子系统可附着在阀基或轮缘上。
车辆内或车辆上安装的接收器可接收车轮电子系统传输的压力信息。该轮胎压力监测系统可显示车辆轮胎气压不足信息或对驾驶员危险的压降信息。通过接收访问信号来触发传输活动的车轮电子系统是非常有利的。在这样的车轮电子系统中，如需要，在车辆上安装的中央单元可通过访问车轮电子系统来获取个别车胎信息。
无论车轮电子系统的能源需求是来自电池驱动、机-电或热-电转换器，实现最经济的能源消耗量始终是车轮电子系统开发改进中要追求的目标。
发明内容
本发明的目的之一是确定如何降低车轮电子系统的能源消耗量。
本发明的目的提供一种使用车轮电子系统1来监测车胎气压的方法，所述车轮电子系统1包括测量车胎气压的压力传感器1a、传输压力信息的发射器1e、接收访问信号10的接收器1f，通过接收访问信号10来触发所述车轮电子系统1的传输活动，所述访问信号10是以脉冲序列的形式传输的，所述脉冲序列包含对所述车轮电子系统1的传输指令进行编码的命令部分14，所述的脉冲序列包含位于所述命令部分14之前包含若干脉冲12a的调节部分12。
以及提供一种轮胎压力监测系统，包括车轮电子系统1，所述车轮电子系统1装有测量轮胎内空气压力的压力传感器1a，传输压力信息的发射器1e，接收访问信号10的接收器1f，发射访问信号10的访问发射器3，接收压力信息的接收器4，通过接收访问信号10触发车轮电子系统1的传输活动，所述访问信号10是以脉冲序列的形式传输，所述脉冲序列包括对车轮电子系统1的传输指令编码的命令部分14，所述脉冲序列包括位于命令部分14之前包含有若干脉冲12a的调节部分12。
在本发明所述的方法中，脉冲序列用作访问信号，其包括包含若干脉冲的调节部分，该调节部分位于命令部分之前，该命令部分对传输指令进行编码。这样，可在车轮电子系统中对放大访问信号的放大因子调节到一定程度，以满足接收和评估命令部分的需要。访问信号的接收条件依赖于一些因素，包括车辆专用车轮罩的几何形状，因此造成的显著的浮动。借助本发明所述的方法，在特定情形下，可将放大器降低至接收条件必要的程度。这就使得车轮电子系统的运行变得更加经济。
调节部分最好包含3至10个脉冲，优选3至7个脉冲。该措施的优点是不仅有足够数量的可用脉冲来可靠地确定必要的放大因子，而且能够避免不必要的长时间接收活动。
接收条件以及必要的放大情况尤其可以在脉冲边沿确定好。因此，短脉冲对调节部分是非常有利的。在系统准确度范围内，调节部分的脉冲最好具有相同的脉冲长度。比如，调节部分的脉冲长度均相同，这些脉冲对命令部分位串中的数值0进行编码。
命令部分较佳的包括脉冲长度比调节部分脉冲长度长的脉冲，特定情况下，该脉冲的长度至少达到调节部分脉冲长度的两倍。命令部分也可以包括脉冲长度和调节部分脉冲长度相同或稍短一些的脉冲。例如，命令部分可以是位串，其中，长脉冲对1编码，短脉冲对0编码。在此情形下，短脉冲的长度最好和调节部分脉冲的长度相同。
根据本发明有利的改进，脉冲序列中包括位于调节部分和命令部分之间的启动脉冲，启动脉冲长度至少是调节部分脉冲长度的两倍，优选三倍以上，尤其是四倍以上。优选该启动脉冲长度也比命令部分的脉冲长度长，这样，就能防止调节部分的最后一个脉冲被意外解释为命令部分的脉冲。比如，启动脉冲可以比编码为1的脉冲长度长，也可比编码为0的脉冲长。启动脉冲最好至少等于调节部分脉冲和命令部分脉冲持续时间的总和。例如，启动脉冲长度可等于命令部分编码为0和编码为1的脉冲长度的总和，最好比该长度之和大一些。
根据本发明进一步的有利的改进，脉冲序列包括在调节部分前面的唤醒脉冲。唤醒脉冲最好比调节部分的长度要长。唤醒脉冲可以方便地促使车轮电子系统持续地准备接收访问信号。因为刚开始时，形成访问信号的脉冲序列包括唤醒脉冲，则车轮电子系统定期检查以脉冲为特征的强度是否存在于接收器中就足够了。如果是这种情形，接收器仍准备接收，以便接收到访问信号的后继部分。如果不是这种情形，车轮电子系统可以返回到节能状态。尤其是在优选实施例中，唤醒脉冲的持续时间占脉冲序列持续时间的一半以上，比如至少为2/3。
车轮电子系统中的发射器最好是HF发射器，即无线电频率发射器。于是，车轮电子系统以无线电频率发射器的形式传输压力信息。传输最好是以100MHz以上的频率进行，如433MHz，称作ISM频带，或者在315MHz区域或868MHz区域。对于访问信号，优选低频（LF）波段。50kHz和300kHz之间的波段范围是最合适的。通过切换发射器开和关，在上述波段范围内对载波进行脉冲宽度调制，能够生成访问信号的脉冲序列。
附图说明
本发明实施例中描述了本发明的更多细节和优点，如附图所示：
图1是本发明一种轮胎压力监测系统结构示意图；
图2是本发明一种访问信号脉冲序列结构示意图。
附图标记：
1、车轮电子系统；
1a、压力传感器；
1b、温度传感器；
1c、控制单元；
1d、电源；
1e、HF发射器；
1f、LF接收器；
2、中央单元；
3、访问发射器；
4、HF接收器；
10、访问信号；
11、唤醒脉冲；
12、调节部分；
12a、脉冲；
13、启动脉冲；
14、命令部分；
14a、短脉冲；
14b、长脉冲。
具体实施方式
图1中所述的用于监测车辆轮胎压力的系统包括多个车轮电子系统1，在所有情况下，每个车轮电子系统都装在车辆的一个充气轮胎中，其包括压力传感器1a，温度传感器1b，控制单元1c，电源1d，如电池或发电机，HF发射器1e和LF接收器1f。该系统还包括中央单元2，中央单元2以静态方式安装在车辆上，访问发射器3和至少一个HF接收器4与中央单元2相连。
由于访问发射器3发射的是载波频率为50kHz至300kHz，尤其是100kHz至150kHz之间的LF信号，访问信号10的波段范围相对较短。车轴的每一端最好与访问发射器3相联系，以访问车轴特定端安装的车轮的车轮电子系统1。
相比之下，车轮电子系统发射HF信号形式的压力信息。优先使用的HF载波频率至少为100Hz。例如，433MHz、315MHz或868MHz是车轮电子系统1通用的频率。车轮电子系统1发射的信号波段范围较大，因此一般单个与中央单元2相连的接收器4就足够了。但是，将多个接收器4和中央单元2连接在一起，比如，将专用接收器4和每个车轴或每个车轮位置相关联也是可以的。
车轮电子系统1的传输活动是通过接收访问信号10触发的。访问信号10以脉冲序列的形式传输，如示意图2所示。
访问信号10一开始是唤醒脉冲11。唤醒脉冲11之后是调节部分12，其包括若干个，比如5个脉冲12a。调节部分之后是启动脉冲13，随后是对车轮电子系统1传输指令进行编码的命令部分14。比如，命令部分14可促使车轮电子系统1发送当前的压力信息。另一种可能是命令部分14促使车轮电子系统1发送类型信息，比如所包含软件的版本。
在所述的实施例中，唤醒脉冲11占脉冲序列10持续时间的一半以上。唤醒脉冲比调节部分12长，也比命令部分14长。唤醒脉冲11最好比命令部分14和调节部分12的持续时间之和长。唤醒脉冲11越长，车轮电子系统的抽样就越粗。因此，唤醒脉冲11越长，车轮电子系统对能量的要求和干扰的敏感性就越低。其中，唤醒脉冲的最大长度上限是由要求的系统响应时间定义的。
车轮电子系统1定期激活接收器1f，以检查访问信号10是否被激活。通过选择车轮电子系统1的接收器1f的激活时间比唤醒脉冲11的激活时间短的时间间隔，在访问信号10的调节部分12，对于准备接收的车轮电子系统来说，几乎没有能量消耗。
为了确定唤醒脉冲11是否已被激活，在很短的时间内，如0.5ms或更少时间激活车轮电子系统1的接收器1f就足够了。因为大部分时间车轮电子系统接收器1f被切断，所以这里所需的能量是很低的。车轮电子系统1接收器1f的激活时间间隔最好至少为唤醒脉冲11持续时间的2/3，优选3/4以上，但是要比唤醒脉冲11的持续时间要短。
在所述的实施例中，接收器每32ms以小于0.5ms时间激活一次。在所述的实施例中，唤醒脉冲11的持续时间为42ms。唤醒脉冲11的持续时间可以被轻易地选择为长些或短些。但是，我们必须考虑到：唤醒脉冲11的持续时间越短，车轮电子系统的激活就越频繁。持续时间较长的唤醒脉冲的优点在于车轮电子系统1的操作更加简洁，但是相应地也意味着需要花费更多的时间来访问与压力信息有关的车轮电子系统。最有利的唤醒脉冲11持续时间范围为30ms至200ms，优选是35ms至100ms。
唤醒脉冲11之后是包含若干脉冲12a的调节部分12。调节部分12最好包括3至10个脉冲12a，优先考虑3至7个脉冲12a。调节部分12的脉冲12a用于调节信号放大，以与当前的接收条件相符合，这样，车轮电子系统1就可以毫无差错地理解和评估访问信号10的命令部分14。通过将车轮电子系统1接收器1f的放大器的放大因子调节到必要的范围，就可以对车轮电子系统实施特殊的节能操作，从而可以避免不必要的高信号放大。
在系统准确度范围内调节部分12的脉冲12a最好长度相同。例如，调节部分的脉冲12a具有同一长度，其在命令部分14中用来描述0。
脉冲序列包括位于调节部分12和命令部分14之间的启动脉冲13。启动脉冲13可防止车轮电子系统1将调节部分12的脉冲12a解释为命令部分14的一部分。启动脉冲13至少是调节部分12脉冲12a长度的两倍，优先选择3倍以上，最好4倍以上。在所述的实施例中，启动脉冲13是调节部分12脉冲12a的5倍。启动脉冲13最好也要比命令部分14的脉冲14a，14b的长度长。优选启动脉冲13长度至少为调节部分12脉冲12a和命令部分14脉冲14a，14b持续时间之和。一般来讲，当启动脉冲13是调节部分12脉冲12a的3倍至10倍长时，尤其是调节部分12脉冲12a的4倍至6倍长时是最有利的。
启动脉冲13之后是命令部分14。命令部分14最好包括以短脉冲14a和长脉冲14b形式存在的位串。为此，短脉冲对数字0编码，而长脉冲对数字1编码。正如前面所提到的，命令部分14的短脉冲14a长度可与调节部分12的脉冲12a长度相适应。
上述车轮电子系统1可包括滚轮开关，当车轮运行时，由所产生的加速力来关闭滚轮开关。优先选择的是，车轮电子系统1能够在行驶过程中在指定时间间隔自动进行压力测量操作。当车轮电子系统1发现出现危险压降时，甚至可以在没有接收到访问信号的请求时发送相应的压力信息。车轮电子系统1不仅可以通过访问信号10促使传输，而且能够自动传输，如DE10217239A1描述内容所示。

Claims (20)

1.一种使用车轮电子系统（1）来监测车胎气压的方法，所述车轮电子系统（1）包括测量车胎气压的压力传感器（1a）、传输压力信息的发射器（1e）、接收访问信号（10）的接收器（1f），通过接收访问信号（10）来触发所述车轮电子系统（1）的传输活动，所述访问信号（10）是以脉冲序列的形式传输的，所述脉冲序列包含对所述车轮电子系统（1）的传输指令进行编码的命令部分（14），其特征在于：所述的脉冲序列包含位于所述命令部分（14）之前包含若干脉冲（12a）的调节部分（12），位于所述调节部分（12）和所述命令部分（14）之间的所述脉冲序列（10）包括启动脉冲（13），其长度至少是所述调节部分（12）脉冲（12a）的两倍。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述命令部分（14）包括脉冲（14a），所述脉冲（14a）长度大于所述调节部分（12）的脉冲（12a）的长度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述命令部分（14）包括脉冲（14b），所述脉冲（14b）的长度至少比所述调节部分（12）的脉冲（12a）长度大两倍。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述命令部分（14）包括以短脉冲及长脉冲形式的位串（14a，14b）。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述调节部分（12）是以短脉冲（12a）序列的形式构成的，其长度与命令部分（14）的短脉冲（14a）相等。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于：所述调节部分（12）包括3至10个脉冲（12a）。
7.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于：所述调节部分（12）包括3至7个脉冲（12a）。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述启动脉冲（13）长度至少是所述调节部分（12）脉冲（12a）的三倍以上。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述启动脉冲（13）长度至少是所述调节部分（12）脉冲（12a）的四倍以上。
10.根据权利要求2至5任一项所述的方法，其特征在于：所述启动脉冲（13）的长度比所述命令部分（14）的脉冲（14a，14b）长。
11.根据权利要求2至5任一项所述的方法，其特征在于：所述启动脉冲（13）的长度至少是所述调节部分（12）的脉冲（12a）和所述命令部分（14）的脉冲（14a，14b）的持续时间的总和。
12.根据权利要求2至5任一项所述的方法，其特征在于：所述启动脉冲（13）是所述调节部分（12）的脉冲（12a）的3至10倍。
13.根据权利要求2至5任一项所述的方法，其特征在于：所述启动脉冲（13）是所述调节部分（12）的脉冲（12a）的4至6倍。
14.根据权利要求1或2或3或4或5或8或9所述的方法，其特征在于：所述脉冲序列（10）包括位于所述调节部分（12）之前的唤醒脉冲（11）。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述唤醒脉冲（11）比调节部分（12）的脉冲长。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述唤醒脉冲（11）比命令部分（14）的脉冲长。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述唤醒脉冲（11）比所述命令部分（14）和所述调节部分（12）的脉冲持续时间总和长。
18.根据权利要求15至17任一项所述的方法，其特征在于：所述唤醒脉冲（11）占所述脉冲序列（10）持续时间的一半以上。
19.一种轮胎压力监测系统，包括车轮电子系统（1），所述车轮电子系统（1）装有测量轮胎内空气压力的压力传感器（1a），传输压力信息的发射器（1e），接收访问信号（10）的接收器（1f），发射访问信号（10）的访问发射器（3），接收压力信息的接收器（4），通过接收访问信号（10）触发车轮电子系统（1）的传输活动，所述访问信号（10）是以脉冲序列的形式传输，所述脉冲序列包括对车轮电子系统（1）的传输指令编码的命令部分（14），其特征在于：所述脉冲序列包括位于命令部分（14）之前包含有若干脉冲（12a）的调节部分（12），位于所述调节部分（12）和所述命令部分（14）之间的所述脉冲序列（10）包括启动脉冲（13），其长度至少是所述调节部分（12）脉冲（12a）的两倍。
20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于：所述车轮电子系统（1）的接收器（1f）包括放大器，所述调节部分（12）的脉冲（12a）用于调节评估所述命令部分（14）需要的放大因子。
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