CN103522997A - 确定固定到轮胎胎面的内表面上的电子模块的角位置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及确定固定到装配到车辆（1）车轮（2）的轮胎的胎面的内表面上的电子模块（5）的角位置的方法。根据本发明，用于测量车轮（2）径向加速度的传感器（12）集成到电子模块（5）中；进行径向加速度的至少一次测量，以确定车轮（2）的旋转周期值T；测量车轮（2）的径向加速度，以检测表示电子模块（5）与地面接触的位置的所述径向加速度的变化；检测所述变化的电子模块（5）的位置被分配参考坐标的原点函数So，参考坐标由所述原点和参考单位限定，参考单位由角矢量Su形成，其长度至少显著地短于轮胎在地面上的足迹的平均长度；以及在参考坐标（So，Su）中确定电子模块（5）的角位置。

Description

确定固定到轮胎胎面的内表面上的电子模块的角位置的方法
技术领域
本发明涉及在装配有轮胎的车辆车轮旋转期间确定固定到所述轮胎的胎面的内表面上的电子模块的角位置的方法。
背景技术
机动车辆日益普遍地具有监测系统，以用于安全目的，这些系统具有安装在车辆的每个车轮上的传感器，用于测量装配在这些车轮上的轮胎的诸如压力或温度的参数，目的在于告知驾驶员测量参数中的任何异常变化。
这些监测系统常规地具有安装在车辆每个车轮上的电子模块，除了前述传感器之外，电子模块包括微处理器和射频发射器，同时该系统还具有中央单元，用于接收由发射器发送的信号，包括包含连接到天线的射频接收器的计算机。
这些监测系统要解决的一个问题在于需要由中央单元的接收器接收的每个信号与数据元件相关联，所述数据元件与电子模块的位置有关，因而与该信号起源的车轮位置有关，该需要在整个车辆寿命内继续；这就是说，其必须满足，即使在车轮更换之后或者更简单地在车轮位置逆转之后也是如此。
当前提出许多方法来实现车辆车轮位置的该定位，包括尤其是在专利EP0806306和EP0895879中所述的定位方法，其原理基于在由装配到车轮的传感器传输的信号和由安装在车辆上在该车轮附近的传感器传输的信号之间存在的相关性。
由于大多数当今车辆配备有主动安全系统，例如用于车轮的ABS防抱死系统和用于动态稳定性控制的ESP系统，这些定位方法在安装成本方面尤其具有显著的值，因为车轮定位通过将由所述主动安全系统的传感器传输的信号与由通常集成到监测系统的电子模块中的传感器传输的信号相关联来进行。
因而，这些定位方法的应用简单地需要实施用于处理所传输信号的软件，而不需要附加的特定硬件。
然而，当前这些定位方法限于安装在车辆车轮的轮圈上的电子模块。
这是因为在传感器集成到安装在车轮的轮圈上的电子模块中时，电子模块的固定角位置的信号发射问题完全解决。另一方面，在电子模块固定到轮胎胎面的内表面时，测量环境完全不同：在每一转，该电子模块与地面接触且因而经受撞击，引起确定所述电子模块的角位置的策略无效。
本发明旨在解决该问题，主要目的在于提供确定固定到轮胎胎面的内表面上的电子模块的角位置的方法。
发明内容
为此，本发明提出一种确定固定到轮胎胎面的内表面上的电子模块的角位置的方法，根据所述方法：
用于测量车轮径向加速度的传感器集成到电子模块中；
进行径向加速度的至少一次测量，以确定车轮的旋转周期值T；
用预定取样周期测量车轮的径向加速度，所述预定取样周期适合于检测表示电子模块与地面接触的位置的所述径向加速度的变化；
检测径向加速度的变化的电子模块的位置被分配参考坐标的原点函数So，所述参考坐标由所述原点和参考单位限定，所述参考单位由角矢量Su形成，称为单位矢量，其长度至少显著地短于轮胎在地面上的足迹的平均长度Lfp；以及
在由原点So和单位矢量Su限定的参考坐标中确定电子模块（5）的角位置。
因而，在一个方面，该方法包括基于由简单径向加速度测量传感器提供的数据来计算所述车轮的旋转周期T，另一方面，该方法包括检测径向加速度的突然变化，表示电子模块与地面接触的定位，在此之后，参考坐标和特定取样周期被限定且然后用于确定所述电子模块的角位置。
通过命令发射电子模块的确定角位置的信号，该方法可以有利地使用，尤其是用于车辆车轮的定位。为此，由原点矢量So和单位矢量Su限定的参考坐标有利地用于确定电子模块的角位置，其中，命令在所述电子模块和车辆上的中央单元之间发射信号。
根据本发明的方法的另一有利应用包括确定轮胎在地面上的足迹的长度Lfp。
为此，根据本发明的方法包括在检测所述原点矢量后车轮至少一转之后用取样频率在原点矢量So中实施一系列测量，所述取样频率适合于允许随后检测径向加速度的与下降沿相对应的变化，随后是径向加速度的与上升沿相对应的变化，且从这两个沿之间的距离推算出足迹的长度Lfp。
在用于检测原点So的本发明的有利实施例中，车轮的径向加速度用等于T/x的取样周期测量，使得所述原点是具有与单位矢量Su相同长度的原点矢量So的位置。
附加地且有利地，根据本发明，为了确定旋转周期T，进行径向加速度的至少三次相继测量，测量值进行比较，从而废弃比其它测量值小至少预定阈值的任何测量值，计算有效测量值的平均值，且基于该平均值确定车轮的旋转周期值T。
该过程使之可以避免由于径向加速度的与电子模块与地面接触的位置相对应的测量值引起的异常。
还应当注意的是，当测量值被发现比其它测量值小至少预定阈值时，该测量值必须对应于模块与地面接触的电子模块位置。因而，在该情况下，确定旋转周期T的该初步阶段还直接导致确定原点So的位置。
此外，根据该实施例，车轮的旋转周期值T有利地基于以至少基本上等于30毫秒的时间间隔测量的径向加速度值来确定。
这是因为，发现该时间间隔确保在车辆速度的非常宽范围值内计算车轮的旋转周期值T的可靠性。
附图说明
本发明的其它特性、目的和优势将通过以下说明参考以非限制性示例的方式表示根据本发明的方法的优选实施例的附图而变得更清楚。在这些附图中：
图1是装配有用于应用根据本发明的方法的电子模块的机动车辆的前部部分的示意图，用于确定所述电子模块的角位置，
图2是用于应用根据本发明的方法的电子模块的放大截面图，
图3是示出了使用根据本发明的方法由测量传感器测量的径向加速度的变化的简图，和
图4是车轮的示意图，示出了根据本发明的方法确定的角矢量。
具体实施方式
下文参考附图描述的本发明提出用于确定固定到车辆车轮的轮胎胎面的内表面上的电子模块的角位置的方法。
为了应用该方法，如图1所示，车辆1具有车轮，例如由2表示，每个车轮常规地包括装配有轮胎4的轮圈3和用于监测每个轮胎4的诸如压力或温度的参数的系统，主要包括与每个车轮2有关的电子模块5。
如图1所示，这些电子模块5中的每个位于轮胎4的胎面4a的内表面上。此外，为了允许维修，模块插入到结合在胎面4a上且由塑料材料制成的柔性插座6，适合于形成捕获电子模块5的保持形状“穴”。
此外，如图2所示，每个电子模块5尤其包括：容纳在所述模块基部中的蓄电池7和在该蓄电池7上方的电子电路卡8，微处理器9连接到电子电路卡8，链接到连接于天线的射频（RF）发射器；压力传感器10，具有设置成与在所述模块的上部中形成的开口11相对地开口的测量腔室；以及，根据本发明，用于测量车轮2的径向加速度的传感器12，该传感器是微机电系统（MEMS）、压电传感器、撞击传感器或其它传感器。
此外，该电子模块5部分地填充有适合于封装所有部件的填充材料13。
监测系统还包括（图1）位于车辆1上的中央计算机或中央单元14，具有微处理器且包含连接到天线15的射频（RF）接收器，用于接收由每个电子模块5发射的信号。
通常，这种监测系统和尤其是其中央单元14设计成告知驾驶员由与车轮2有关的传感器（例如，10）测量的参数的任何异常变化。
根据本发明，该监测系统还可以用于确定电子模块5的角位置。
为此，根据本发明的方法主要包括：
a/确定以至少基本上等于30毫秒的时间间隔测量的径向加速度的至少三个值；
b/将测量值进行比较，且将比其它测量值小至少预定阈值（10 g量级，例如）的任何测量值废弃；
c/计算有效测量值的平均值，以及使用该平均值例如基于公式2π.√R/ Ƶ来确定车轮2的旋转周期值T，其中，R是车轮2的半径，Ƶ是所述车轮的径向加速度；
d/从旋转周期T推算出取样周期等于T/20（在所示示例中），表示行进通过与轮胎4在地面上的足迹的平均长度Lfp相对应的角矢量所需的时间。
如果没有测量值被废弃（这是大多数情况），根据本发明的方法于是包括：
e/用等于T/20的取样周期测量车轮2的径向加速度，从而检测所述径向加速度的变化，如图3所示，以测量值的曲线的上升或下降沿的形式出现，且对应于电子模块5与地面接触的时刻；
f/将参考坐标的原点函数So分配给定位电子模块5且检测径向加速度的变化的角矢量的位置，所述参考坐标由所述原点和参考单位限定，所述参考单位由角矢量Su形成，称为单位矢量，其长度等于在时间T/20期间覆盖的长度；
g/在由原点So和单位矢量Su限定的参考坐标（So，Su）中确定电子模块5的角位置。
另一方面，如果为了确定旋转周期T而测量的值中的一个在步骤b/中废弃，根据本发明的方法包括：紧接在步骤d/之后，实施步骤f1/，其中，定位电子模块5且进行被废弃测量的角矢量的位置被分配参考坐标的原点函数So，所述参考坐标由所述原点和单位矢量Su限定。
在上述两种情况下，根据本发明的方法导致形成用于确定电子模块5的角位置的参考坐标（So，Su），使之可以确定定位所述电子模块的角矢量的位置，例如以便应用使用关联方法来定位车辆1的车轮2的方法，其中，对于原点位置So和/或对于一个或多个其它完全确定的该电子模块5的角位置，可以触发由每个电子模块5朝向中央单元14发射信号。
另一应用包括确定轮胎4在地面上的足迹的长度Lfp。为此，根据本发明的方法包括在检测所述原点矢量后车轮2至少一转之后用例如几十微秒量级的较高取样频率在原点矢量So中实施一系列测量，所述取样频率适合于允许随后检测径向加速度的与下降沿相对应的变化，随后是径向加速度的与上升沿相对应的变化，且从这两个沿之间的时间推算出轮胎4在地面上的足迹的长度Lfp。
因而，根据本发明的方法可以用于确定固定到轮胎4的胎面4a的内表面上的电子模块5的角位置，仅仅基于由用于测量装配有该轮胎4的车轮2的径向加速度的传感器提供的数据。

Claims (7)

1.在装配有轮胎（4）的车辆（1）车轮（2）旋转期间确定固定到所述轮胎的胎面（4a）的内表面上的电子模块（5）的角位置的方法，其特征在于：
用于测量车轮（2）径向加速度的传感器（12）集成到电子模块（5）中；
进行径向加速度的至少一次测量，以确定车轮（2）的旋转周期值T；
用预定取样周期测量车轮（2）的径向加速度，所述预定取样周期适合于检测表示电子模块（5）与地面接触的位置的所述径向加速度的变化；
检测径向加速度的变化的电子模块（5）的位置被分配参考坐标的原点函数So，所述参考坐标由所述原点和参考单位限定，所述参考单位由角矢量Su形成，称为单位矢量，其长度至少显著地短于轮胎（4）在地面上的足迹的平均长度Lfp；以及
在由原点So和单位矢量Su限定的参考坐标（So，Su）中确定电子模块（5）的角位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了检测原点So，车轮（2）的径向加速度用等于T/x的取样周期测量，使得所述原点是具有与单位矢量Su相同长度的原点矢量So的位置。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，径向加速度的测量用等于T/20的取样周期T/x进行。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，由原点矢量So和单位矢量Su限定的参考坐标用于确定电子模块（5）的角位置，其中，命令在所述电子模块和车辆（1）上的中央单元（14）之间发射信号。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在检测所述原点矢量后车轮（2）至少一转之后，用取样频率在原点矢量So中实施一系列测量，所述取样频率适合于允许随后检测径向加速度的与下降沿相对应的变化，随后是径向加速度的与上升沿相对应的变化，且从这两个沿之间的距离推算出轮胎（4）在地面上的足迹的长度Lfp。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定旋转周期，
进行径向加速度的至少三次相继测量；
将测量值进行比较，以便废弃比其它测量值小至少预定阈值的任何测量值；
计算有效测量值的平均值，且使用该平均值确定车轮（2）的旋转周期值T。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，车轮（2）的旋转周期值T基于以至少基本上等于30毫秒的时间间隔测量的径向加速度值来确定。
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