CN107810117B - 机动车辆车轮位置的定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆的车轮位置的定位方法，该车轮配有用于测量每个车轮操作参数的电子模块；为了定位车轮位置该方法包括，通过设在车轮上的电子模块，命令向还连接到速度传感器的中央单元传输在时间t₁到t_n针对电子模块的角位置θ₁...θ_n传输的n个信号RFi，速度传感器分别位于车轮附近且适于传送表示车轮的取向的数据δ_i。根据本发明：•在接收每个信号RFi期间，i≥3，计算对于r个车轮速度传感器中每一个获得的i个值δ₁到δ_i的平均值，·在接收每个信号RF(i+1)期间，测量对于r个车轮速度传感器中每一个获得的数据δ_(i+1)，•对于每个数据δ_(i+1)，计算角度值δ_com，使得，•并且当分别对应一个车轮速度传感器的所有计算值δ_com使得δ_com≥δ_max时，除去该信号RF(i+1)。

Description

机动车辆车轮位置的定位方法

技术领域

本发明涉及一种机动车辆车轮位置的定位方法，该车轮配备有电子模块，该电子模块适于向安装在车辆上的中央单元发送多个信号，该信号包括表示每个车轮的操作参数的数据和所述电子模块的识别码。

背景技术

为了定位车辆车轮的位置，目前已经提出了许多方法，包括通过同步和角度相关进行定位的方法，例如特别是在专利申请WO 2012/139711中描述的方法，其概念是基于车轮配备的速度传感器提供的信号和在此车轮附近安装在车辆上的速度传感器提供的同步信号之间存在的相关性。

通过同步和角度相关的这种定位方法涉及具有以下各项的车辆：

•r个车轮，其每个配备有电子模块，该电子模块集成有用于测量所述电子模块的角位置的器件，以及传输器，所述传输器旨在传输信号，所述信号包括表示每个车轮的运行参数和所述电子模块的识别码的数据，

•靠近每个所述车轮而定位在所述车辆上的车轮速度传感器，其能够提供表示车轮取向的数据，

•以及，集成在车辆中的中央单元，其一方面设置有用于接收来自电子模块的信号的接收器，以及另一方面连接到不同的车轮速度传感器，

并且根据专利申请WO 2012/ 139711中描述的方法，为了定位车轮位置：

•对于配备所述车轮的电子模块，在相继的时间t₁ ... t_n向中央单元提供对于所述电子模块的至少一个角位置θ₁...θ_n所传输的n个信号RF1 ... RFn，n个信号RF1 ... RFn中的每一个包括电子模块的识别码和表示传输的角位置θ₁...θ_n的数据，

• 对于中央单元：

- 收集由r个车轮速度传感器中的每一个在每个相继时间t₁到t_n处所测量到的测量值β1...βn，并且确定所谓的补偿值δ₁到δ_n，这些补偿值是相对于唯一的固定参考位置，通过根据表示相关信号RF1 ... RFn的传输的角位置θ₁...θ_n的数据对每个测量值β1...βn进行补偿所确定的，

- 对于与车轮速度传感器相关联的每一系列补偿值δ₁至δ_n，计算表示所述一系列值的离差的特征值V_n1，V_n2 ... V_nr，，并且将电子模块的识别码分配给位于作为最聚集的一系列角度值δ_1-δ_n的来源处的车轮速度传感器附近的车轮的位置。

应该注意的是，在本专利申请中，术语“由电子模块进行的RF信号传输的角位置θ₁...θ_n”是指：

•或者是对预定值的不同角位置θ₁....θ_n的传输，

•或者对于相同的角位置θ₁....θ_n的传输，且因此对于固定角位置的传输，

•或者在预定的可变时间间隔之后所进行的传输，该时间间隔是以固定角位置作为起点所计算的，

•或者对于结合不同的角位置θ₁...θ_n和以所述角位置θ₁...θ_n作为起点所计算的预定的可变时间间隔的传输。

目前大多数车辆配备有主动安全系统（例如“ABS”防锁死制动系统、“ESP”动态稳定控制系统），这种通过同步和角度相关的定位方法特别地主要关心安装成本方面，因为车轮的定位通过由所述主动安全系统的速度传感器所传送的信号和由通常集成在监测系统的电子模块中的速度传感器所传送的信号之间的相关性而实施。

因此，实际上，通过同步和角度相关来实现这些定位方法只需要实现用于处理所提供的信号的软件，而不需要添加任何特定的硬件。

另一方面，这种定位方法的可靠性是基于电子模块以有限的误差裕度提供所确定的角位置θ₁...θ_n的信号RF1 ... RFn的能力。

然而在实践中相当频繁地出现这种情况：在信号RF1 ... RFn的传输期间，电子模块的实际角位置与表示由这些信号RF1 ... RFn所发送的传输的角位置θ₁...θ_n的数据相差一定值，使得这些数据包括异常数据。

在大多数情况下，此类异常数据的影响仅在于增加车轮定位过程的持续时间。然而，这些异常数据的传输也可能导致车轮位置的错误定位。

目前为了减轻与这些异常数据的传输相关的缺点，所设想到的唯一解决方案是基于经典统计工具的解决方案。

然而，此类统计工具需要在极大的总体上进行工作，以便单独评估每个传输的角位置的质量，且因此这些统计工具需要在数据存储的存储器方面的相当大的容量。

此外，角位置的质量的单个评估通常基于对相对于平均值的偏差的确定，并且因此这些统计方法需要等到对象达到相当大的规模才能获得相关决定。因此，此类统计方法产生了一个初始等待周期，在这个等待周期内无法检测或处理异常数据。

发明内容

本发明旨在减轻这些缺点，且其第一个目的是提供一种通过同步和角度相关进行定位的方法，响应于从第一信号传输起，该方法结合了关于由电子模块传送的信号传输的角位置θ₁...θ_n的异常数据的检测过程。

本发明的另一目的是提供一种定位方法，其中异常数据检测过程需要较小的数据存储容量。

本发明的另一目的是提供一种定位方法，其中异常数据检测过程实现一种仅需要定位车轮所必须的可用数据的方法。

为此目的，本发明提出了一种如上文所述类型的用于定位车轮位置的方法，其包括在预先阶段确定角度值dmax，该角度值dmax对应于每个信号RFi的传输的角位置θi所允许的精度的角度容限，以及确定相对应的补偿值δ_max，然后对于每个电子模块：

•在接收由所述电子模块提供的每个信号RFi期间，其中i≥3，计算表示对于所述r个车轮速度传感器中的每一个所获得的i个补偿值δ₁至δ_i的平均值的值，

• 在接收每个RF(i + 1)信号期间，其中i≥3，测量对于所述r个车轮速度传感器中的每一个所获得的补偿值δ_{(i + 1)}，

•对于每个补偿值δ_{(i + 1)}，计算所谓的比较角度值δ_com，使得：，

•当分别对应于一个车轮速度传感器的所有计算值δ_com使得δ_com≥δ_max时，除去信号RF(i + 1)。

根据本发明，异常数据检测过程因此包括迭代方法，该方法至少响应于接收到来自电子模块的三个信号，并且需要的信号RFi的窗口数量减少，并且因此需要的存储器存储容量较小。

根据本发明的一个有利的实施例，对于每个电子模块，在接收到由所述电子模块提供的三个第一信号RF1-RF3之后，该定位方法还包括：

•计算对于r个车轮速度传感器中的每一个所获得的3个补偿值δ₁到δ₃之间的最大角度偏差，

•除去所有这三个第一信号RF1-RF3，

•以及当对于所有车轮速度传感器的3个补偿值δ₁到δ₃之间的最大偏差大于预定补偿值δ3_max时，并且命令对定位过程进行整体再初始化，其中所述预定补偿值δ3_max的值小于值δ_max。

此实施例旨在除去在三个第一信号RF的传输期间已经提供的任何异常数据，并且因此有助于保证在接下来的信号RF接收期间用作检测异常数据的基底的平均值是基于一致的值所建立的。

为了相同的目的，根据本发明的一个有利的实施例，在接收到由所述电子模块提供的两个第一信号RF1-RF2之后，对于每个电子模块，该定位方法还包括：

• 计算对于所述r个车轮速度传感器中的每一个所获得的2个补偿值δ₁至δ₂之间的最大角度偏差，

• 除去两个第一信号RF1、RF2，

•当对于所有车轮速度传感器，所述2个补偿值δ₁至δ₂之间的偏差大于预定值δ2_max时，命令对所述定位过程进行整体再初始化，其中预定值δ2_max的值小于值δ3_max。

此实施例旨在加强保证对平均值的一致基底值的确定。

根据本发明的另一个有利的实施例，将电子模块的识别码分配给车轮位置包括：从接收到第三信号RFi开始，选择具有最小值的两个特征值V_n1、V_n2，其中，V_n2 > V_n1，然后，当比值V_n2/V_n1大于预定阈值时，将识别码分配给位于作为具有所述特征值V_n1的一系列角度值的来源的车轮速度传感器附近的车轮。

在这种情况下，为了检测异常数据且根据本发明以有利的方式：

•只计算对应于所述特征值V_n1、V_n2的两系列补偿值δ₁至δ_i中的至少一个的角度比较值δ_com，

•当每个计算值δ_com使得δ_com≥δ_max时，除去信号RFi。

该实施例允许增加异常数据的检测过程的有效性，因为迭代方法仅被应用于表示预选车轮位置的至多两个特征值。

此外，有利地根据本发明，在接收来自电子模块的信号RFi期间，其中i≥3，

•为了确定每个离差的新的特征值，将所考虑的值δ_i选择成，使得值δi与(i-1)个补偿值δ₁-δ_i-1的平均值之间的角距离d等于min(d1,d2)，其中d1和d2表示由位于圆周上的值δ_i和所界定的两个互补角扇区，

• 计算i个角度值的离差的特征值V_i，使得：

，

其中d = min(d1,d2)。

基于这种有利的定位过程，此外并且有利地根据本发明：

•将与每个信号RFi的传输的角位置θi所允许的精度的角度容限dmax相对应的值δ_max转换为以方差的最大变化值表示的值Max(V_i-V_i-1)，对于每个特征值V_i1、V_i2 ... V_ir：

，

•将每个比较值δ_com转换为以方差的变化表示的值(V_i-V_i-1)，并且当对应于车轮速度传感器的每个值(V_i-V_i-1)大于或等于对于该车轮速度传感器所计算的相对应的值Max(Vi-Vi-1)时，除去信号RFi。

因此，这个有利的实施例在于，为了检测任何异常数据，还使用为了定位本身的目的而使用的方差（variance）值。

根据本发明的另一有利实施例，增加除去的信号RFi的数量，并且当除去的信号数量超过预定阈值时，继续进行定位过程的整体再初始化。

附图说明

本发明的其它特征、目的和优点将从下面参照附图的详细描述中显现出来，附图表示了非限制性的优选实施例。在这些图中：

图1是车辆的俯视图概图，所述车辆设置有监测系统和主动安全系统，从而允许实施根据本发明的对所述车辆的车轮位置进行定位的方法，

图2a至图2d包括四幅图，每幅表示在车轮的定位期间从车轮速度传感器之一所实施的测量而获得的值的离差，

以及图3是在接收来自电子模块的新的第n个信号期间，角距离d的确定原理的解释性附图。

具体实施方式

根据本发明的方法被设计成用于对车辆V（例如图1中所示的）的车轮位置进行定位的目的，设置有四个车轮1-4并配备用于监测轮胎参数（例如压力或温度）的系统以及主动安全系统（例如“ABS”防锁死制动系统或“ESP”动态稳定控制系统）。

在通常方法中，首先，所述监测系统惯常包括与每个车轮1-4关联的电子模块5-8，该电子模块5-8例如被固定地附连到所述车轮的轮圈以使其能够被定位在所述轮胎的外壳之内。

所述电子模块5-8每个均包括专用于测量轮胎参数的传感器，所述传感器连接到与传输器10连接的微处理器中央单元。

这些电子模块5-8每个还包括（以惯常的方式）用于测量所述电子模块角位置的器件9。这种测量器件能够有益地包括能提供表示重力值以及因此表示所述电子模块角位置值的调制信号的加速计，所述调制信号的频率等于车轮的转动频率，进一步使其可能计算所述车轮的转速。

所述监测系统还包括位于车辆V中的中央单元11，该中央单元11包括微处理器并集成接收器12，该接收器12能接收由每个电子模块5-8的传输器10所传输的信号。

所述车辆V还配备有主动安全系统，例如“ABS”防锁死制动系统或“ESP”动态稳定控制系统，所述主动安全系统包括四个车轮传感器13-16，其被定位在车辆V上（每一个靠近车轮1-4），并被设计成以能转换成角度值的值的形式而提供表示所述车轮取向的数据。

而且，这种主动安全系统包括“ABS”或“ESP”计算机17，该计算机17连接到不同的车轮速度传感器13-16以接收由所述传感器所测量的车轮速度信息项，并被编程以进行旨在防止车轮1-4锁死的预期调节。

在通常方法中，所述车轮速度传感器13-16包括被设计成在带齿的轮或磁性轮上而测量每个车轮1-4转速的感应、磁阻、或霍尔效应传感器。

为了对车辆V的每个车轮1-4进行定位的目的，根据本发明的所述方法包括根据如下描述的方法而使用由加速计9和传感器13-16提供的数据。

首先，配备于要被定位的所述车轮1-4上的所述电子模块5-8提供多个信号RF1，RF2 ... RFn，其分别在相继时间t₁，t₂ ... t_n传送所述电子模块的相应角位置θ₁，θ₂...θ_n。在通常方法中，这n个信号RF1 ... RFn中的每一个特别地包括电子模块5-8的识别码和表示传输的角位置的数据。

同时，每个传感器13-16向计算机17提供测量值β1...βn，其表示对于每个相继时间t₁至t_n位于所述测量传感器对面的车轮1-4的取向。

根据本发明的定位过程的实施首先要求确定和存储角度值dmax，例如等于45°，对应于每个信号Rfi的传输的角位置θi所允许的精度的角度容限。

为了此实施，对于每个电子模块5-8，监视系统的中央单元11首先被编程来：

•对于由所述电子模块所传送的n个信号RF1 ... RFn，在传输的相继时间t₁至t_n中的每一个时间，收集由r个车轮速度传感器13-16中的每一个所测量的测量值β1...βn，

•确定所谓的补偿值δ₁至δ_n，这是根据表示相关信号RF1 ... RFn的传输的角位置θ₁...θ_n的数据，通过相对于唯一的固定参考位置补偿每个测量值β1...βn所确定的。

在接收由电子模块5-8所提供的两个第一信号RF1-RF2之后，首先，这些补偿值δ₁到δ_n的处理包括：

•计算针对r个车轮速度传感器13-16中的每一个所获得的2个补偿值δ₁，δ₂之间的最大角度偏差，

•除去这两个第一信号RF1-RF2，

•且当对于所有车轮速度传感器13-16，2个补偿值δ₁，δ₂之间的最大偏差大于预定补偿值δ2_max时，命令对定位过程进行整体再初始化，该预定补偿值δ2_max对应于小于dmax的角度值d2max，并且例如在值dmax = 45°时该预定补偿值δ2_max等于18°。

在验证由电子模块5-8提供的两个第一信号RF1-RF2之后，在接收到由所述电子模块提供的第三信号RF3之后执行的下一个步骤包括：

•计算针对r个车轮速度传感器13-16中的每一个所获得的3个补偿值δ₁至δ₃之间的最大角度偏差，

•除去全部三个第一信号RF1-RF3，

•当对于所有车轮速度传感器13-16，3个补偿值δ₁到δ₃之间的最大偏差大于预定补偿值δ3_max时，命令对定位过程进行整体再初始化，该预定补偿值δ3_max对应于大于d2max且小于dmax的角度值d3max，并且例如对于值d2max = 18°和值dmax = 45°，该预定补偿值δ3_max等于30°。

然后，在验证针对来自电子模块5-8的每个信号RFi计算的三个第一信号RF1-RF3之后，补偿值δ₁到δ_n的处理包括，对于与一个车轮速度传感器13-16相关联的每一系列补偿值δ₁到δ_i，计算特征值V_n1，V_n2 ... V_nr，在该示例中其为表示所述一系列值的离差的方差。

为此，根据本发明，首先在验证第三信号RF3之后，计算多个系列补偿值δ₁至δ₃的方差V₃1，V₃2 ... V₃r，然后在接收来自电子模块5-8的后续的每个信号RFi期间（其中i> 3），为了确定每个离差的特征值V_i，将需要考虑的值δ_i选择成，使得值δi与(i-1)个值δ₁-δ_i-1的平均值之间的角距离d等于min(d1，d2)，其中如图3所示，d1和d2分别表示由位于圆周上的值δ_i和所限定的两个互补角度扇区，以及：

•通过以下公式计算i个角度值的离差的方差V_i：

，

其中d = min(d1，d2)；

•选择具有最小值的两个特征值V_i1，V_i2，其中V_i2> V_i1（图2b和图2d中表示的离差的值，其对应于针对信号RFi的数量n所获得的离差），

•将比值V_i2 / V_i1与预定的判定阈值进行比较，并且：

- 当比值V_i2 / V_i1大于判定阈值时，将识别码分配到位于作为具有所述方差Vn1的所述一系列的角度值的来源的车轮速度传感器13-16附近的车轮1-4，

- 当比值V_i2 / V_i1小于判定阈值时，继续进行定位过程。

而且，判定阈值有利地具有与由电子模块5-8传输的信号的数量成反比的值。因此，以示例的方式，如在专利申请WO 2012/139 711中描述的，该判定阈值可以在等于8的最大值（对于由电子模块5-8传输的信号数量等于10时）与等于2的最小值（对于传输的信号数量等于或大于20时）之间变化。

此外，根据本发明，在接收来自电子模块5-8的每个信号RFi时，并且针对具有最小值的两个特征值V_i1，V_i2中的至少一个，但是优选地针对这两个值：

•对于与车轮速度传感器13-16相对应的每个计算值V_i，计算表示作为方差的变化的最大允许值的值Max(V_i-V_i-1)，并且以如下方式进行计算：

，

•当分别对应于一个轮速传感器13-16所计算的值(V_i-V_i-1)大于或等于针对这个车轮速度传感器13-16所计算出的相对应的值Max(V_i-V_i-1)时，除去信号RFi。

此外，增加了除去的信号RFi的数量，并且当除去的信号的数量超过预定的阈值时，进行定位过程的整体再初始化。

以示例的方式，将引起整体再初始化的除去信号的数量选择为等于5。

如上所述的根据本发明的定位方法具有在响应性和可靠性方面性能很高而且不易受电子模块传输异常数据的影响的方法的优点。

Claims (7)

1.一种车辆（V）的车轮（1-4）的位置的定位方法，所述车辆包括：

•r个车轮（1-4），其配备有电子模块（5-8），所述电子模块集成有用于测量所述电子模块的角位置的器件（9）和设计来传输信号的传输器（10），所述信号包括表示每个车轮的操作参数的数据和所述电子模块的识别码，

•位于所述车辆（V）上靠近每个车轮（1-4）的车轮速度传感器（13-16），其能够提供表示所述车轮（1-4）的取向的数据，

•以及集成在所述车辆（V）中的中央单元（11），其一方面设有用于接收来自所述电子模块（5-8）的信号的接收器（12），且另一方面连接到不同的车轮速度传感器（13-16），

为了定位所述车轮（1-4）的位置，所述定位方法包括：

•对于所述车轮所配备的电子模块（5-8），在相继的时间t₁ ... t_n，向所述中央单元（11）提供n个信号RF1 ... RFn，这些信号是针对所述电子模块的至少一个角位置θ₁...θ_n所传输的，所述n个信号RF1 ... RFn中的每一个包括所述电子模块（5-8）的识别码和表示传输的角位置θ₁...θ_n的数据，

•对于所述中央单元（11）：

- 收集由r个车轮速度传感器中的每一个在每个相继时间t₁到t_n处所测量到的测量值β1...βn，并且确定补偿值δ₁到δ_n，这些补偿值是相对于唯一的固定参考位置，通过根据表示相关联的信号RF1 ... RFn的传输的角位置θ₁...θ_n的数据对每个测量值β1...βn进行补偿所确定的，

- 对于与所述车轮速度传感器（13-16）相关联的一系列补偿值δ₁至δ_n中的每个，计算表示所述一系列值的离差的特征值V_n1，V_n2 ... V_nr，并且将所述电子模块（5-8）的识别码分配给位于作为最聚集的一系列角度值δ₁-δ_n的来源处的车轮速度传感器（13-16）附近的车轮（1-4）的位置，

且所述定位方法的特征在于，包括在预先阶段确定角度值dmax，所述角度值dmax对应于每个信号RFi的传输的角位置θ_i所允许的精度的角度容限，以及确定相对应的补偿值δ_max，然后对于每个电子模块（5-8）：

•在接收由所述电子模块提供的每个信号RFi期间，其中i≥3，计算表示对于所述r个车轮速度传感器（13-16）中的每一个所获得的i个补偿值δ₁至δ_i的平均值的值，

• 在接收每个RF(i + 1)信号期间，其中i≥3，测量对于所述r个车轮速度传感器（13-16）中的每一个所获得的补偿值δ_{(i + 1)}，

•对于每个补偿值δ_{(i + 1)}，计算所谓的比较角度值δ_com，使得：，

•当分别对应于一个车轮速度传感器（13-16）的所有计算值δ_com使得δ_com≥δ_max时，除去信号RF(i + 1)。

2.根据权利要求1所述的定位方法，其中，将电子模块（5-8）的识别码分配给车轮（1-4）的位置包括：从接收到第三信号RFi开始，选择具有最小值的两个特征值V_n1、V_n2，其中，V_n2> V_n1，然后，当比值V_n2/V_n1大于预定阈值时，将识别码分配给位于作为具有所述特征值V_n1的一系列角度值的来源的车轮速度传感器（13-16）附近的车轮（1-4），所述定位方法的特征在于：

•只计算对应于所述特征值V_n1、V_n2的两系列补偿值δ₁至δ_i中的至少一个的角度比较值δ_com，

•当每个计算值δ_com使得δ_com≥δ_max时，除去信号RFi。

3.根据权利要求1-2中的任一项所述的定位方法，其特征在于，在接收来自所述电子模块（5-8）的信号RFi期间，其中i≥3，

•为了确定每个离差的新的特征值，将所考虑的值δ_i选择成，使得值δi与(i-1)个补偿值δ₁-δ_i-1的平均值之间的角距离d等于min(d1,d2)，其中d1和d2表示由位于圆周上的值δ_i和所界定的两个互补角扇区，

• 计算i个角度值的离差的特征值V_i，使得：

，

其中d = min(d1,d2)。

4.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于：

•将与每个信号RFi的传输的角位置θi所允许的精度的角度容限dmax相对应的值δ_max转换为以方差的最大变化值表示的值Max(V_i-V_i-1)，对于每个特征值V_i1、V_i2 ... V_ir：

，

•将每个比较值δ_com转换为以方差的变化表示的值(V_i-V_i-1)，并且当对应于车轮速度传感器（13-16）的每个计算值(V_i-V_i-1)大于或等于对于该车轮速度传感器（13-16）所计算的相对应的值Max(V_i-V_i-1)时，除去信号RFi。

5.根据权利要求1-2中的任一项所述的定位方法，其特征在于，增加所除去的信号RFi的数量，并且当所除去的信号数量超过预定阈值时，继续进行定位过程的整体再初始化。

6.根据权利要求1-2中的任一项所述的定位方法，其特征在于，对于每个电子模块（5-8），在接收到由所述电子模块提供的三个第一信号RF1-RF3之后，所述定位方法包括：

• 计算对于r个车轮速度传感器（13-16）中的每一个所获得的3个补偿值δ₁到δ₃之间的最大角度偏差，

• 以及当对于所有车轮速度传感器（13-16）的3个补偿值δ₁到δ₃之间的最大偏差大于预定补偿值δ3_max时，除去所有这三个第一信号RF1-RF3，并且命令对定位过程进行整体再初始化，其中所述预定补偿值δ3_max的值小于值δ_max。

7.根据权利要求6所述的定位方法，其特征在于，对于每个电子模块（5-8），在接收到由所述电子模块提供的两个第一信号RF1-RF2之后，所述定位方法包括：

• 计算对于所述r个车轮速度传感器（13-16）中的每一个所获得的2个补偿值δ₁至δ₂之间的最大角度偏差，

• 除去两个第一信号RF1、RF2，

•当对于所有车轮速度传感器（13-16），所述2个补偿值δ₁至δ₂之间的偏差大于预定值δ2_max时，命令对所述定位过程进行整体再初始化，其中预定值δ2_max的值小于值δ3_max。