CN107031313B - 轮胎参数监测系统 - Google Patents
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Abstract
一种轮胎参数监测系统包括至少两个RF中继器,其中该至少两个RF中继器中的每一个都专用于至少两个传感器单元的单独的传感器单元。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及轮胎参数监测系统。进一步的实施例涉及用于更新车轮在具有轮胎参数监测系统的车辆处的位置的方法。进一步的实施例涉及用于监测车辆的轮胎的参数的方法。一些实施例涉及利用RF(RF=射频)收发器的TPMS(TPMS=轮胎压力监测系统)轮胎自动定位。
背景技术
TPMS被用于监测车辆的轮胎的参数,诸如压力、温度和加速度。当轮胎被改变或最初被安装在车辆上时,将轮胎在车辆上的位置讲授给处于示教(teach-in)模式的TPMS,以使得在正常操作模式(例如驾驶模式)下在发生故障(例如压力损失)的情况下,TPMS可以用信号告知车辆的驾驶员哪个轮胎受到影响。
因此,TPMS应用程序中的定位是一个合宜的特征。然而,因为所涉及的技术限制或高成本它通常不被实施。
因此,存在对改进方法的需要。
发明内容
实施例提供一种包括至少两个RF中继器的轮胎参数监测系统,其中该至少两个RF中继器中的每一个都专用于至少两个传感器单元的单独的传感器单元。
实施例提供一种轮胎参数监测系统,其包括附接到车辆的不同车轮的至少两个传感器单元,其中该至少两个传感器单元中的每一个都具有专用RF中继器。
实施例提供一种用于更新车轮在具有轮胎参数监测系统的车辆处的位置的方法。该轮胎参数监测系统包括中央单元和附接到车辆的不同车轮的至少两个传感器单元,其中该至少两个传感器单元中的每一个都具有专用RF中继器。该方法包括利用各RF中继器中的每一个将RF中继器信号传送给中央单元,其中该RF中继器信号包括RF中继器的标识以及RF中继器所专用于的传感器单元的标识。该方法还包括利用中央单元接收各RF中继器中的每一个的RF中继器信号,以及使传感器单元的标识和RF中继器的标识与RF中继器的已知标识相匹配。
实施例提供一种用于监测车辆的轮胎的参数的方法,该方法包括利用附接到车辆的第一车轮的第一传感器单元来传送第一传感器信号/数据,以及利用附接到车辆的第二车轮的第二传感器单元来传送第二传感器信号/数据。该方法还包括利用专用于第一传感器单元的第一RF中继器重新传送第一传感器信号/数据,以及利用专用于第二传感器单元的第二RF中继器重新传送第二传感器信号/数据。
附图说明
随后将参考所附的图来讨论本公开的实施例,在图中:
图1示出轮胎参数监测系统的示意性框图;
图2示出当车辆正在移动时随着以ms计的时间过去而绘制的按照最低有效位(LSB)的所接收到的信号强度水平(RSSI)的示图测量结果;
图3a示出轮胎参数监测系统的示意性框图,轮胎参数监测系统的控制单元的天线的四个可能取向的详细视图以及其中对于取向A的随着以ms计的时间过去而绘制的按照LSB的示图RSSI;
图3b示出轮胎参数监测系统的示意性框图,轮胎参数监测系统的控制单元的天线的四个可能取向的详细视图以及其中对于取向B的随着以ms计的时间过去而绘制的按照LSB的示图RSSI;
图3c示出轮胎参数监测系统的示意性框图,轮胎参数监测系统的控制单元的天线的四个可能取向的详细视图以及其中对于取向C的随着以ms计的时间过去而绘制的按照LSB的示图RSSI;
图3d示出轮胎参数监测系统的示意性框图,轮胎参数监测系统的控制单元的天线的四个可能取向的详细视图以及其中对于取向D的随着以ms计的时间过去而绘制的按照LSB的示图RSSI;
图4示出在汽车中实施的轮胎参数监测系统的示意性框图以及轮胎参数监测系统的各RF中继器中的一个的详细示意性框图;
图5a示出在汽车中实施的轮胎参数监测系统的示意性框图以及当汽车正在移动时传送的信号的示意图;
图5b示出以数据分组150的形式的由轮胎参数监测系统的控制单元或传感器单元传送的信号的示意图;
图6a示出在汽车中实施的轮胎参数监测系统的示意性框图以及当汽车静止时传送的信号的示意图;
图6b示出以数据分组形式的由轮胎参数监测系统的RF中继器传送的RF收发器信号的示意图;
图7a示出在车辆中实施的轮胎参数监测系统的示意性框图以及当车辆正在移动时轮胎参数监测系统的操作的示意图;
图7b示出在车辆中实施的轮胎参数监测系统的示意性框图以及当车辆静止时轮胎参数监测系统的操作的示意图;
图8示出用于操作轮胎参数监测系统的控制单元的方法的流程图;
图9示出用于操作轮胎参数监测系统的控制单元的方法的流程图;
图10示出用于操作轮胎参数监测系统的RF中继器的方法的流程图;
图11示出用于操作轮胎参数监测系统的控制单元的方法的流程图;
图12示出用于操作轮胎参数监测系统的RF收发器(RF中继器)的方法的流程图;
图13a示出随着以dBm计的RF电平绘制的按照LSB的所接收到的信号强度水平的示图;
图13b示出当汽车正在移动时随着以ms计的时间过去而绘制的按照LSB的所接收到的信号强度水平的示图;
图14示出用于更新车轮在具有轮胎参数监测系统的车辆处的位置的方法的流程图;以及
图15示出用于监测车辆的轮胎的参数的方法的流程图。
具体实施方式
在下面,随后将参考所附的图来讨论本公开的实施例,其中对具有相同或相似功能的物体或元件提供相同的参考数字以使得其描述是可互相适用的和可互换的。
图1示出轮胎参数监测系统100的示意性框图。该轮胎参数监测系统100包括至少两个RF中继器102_1、102_2(RF=射频),其中RF中继器102_1、102_2中的每一个都专用于至少两个传感器单元104_1、104_2的单独的传感器单元。
详细来说,两个传感器单元104_1、104_2的第一传感器单元104_1可以被附接到车辆108的第一车轮106_1,其中两个传感器单元104_1、104_2的第二传感器单元104_2可以被附接到车辆108的第二车轮106_2。两个RF中继器102_1、102_2的第一RF中继器102_1可以被专用于第一传感器单元104_1,其中两个RF中继器102_1、102_2的第二RF中继器102_2可以被专用于第二传感器单元104_2。
如图1中示例性示出的,车辆108可以是例如具有四个轮胎106_1:106_4的汽车。在这种情况下,轮胎参数监测系统100可以可选地包括专用于两个附加单独的传感器单元104_3、104_4的两个附加RF中继器102_3、102_4。详细来说,第三传感器单元104_3可以被附接到车辆108的第三车轮106_3,其中第四传感器单元104_4可以被附接到车辆108的第四车轮106_4。由此,第三RF中继器102_3可以被专用于第三传感器单元104_3,其中第四RF中继器102_4可以被专用于第四传感器单元104_4。
自然而然地,车辆108还可以是(仅)具有两个车轮的自行车或具有多于四个车轮的卡车。随后,描述轮胎参数监测系统100的实施例,在其中该轮胎参数监测系统100包括专用于两个单独的传感器单元102_1、102_2(它们被附接到车辆的两个车轮106_1、106_2)的两个RF中继器102_1、102_2。然而,下面的描述也适用于轮胎参数监测系统100的实施例,在其中轮胎参数监测系统100包括专用于单独的传感器单元的多于两个RF中继器。
在实施例中,每个RF中继器102_1、102_2可以被配置成接收由相应传感器单元104_1、104_2经由RF传送的传感器信号/数据110_1、110_2并且基于相应的传感器信号/数据将以RF中继器信号112_1、112_2的形式的传感器信号/数据重新传送到轮胎参数监测系统100的中央单元114。
例如,第一RF中继器102_1可以被配置成接收由第一传感器单元104_1经由RF传送的第一传感器信号/数据110_1并且基于第一传感器信号/数据110_1将以第一RF中继器信号112_1的形式的第一传感器信号/数据110_1重新传送到轮胎参数监测系统100的中央单元114。类似地,第二RF中继器102_2可以被配置成接收由第二传感器单元104_2经由RF传送的第二传感器信号/数据110_2并且基于第二传感器信号/数据110_2将以第二RF中继器信号112_2的形式的第二传感器信号/数据110_2重新传送到轮胎参数监测系统100的中央单元114。
由此,每个RF中继器102_1、102_2可以被配置成仅重新传送RF中继器所专用的传感器单元的传感器信号/数据,即专用于第一传感器单元104_1的第一RF中继器102_1可以被配置成仅重新传送第一传感器单元104_1的第一传感器信号/数据110_1,其中专用于第二传感器单元104_2的第二RF中继器102_2可以被配置成仅重新传送第二传感器单元104_2的第二传感器信号/数据110_2。
此外,每个RF中继器102_1、102_2可以被配置成基于所接收到的信号强度来检测RF中继器所专用于的传感器单元的传感器信号。如图1中所示,第一RF中继器102_1和第一传感器单元104_1之间的距离小于第一RF中继器102_1和第二传感器单元104_2之间的距离,这导致第一传感器信号/数据110_1的所接收到的信号强度大于第二传感器信号/数据110_2的所接收到的信号强度,以使得第一RF中继器102_1可以基于第一传感器信号/数据110_1的所检测到的较大的信号强度来检测第一传感器信号/数据110_1。类似地,第二RF中继器102_2和第二传感器单元104_2之间的距离小于第二RF中继器102_2和第一传感器单元104_1之间的距离,这导致第二传感器信号/数据110_2的所接收到的信号强度大于第一传感器信号/数据110_1的所接收到的信号强度,以使得第二RF中继器102_2可以基于第二传感器信号/数据110_2的所检测到的较大的信号强度来检测第二传感器信号/数据110_2。
传感器信号/数据110_1、110_2可以包括描述传感器单元所附接到的车轮106_1、106_2的参数。例如,车轮的参数可以是车轮的轮胎的压力、温度、加速度、电池电压和传感器单元标识中的至少一个。
此外,RF中继器信号可以包括描述相应传感器单元所附接到的车轮的参数的信息以及RF中继器的标识。中央单元可以被配置成接收RF中继器信号并且使用RF中继器的标识将描述车轮参数的信息分配给车轮在车辆处的位置。传感器信号/数据还可以包括传感器单元的标识,其中中央单元被配置成通过使传感器单元的标识和RF中继器的标识与RF中继器的已知标识相匹配来将描述车轮参数的信息分配给车轮在车辆处的位置。由此,中央单元可以知道RF中继器的位置。
在下文中,描述轮胎参数监测系统100的实施例,在其中该轮胎参数监测系统100包括专用于附接到车辆(例如汽车)的四个不同车轮106_1:106_4的四个单独的传感器单元104_1:104_4的四个RF中继器102_1:102_4。
对于TPMS(TPMS=轮胎压力监测系统),所提出的概念提供了一种根据车辆车轮位置(例如右前、左前、右后和左后)来对TPMS轮胎模块104_1:104_4定位的解决方案。以便向车辆的驾驶员更新轮胎信息(例如压力、温度)以及其相应位置。
所提出的概念将四个已知RF收发器102_1:102_4用作中继器。每个收发器从最近的TPMS传感器(或传感器单元)104_1:104_4接收轮胎信息(例如压力、温度、传感器ID(ID=身份标识)并且将轮胎信息和RF收发器身份(TRX ID)传送给TPMS ECU(ECU=电子控制单元)114。每个RF收发器102_1:102_4都被固定成靠近汽车108中的每个轮胎106_1:106_4,并且其位置是TPMS ECU 114已知的。当汽车108正在移动时,TPMS传感器104_1:104_4将轮胎信息定期传送给TPMS ECU 114和RF收发器102_1:102_4二者。基于其所接收到的信号强度(RSS)或所接收到的信号强度水平(RSSl),每个RF收发器102_1:102_4能够从最近的TPMS传感器104_1:104_4识别传感器信号110_1:110_4。当RF收发器102_1:102_4从TPMS ECU 114接收到请求时它们将接收到的传感器信号110_1:110_4重新传送到TPMS ECU 114。TPMSECU 114能够基于RF收发器102_1:102_4的已知位置来显示每个轮胎信息与其相应位置。
图2示出随着以ms计的时间过去而绘制的按照LSB的所接收到的信号强度指示(RSSI)水平的示图(图形)测量结果。使用附接到车轮的TPMS传感器以及靠近TPMS传感器放置在车辆中的RF接收器(作为RF收发器或中继器)来完成该测量。当到处驾驶汽车时,TPMS传感器将轮胎信息(例如离心加速度)传送给记录在一时段期间从TPMS传感器的有效载荷或电报所接收到的信号强度的RF接收器。
如图2中所示,RF接收器接收想要的信号以及噪声二者。想要的信号的RSSI高于噪声并且所以RF接收器或RF收发器能够从噪声识别想要的TPMS传感器信号。一般来说,所测得的RSSI水平与TPMS传感器和RF接收器或RF收发器之间的距离的平方成反比。因此,与位于相对车轮(例如右后或左前)处的TPMS传感器104_2、104_3相比,RF接收器102_1从最靠近它的TPMS传感器104_1(例如在右前处)测得最高RSSI水平。因此,每个RF收发器或RF接收器能够识别最近的TPMS传感器并且存储其传感器ID和其他轮胎信息。
换言之,图2示出TPMS自动定位系统100的RSSI水平特性(具有旋转车轮)。为了验证当汽车正移动时的RSSI水平特性,TPMS传感器可以被放置在车辆轮胎中并且RF接收器被放置在车厢中靠近车轮处。该汽车可以在道路上行驶。TPMS传感器可以被配置成每30s传送一次。每当RF接收器接收到TPMS传感器信号时,它就记录其所接收到的信号强度(RSSI)的水平。如图2中所示,RSSI水平是很平坦的。此外,想要的信号的RSSI水平比噪声更高。基于TPMS传感器的最强RSSI水平,每个RF收发器能够确定其最近的TPMS传感器。
为了定位,TPMS ECU 114向RF收发器发送请求。在接收到来自TPMS ECU 114的请求时,RF收发器传送传感器ID、其自己的身份(TRX ID)以及其他轮胎信息。TPMS ECU 114继续使接收到的传感器ID和每个RF收发器ID与已知的RF收发器ID相匹配。下一次,TPMS传感器传送轮胎信息,TPMS ECU能够更新每个车辆的轮胎信息以及其位置。
每个RF收发器可以是具有其自己的3.3V或5V电源(例如来自干电池)的独立模块。这是因为与LF中继器所消耗的功率相比每个RF收发器消耗较少的功率。无线传输的高可靠性是可能的,因为每个RF收发器被固定到靠近每个车轮的车体处。驾驶员可以发送轮胎信息更新的请求。可以实施根据需要的压力。每个RF收发器模块的成本低于LF中继器。
在下文中,描述用于解决TPMS应用中的定位的所提出的概念的实施示例。
使用四个TPMS传感器104_1:104_4(例如来自英飞凌的SP37),作为中继器的四个RF收发器102_1:102_4(例如来自英飞凌的TDA5340)以及一个TPMS ECU 114(例如来自英飞凌的TDA5340)来实施所提出的概念。位于车轮106_1:106_4中的TPMS传感器104_1:104_4可以获取包含传感器身份(ID)、压力、离心加速度、温度的轮胎信息。RF收发器102_1:102_4可以被定位成靠近车轮或轮胎106_1:106_4并且其位置(例如右前、左前、右后和左后)是TPMSECU 114已知的。可以通过其自己的ID来标识每个RF收发器102_1:102_4并且其在车辆108上位置可以是已知的。
在汽车108中,TPMS传感器104_1:104_4可以以不同模式操作以便保留其功率消耗。当汽车108以低速移动时,TPMS传感器104_1:104_4可以以短间隔(例如1min)定期传送。当汽车108达到高速(例如80km/h)时,TPMS传感器104_1:104_4可以以较短间隔传送。TPMSECU 114和RF中继器102_1:102_4从TPMS传感器104_1:104_4接收轮胎信息和TPMS传感器ID。因为每个RF中继器102_1:102_4已向TPMS ECU 114更新其相应TPMS传感器104_1:104_4的传感器ID,所以TPMS ECU 114能够确定每个轮胎信息。
当汽车108在一时段期间静止或者被停放时,TPMS传感器104_1:104_4可以以长间隔(例如3-5mins)定期传送。TPMS ECU 114可以通过向RF收发器102_1:102_4发送请求信号来在该时段期间发起轮胎信息更新或定位。作为响应,每个RF收发器102_1:102_4可以发送TPMS传感器ID、RF收发器ID和轮胎信息。
在发送请求信号之后,TPMS ECU 114可以听取或期待来自所有RF收发器102_1:102_4的响应。如果时段逝去并且TPMS ECU 114还没有从RF收发器102_1:102_4接收到响应,则TPMS ECU 114可以第二次发送请求信号。TPMS ECU 114可以被配置成接收或听取来自所有RF收发器102_1:102_4的响应。如果TPMS ECU 114成功地从所有RF收发器102_1:102_4接收到信号,则可以继续使所接收到的传感器ID和每个RF收发器ID与已知的RF收发器ID相匹配。TPMS ECU 114可以被配置成倾听TPMS传感器信号。当汽车108再次停下来或者静止时会发生下一定位。
当RF收发器102_1:102_4以接收模式操作时,它听取来自TPMS传感器104_1:104_4和TPMS ECU 114的信号,它们是类似的,例如TSI(电报开始指示符)和数据长度。当汽车108移动时,每个RF收发器102_1:102_4接收传感器信号并且基于RSSI水平识别来自其最近TPMS传感器104_1:104_4的传感器信号。其存储或记录传感器ID和轮胎信息。当汽车108静止或被停放时,RF收发器102_1:102_4听取来自TPMS传感器104_1:104_4和TPMS ECU 114的信号。如果它从TPMS ECU 114接收到信号,则RF收发器102_1:102_4传送TPMS传感器ID以达到定位目的。
在另一实施方式中,TPMS ECU 114使用RF接收器(例如来自英飞凌的TDA5240)来代替RF收发器。当汽车108移动时,TPMS ECU 114和RF收发器102_1:102_4从TPMS传感器104_1:104_4接收信号。因为每个RF收发器102_1:102_4都已经向TPMS ECU 114更新了其相应TPMS传感器104_1:104_4的传感器ID,所以TPMS ECU 114能够利用其相应的位置更新每个轮胎信息并显示它。
当汽车108在一时段期间(例如3min)静止或者被停放时,TPMS传感器104_1:104_4可以以长间隔定期传送。TPMS ECU 114然后被配置成听取来自RF收发器102_1:102_4的信号。如果TPMS ECU 114成功地接收信号,则它使所接收到的传感器ID和每个RF收发器ID与已知的RF收发器ID相匹配。在完成定位之后,TPMS ECU 114被配置成听取TPMS传感器104_1:104_4。
在一时段(例如1min)逝去之后并且TPMS ECU 114还没有从所有RF收发器102_1:102_4成功地接收到信号。TPMS ECU 114还可以被配置成听取TPMS传感器104_1:104_4。TPMS ECU 114将在下次当汽车108再次停下来或被停放时听取来自RF中继器102_1:102_4的信号。
当汽车108正在移动时,每个RF收发器102_1:102_4可以基于RSSI水平从其最近TPMS传感器104_1:104_4接收传感器信号。当汽车108在一时段期间静止时,每个RF收发器都向TPMS ECU 114传送传感器ID以达到定位目的。
图3a示出TPMS 100的示意性框图,TPMS 100的ECU 114的天线的四个可能取向的详细视图109以及其中对于取向A的随着以ms计的时间过去而绘制的按照LSB的示图RSSI。换言之,图3a示出来自4 TRX-ECU和处于A取向的天线的RSSI测量结果。
图3b示出TPMS 100的示意性框图,TPMS 100的ECU 114的天线的四个可能取向的详细视图109以及其中对于取向B的随着以ms计的时间过去而绘制的按照LSB的示图RSSI。换言之,图3b示出来自4 TRX-ECU和处于B取向的天线的RSSI测量结果。
图3c示出TPMS 100的示意性框图,TPMS 100的ECU 114的天线的四个可能取向的详细视图109以及其中对于取向C的随着以ms计的时间过去而绘制的按照LSB的示图RSSI。换言之,图3c示出来自4 TRX-ECU和处于C取向的天线的RSSI测量结果。
图3d示出TPMS 100的示意性框图,TPMS 100的ECU 114的天线的四个可能取向的详细视图109以及其中对于取向D的随着以ms计的时间过去而绘制的按照LSB的示图RSSI。换言之,图3d示出来自4 TRX-ECU和处于D取向的天线的RSSI测量结果。
如图3a-3d中所示,测量结果示出对于四个TPMS传感器(作为RF收发器)的四个RSSI水平。各后轮和前轮之间的RSSI水平的差是可测量的。两个后轮之间的RSSI水平的差大于两个前轮之间的RSSI水平的差。对于TPMS ECU天线的不同取向或者在将TPMS ECU天线旋转90度之后进行类似的测量。
换言之,图3a-3d示出TPMS自动定位系统100的四个RSSI水平的特性。四个RF收发器(作为中继器)可以被配置成每30s向RF接收器(作为TPMS ECU)传送。RSSI可以被记录在TPMS ECU 114上。RF收发器ID如下0x11、0x22、0x33和0x44,并且被定位成在每个轮胎旁边。TPMS ECU可以被放置成最靠近前排乘客座椅中的RF收发器(0x11)。如图3a-3d中所示,所记录的RSSI是稳定的并且对于每个RF收发器来说是一致的。RSSI与RF收发器和TPMS ECU 114之间的距离成反比。
图4示出在汽车108中实施的TPMS 100的示意性框图以及TPMS 100的各RF中继器之一104_1的详细示意性框图111。换言之,图4示出具有RF收发器102_1:102_4的TPMS 100轮胎自动定位系统。RF收发器102_1:102_4被用作TPMS RF中继器。TPMS ECU 114知道每个TPMS RF中继器的位置(例如右前、左后等等),因为它被安装在非常靠近相应车轮106_1:106_4的位置处。当汽车108正在移动时,TPMS轮胎模块104_1:104_4向TPMS ECU 114和RF收发器(TPMS RF中继器)102_1:102_4发送传感器信号。然后当从TPMS ECU 114请求时,RF收发器(TPMS RF中继器)102_1:102_4将所接收到的TPMS轮胎模块信息发送给TPMS ECU 114。TPMS ECU 114然后基于TPMS RF中继器102_1:102_4的已知位置继续定位。它将所接收到的传感器ID和每个RF收发器ID与已知RF收发器ID(RF收发器位置)相匹配。
图5a示出在汽车108中实施的TPMS 100的示意性框图以及当汽车108正在移动时传送的信号的示意图。换言之,图5a示出当汽车正在移动时的TPMS自动定位系统和TPMS操作。当汽车移动时,TPMS轮胎模块104_1:104_4向TPMS ECU 114和(一个或多个)RF收发器102_1:102_4发送传感器信号(例如10s)。TPMS ECU 114接收四个TPMS轮胎模块信号110_1:110_4并且将它们显示在仪表盘上。每个RF收发器102_1:102_4基于RSSI水平接收最强TPMS轮胎模块信号并且记录其传感器ID。当RF收发器从TPMS ECU接收到定位请求时,它传送传感器ID。
图5b示出以数据分组150的形式的TPMS ECU或TPMS传感器信号的示意图。如图5b中所示,数据分组150可以包括前导码152和有效载荷(例如传感器ID、加速度值等)。
图6a示出在汽车108中实施的TPMS 100的示意性框图以及当汽车108静止时传送的信号的示意图。换言之,图6a示出当汽车108静止时的TPMS自动定位系统和TPMS操作(定位操作)。当汽车108停止时,为了较长的电池寿命,TPMS轮胎模块104_1:104_4较不频繁地(例如5min)向TPMS ECU 114发送或传送,从而提供TPMS ECU 114和RF收发器102_1:102_4之间的RF通信窗口。TPMS ECU 114向TPMS RF中继器102_1:102_4发送请求以达到定位目的。作为响应每个TPMS RF收发器102_1:102_4将其接收到的TPMS 传感器ID和RF收发器ID发送给TPMS ECU 114。在从RF收发器102_1:102_4接收到反馈信号时,TPMS ECU 114使所接收到的传感器ID和每个RF收发器ID与已知RF收发器ID(RF收发器位置)相匹配。
图6b示出以数据分组156的形式的RF收发器信号的示意图。如图6b中所示,数据分组156可以包括前导码158,之后是插入部分160和有效载荷(例如传感器ID、RF收发器ID等)。
图7a示出在车辆108中实施的TPMS 100的示意性框图以及当车辆108正在移动时TPMS 100的操作的示意图。当车辆108正在移动时,各TPMS轮胎模块(传感器单元)104_1:104_4中的每一个都传送包括其传感器ID(例如#1、#2、#3或#4)的信号110_1:110_4。注意在图7a中,第一TPMS轮胎模块104_1包括传感器ID #2,第二TPMS轮胎模块104_2包括传感器ID#3,第三TPMS轮胎模块104_3包括传感器ID #4,并且第四TPMS轮胎模块104_4包括传感器ID#1。
各RF收发器102_1:102_4中的每一个都基于RSSI检测RF收发器102_1:102_4所专用于的TPMS轮胎模块104_1:104_4的传感器信号110_1:110_4。在图7a中,位于车辆108右前的第一RF收发器102_1将测量来自具有传感器ID#1的第一TPMS轮胎模块104_1的最高RSSI,其中位于车辆108左前的第二RF收发器102_2将测量来自具有传感器ID#3的第二TPMS轮胎模块104_2的最高RSSI,其中位于车辆108右后的第三RF收发器102_3将测量来自具有传感器ID#4的第三TPMS轮胎模块104_3的最高RSSI,并且其中位于车辆108左后的第四RF收发器102_4将测量来自具有传感器ID#1的第四TPMS轮胎模块104_4的最高RSSI。
图7b示出在车辆108中实施的TPMS 100的示意性框图以及当车辆108被停止或静止时TPMS 100的操作的示意图。当车辆108静止时,TPMS ECU 114向RF收发器102_1:102_4发送请求以达到定位目的。作为响应每个RF收发器102_1:102_4将其接收到的TPMS传感器ID和RF收发器ID发送给TPMS ECU 114。在从RF收发器102_1:102_4接收到反馈信号112_1:112_4时,TPMS ECU 114使所接收到的传感器ID和每个RF收发器ID与已知RF收发器ID(RF收发器位置)相匹配。
图8示出用于操作TPMS 100的ECU 114的方法200的流程图。在第一步骤202中,TPMS ECU 114被切换到接收模式,即一种在其中TPMS ECU 114被配置成接收由TPMS轮胎模块104_1:104_4或RF收发器102_1:102_4传送的信号的模式。在第二步骤204中,TPMS ECU114确定或检测是否接收到传感器信号。如果接收到传感器信号,则TPMS ECU 114继续到第三步骤206,否则重复第二步骤。在第三步骤206中,TPMS ECU 114确定或检测车辆108是否正在移动。如果车辆正在移动,则TPMS ECU 114保持接收模式并且重复第二步骤204,否则TPMS ECU 114被切换到传送模式并且传送更新请求。
换言之,图8示出用于TPMS自动定位的TPMS ECU流程图(对于RF收发器的TPMS ECUSW)。TPMS ECU可以被配置为接收或传送模式。TPMS ECU被配置为主要用于接收TPMS传感器信号的接收器。在接收到TPMS传感器信号时,TPMS ECU检查汽车是否正在移动。当汽车正在移动时,TPMS ECU为驾驶员显示所接收到的传感器信号。当汽车静止时,TPMS ECU向RF收发器发送对于定位的请求。
图9示出用于操作TPMS 100的ECU 114的方法220的流程图。在第一步骤222中,TPMS ECU 114被切换到接收模式(例如使用图8中示出的方法200)并且向RF收发器102_1:102_4传送对于定位的请求。在第二步骤224中,TPMS ECU 114被切换到接收模式。在第三步骤226中,TPMS ECU 114确定是否接收到四个RF收发器信号112_1:112_4,即是否从所有四个RF收发器102_1:102_4都接收到RF收发器信号。
如果没有接收到四个RF收发器信号112_1:112_4,则继续到第四步骤228,在其中确定预定时间是否逝去。如果预定时间还没有逝去,则以第三步骤226继续,否则以第五步骤230继续,在第五步骤230中确定这是否已经是传送给RF收发器102_1:102_4的对于定位的第二请求。如果不是,则以第一步骤222继续,否则以第六步骤232继续,在第六步骤232中TPMS ECU 114被保持在接收模式但是尝试直接检测由TPMS轮胎模块104_1:104_4传送的信号。
如果接收到四个RF收发器信号112_1:112_4,则继续到执行定位的第七步骤234,并且之后到其中TPMS ECU 114被保持在接收模式的第八步骤236。
在第九步骤中,确定是否接收到传感器信号。如果没有,则重复第九步骤238,否则继续到第十步骤240,在其中显示包含在传感器信号中的值。
换言之,图9示出用于TPMS自动定位的TPMS ECU流程图(对于RF收发器的TPMS ECUSW)。当汽车108静止时,TPMS ECU 114发送对于定位的请求。在发送请求之后,TPMS ECU114被配置为接收器。如果TPMS ECU 114成功地接收到所有RF收发器信号112_1:112_4,则TPMS ECU 114继续进行定位。TPMS ECU 114被配置成听取TPMS传感器信号。当汽车速度再次低于其阈值或者在一时段期间静止时发生下一次定位。如果时段逝去并且TPMS ECU 114还没有从四个RF收发器102_1:102_4接收到响应,则TPMS ECU 114第二次发送请求。TPMSECU 114被配置成在第二次请求之后接收或听取TPMS传感器信号110_1:110_4。
图10示出用于操作TPMS 100的RF收发器102_1:102_4的方法250的流程图。在第一步骤252中,RF收发器被切换到接收模式。在第二步骤254中,RF收发器确定是否接收到传感器信号。如果接收到传感器信号,则RF收发器继续到第三步骤254(在其中存储所接收到的ID)和第四步骤256(在其中读取传感器信号的RSSI),否则RF收发器以第五步骤260继续,在第五步骤260中确定是否接收到TPMS ECU信号(其具有到RF收发器的对于定位的请求)。如果接收到TPMS ECU信号,则在第六步骤262中RF收发器被切换到传送模式,否则以第一步骤252继续。
换言之,图10示出用于TPMS自动定位的TRX ECU流程图(TRX ECU SW)。RF收发器被配置为接收器(RX-TRX-ECU)。RF收发器检查它是否接收到来自TPMS传感器的信号或TPMSECU信号。如果RF收发器接收到传感器信号,则它存储传感器信息、ID和RSSI。如果它接收到TPMS ECU信号,则RF收发器被配置用于传送传感器ID、RF收发器ID和轮胎信息。
图11示出用于操作TPMS 100的ECU 114的方法270的流程图。在第一步骤272中,TPMS ECU 114被切换到用于接收TPMS传感器信号的接收模式。在第二步骤274中,TPMS ECU114确定它是否接收到TPMS传感器信号。如果没有接收到TPMS传感器信号,则重复第二步骤274,否则继续到第三步骤276,在其中TPMS ECU 114确定汽车108是否正在移动。如果汽车正在移动,则TPMS ECU 114保持在接收模式并且重复第二步骤274,否则在第四步骤278中TPMS ECU 114被切换到用于接收RF中继器/收发器信号的接收模式。在第五步骤280中,TPMS ECU 114确定是否从所有RF收发器接收到RF收发器信号。如果从所有RF收发器接收到RF收发器信号,则TPMS ECU 114在第六步骤282中执行定位并且在第七步骤284中被切换到用于接收TPMS传感器信号的接收模式,否则TPMS ECU 114在第八步骤286中确定预定时间是否逝去。如果预定时间逝去,则在第七步骤284中TPMS ECU 114被切换到用于接收TPMS传感器信号的接收模式,否则TPMS ECU 114重复第五步骤280。
换言之,图11示出用于TPMS自动定位的TPMS ECU流程图(使用RF接收器的TPMSECU SW)。TPMS ECU可以使用来自英飞凌的TDA5240或RF接收器。TPMS ECU 114被配置用于接收TPMS传感器信号。在接收到TPMS传感器信号时,TPMS ECU检查汽车是否正在移动。当汽车正在移动时,TPMS ECU为驾驶员显示所接收到的传感器信号。TPMS ECU被配置用于接收RF收发器信号。如果它成功地从所有RF收发器接收到信号,则它执行定位。否则,TPMS ECU被配置成在时间逝去之后接收TPMS传感器信号。
图12示出用于操作TPMS 100的RF收发器(RF中继器)的方法300的流程图。在第一步骤302中,RF收发器被切换到用于接收TPMS传感器信号的接收模式。在第二步骤304中,RF收发器确定是否接收到TPMS传感器信号。如果接收到TPMS传感器信号,则RF收发器在第三步骤306中存储接收到的ID和TPMS传感器信号且在第四步骤308中读取TPMS传感器信号的RSSI,并且然后再次以第二步骤204继续,否则RF收发器在第五步骤310中确定汽车是否正在移动。如果汽车正在移动,则RF中继器继续到第二步骤304,否则RF中继器在第六步骤312中等待预定时间(延迟)且在第七步骤314中被切换到传送模式,并且再次以第二步骤304继续。
换言之,图12示出用于TPMS自动定位的TRX ECU流程图(TRX ECU SW(用于TPMSECU的RF接收器))。TPMS RF中继器被配置为接收器(RX-TRX-ECU)。RF收发器从TPMS传感器接收信号。每个RF收发器存储最靠近它的传感器ID。如果汽车在一时段期间静止或被停放,则每个RF收发器将传感器ID传送给TPMS ECU。
这里描述的TPMS自动定位的益处如下。不需要昂贵的LF布线,但是它具有如同双向TPMS定位系统的相同置信水平。此外,使用用于轮胎定位的硬件实现方式。而且,不需要将其他车辆信号(如同WSS(车轮速度信号))用于定位。此外,使用RF收发器来进行自动定位以使得它不会影响TPMS传感器的功率消耗。再者,与LF中继器的消耗相比,RF收发器消耗较少的功率。此外,无线传输更可靠/连续,因为RF收发器位置在汽车中是固定的。再者,驾驶员可以发送轮胎信息更新的请求。另外,每个RF收发器模块的成本比LF中继器的成本更低。最后,可以在没有限制的情况下将它应用于售后市场以及OEM市场。
图13a示出随着以dBm计的RF电平绘制的按照LSB的所接收到的信号强度水平(RSSI)的示图(RSSI与RF电平的关系),其中图13b示出随着以ms计的时间过去而绘制的按照LSB的所接收到的信号强度水平(RSSI)的示图。为了获得图13a-13b中示出的测量值,使用下面的硬件来测试TPMS自动定位系统100。来自英飞凌的SP37作为TPMS传感器并且来自英飞凌的IFX TDA5240板作为TPMS ECU / TPMS RF中继器。图13a中示出的RSSI与RF电平的关系的图表示出TPMS ECU / TPMS RF中继器的线性表现。每当RF接收器接收到TPMS传感器信号时,它就记录其接收到的信号强度(RSSI)的水平。基于最强的RSSI水平,每个RF收发器能够确定其最近的TPMS传感器。
图14示出用于更新车轮在具有轮胎参数监测系统的车辆处的位置的方法的流程图400。该轮胎参数监测系统包括中央单元以及附接到车辆的不同车轮的至少两个传感器单元,其中该至少两个传感器单元中的每一个都具有专用RF中继器。该方法400包括利用各RF中继器中的每一个将RF中继器信号传送给中央单元的步骤402,其中该RF中继器信号包括RF中继器的标识和RF中继器所专用于的传感器单元的标识。此外,该方法400包括利用中央单元接收各RF中继器中的每一个的RF中继器信号以及使传感器单元的标识和RF中继器的标识与RF中继器的已知标识相匹配的步骤404。
图15示出用于监测车辆的轮胎的参数的方法500的流程图。该方法500包括利用附接到车辆的第一车轮的第一传感器单元传送第一传感器信号/数据以及利用附接到车辆的第二车轮的第二传感器单元传送第二传感器信号/数据的步骤502。该方法500包括利用专用于第一传感器单元的第一RF中继器重新传送第一传感器信号/数据以及利用专用于第二传感器单元的第二RF中继器重新传送第二传感器信号/数据的步骤504。
在实施例中,具有已知位置(对TPMS ECU来说)的四个RF收发器从TPMS传感器接收TPMS传感器信息(例如传感器ID和其他轮胎信息)并且然后将传感器ID和RF收发器的ID传送给TPMS ECU。为了轮胎定位,TPMS ECU使所接收到的传感器ID和每个RF收发器ID与已知的RF收发器ID相匹配。
在实施例中,外部硬件RF收发器可以被放置成靠近TPMS传感器。每个RF收发器可以接收最靠近的TPMS传感器的信号并且至少将传感器ID和RF收发器ID传送给TPMS ECU。四个RF收发器可以被用于定位目的。基于RF收发器的已知位置,TPMS ECU可以使所接收到的传感器ID和RF收发器ID相匹配以达到定位目的。
尽管已经在装置的上下文中描述了一些方面,但是要清楚这些方面还表示相应方法的描述,其中块或设备对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地,在方法步骤的上下文中描述的方面还表示相应装置的特征的相应块或条目的描述。可以通过(或使用)硬件装置来执行该方法步骤中的一些或所有。
上述实施例仅仅是本公开的原理说明。要理解,对本领域其他技术人员来说,这里描述的布置和细节的修改和变化将是显而易见的。因此,意图使其仅受待审专利权利要求的范围的限制而不受通过这里的实施例的描述和解释提出的具体细节的限制。
Claims (20)
1.一种轮胎参数监测系统,包括:
至少两个传感器单元;
至少两个RF中继器;
其中该至少两个RF中继器中每一个都专用于所述至少两个传感器单元的单独的传感器单元以及专用于车辆的单独的车轮,以及
其中每个RF中继器都被配置成接收由相应传感器单元经由RF传送的传感器信号/数据并且基于相应传感器信号/数据将以RF中继器信号形式的传感器信号/数据重新传送给该轮胎参数监测系统的中央单元,其中每个RF中继器都被配置成响应于从中央单元接收到RF控制信号来重新传送以RF中继器信号形式的相应传感器信号/数据,该RF控制信号包括描述重新传送请求的信息。
2.根据权利要求1所述的轮胎参数监测系统,其中该传感器信号/数据包括描述传感器单元所附接到的车轮的参数的信息。
3.根据权利要求2所述的轮胎参数监测系统,其中车轮的参数是车辆的轮胎的压力、温度、加速度、电池电压和传感器单元标识之中的至少一个。
4.根据权利要求3所述的轮胎参数监测系统,其中该RF中继器信号包括描述相应传感器单元所附接到的车轮的参数的信息以及RF中继器的标识。
5.根据权利要求4所述的轮胎参数监测系统,其中该中央单元被配置成接收RF中继器信号并且使用RF中继器的标识将描述车轮的参数的信息分配给车轮在车辆处的位置。
6.根据权利要求5所述的轮胎参数监测系统,其中该传感器信号/数据还包括传感器单元的标识,并且其中该中央单元被配置成通过将传感器单元的标识和RF中继器的标识与RF中继器的已知标识相匹配来将描述车轮的参数的信息分配给车轮在车辆处的位置。
7.根据权利要求6所述的轮胎参数监测系统,其中该RF中继器的位置是中央单元已知的。
8.根据权利要求2所述的轮胎参数监测系统,其中该至少两个RF中继器中的每一个都被配置成存储从相应传感器单元接收到的车轮的参数,并且响应于从中央单元接收到RF控制信号来传送包括所存储的车轮的参数的RF中继器信号,该RF控制信号指示参数更新请求。
9.根据权利要求8所述的轮胎参数监测系统,其中该中央单元包括被配置成传送RF控制信号并接收RF中继器信号的RF收发器。
10.根据权利要求1所述的轮胎参数监测系统,其中每个RF中继器被配置成仅重新传送该RF中继器所专用于的传感器单元的传感器信号/数据。
11.根据权利要求10所述的轮胎参数监测系统,其中每个RF中继器都被配置成基于所接收到的信号强度来检测该RF中继器所专用于的传感器单元的传感器信号。
12.根据权利要求1所述的轮胎参数监测系统,其中所述至少两个车轮单元中的一个和相应RF中继器之间的距离小于所述至少两个车轮单元中的所述一个和其他RF中继器之间的距离。
13.根据权利要求1所述的轮胎参数监测系统,其中该RF中继器中的每一个都包括无线收发器。
14.根据权利要求1所述的轮胎参数监测系统,其中该至少两个传感器单元被附接到车辆的不同车轮。
15.根据权利要求1所述的轮胎参数监测系统,其中RF中继器的数目等于传感器单元的数目。
16.根据权利要求1所述的轮胎参数监测系统,其中该至少两个传感器单元中的每一个都包括RF发射器。
17.一种用于更新车轮在具有轮胎参数监测系统的车辆处的位置的方法,该轮胎参数监测系统包括中央单元和附接到车辆的不同车轮的至少两个传感器单元并包括至少两个RF中继器,其中该至少两个RF中继器中每一个都专用于所述至少两个传感器单元的单独的传感器单元以及专用于车辆的单独的车轮,该方法包括:
响应于从所述中央单元接收RF控制信号,利用各RF中继器中的每一个将RF中继器信号传送给所述中央单元,其中该RF中继器信号包括RF中继器的标识和该RF中继器所专用于的传感器单元的标识;以及
利用所述中央单元来接收该RF中继器中的每一个的RF中继器信号,并且使传感器单元的标识和RF中继器的标识与RF中继器的已知标识相匹配。
18.一种用于监测车辆的轮胎的参数的方法,该方法包括:
利用附接到车辆的第一车轮的第一传感器单元传送第一传感器信号/数据,以及利用附接到车辆的第二车轮的第二传感器单元传送第二传感器信号/数据;以及
响应于从车辆的中央单元接收RF控制信号,利用专用于第一传感器单元并且专用于车辆的第一车轮的第一RF中继器重新传送第一传感器信号/数据,以及利用专用于第二传感器单元并且专用于车辆的第二车轮的第二RF中继器重新传送第二传感器信号/数据。
19.一种包括计算机程序的非瞬时存储介质,所述计算机程序包括指令,当这样的指令被处理器执行时,实行用于更新车轮在具有轮胎参数监测系统的车辆处的位置的方法,该轮胎参数监测系统包括中央单元和附接到车辆的不同车轮的至少两个传感器单元并包括至少两个RF中继器,其中该至少两个RF中继器中每一个都专用于所述至少两个传感器单元的单独的传感器单元以及专用于车辆的单独的车轮,该方法包括:
响应于从所述中央单元接收RF控制信号,利用各RF中继器中的每一个将RF中继器信号传送给所述中央单元,其中该RF中继器信号包括RF中继器的标识和该RF中继器所专用于的传感器单元的标识;以及
利用所述中央单元来接收该RF中继器中的每一个的RF中继器信号,并且使传感器单元的标识和RF中继器的标识与RF中继器的已知标识相匹配。
20.一种包括计算机程序的非瞬时存储介质,所述计算机程序包括指令,当这样的指令被处理器执行时,实行用于监测车辆的轮胎的参数的方法,该方法包括:
利用附接到车辆的第一车轮的第一传感器单元传送第一传感器信号/数据,以及利用附接到车辆的第二车轮的第二传感器单元传送第二传感器信号/数据;以及
响应于从车辆的中央单元接收RF控制信号,利用专用于第一传感器单元以及专用于车辆的第一车轮的第一RF中继器重新传送第一传感器信号/数据,以及利用专用于第二传感器单元以及专用于车辆的第二车轮的第二RF中继器重新传送第二传感器信号/数据。
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