CN108698455B

CN108698455B - 用于适配车轮的径向加速度的测量结果的获取策略的方法

Info

Publication number: CN108698455B
Application number: CN201680082123.1A
Authority: CN
Inventors: J-C.于阿尔; N.吉纳尔
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Current assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2021-10-01
Anticipated expiration: 2036-12-12
Also published as: US20180361802A1; WO2017102072A1; FR3045498B1; US10414216B2; CN108698455A; FR3045498A1

Abstract

本发明涉及一种用于适配在机动车辆的停止阶段期间机动车辆的轮胎压力监控系统的轮传感器的径向加速度的测量结果（100）的获取策略的方法，其中，所述轮传感器周期性地测量相对应的轮的轮胎参数，即至少压力、温度和加速度的参数，其特征在于，所述方法在车辆的“非行驶”阶段期间，在至少两种工作状态模式之间切换轮传感器的径向加速度的测量结果的获取策略，这是通过当由机动车辆的轮胎压力监控系统检测到压力事件（200‑201）时，从所谓的“睡眠”获取模式切换为所谓的“警戒”获取模式，因此，根据在“睡眠”模式（T1）中比在“警戒”模式（TB）中明显更长的期限周期，测量径向加速度。

Description

用于适配车轮的径向加速度的测量结果的获取策略的方法

技术领域

本发明涉及一种用于适配机动车辆的轮胎压力监控系统（称为TPMS系统，英文术语“Type Pressure Monitoring System”的首字母缩写）的轮传感器的径向加速度测量结果的获取策略的方法。

背景技术

为了安全目的，越来越多的机动车辆具有检测系统，该检测系统包括安装在车辆的每个轮上的电子盒，所述电子盒封闭有专用于测量参数的传感器，例如轮的径向加速度、装备该轮的轮胎的压力和温度。

这些监控系统通常一方面装备有电子盒1（也称作“轮单元”），该电子盒安装在车辆的每个轮上，并且除上述传感器之外，该电子盒还集成有微处理器10、存储器和射频发射器；以及另一方面，这些监控系统装备有中央单元（未示出，安装在车辆上），该中央单元接收由每个轮的射频发射器所发出的信号，该中央单元包括电子计算机（或ECU:在英文中，“Electronic Control Unit”，电子控制单元），该电子计算机集成有连接至天线的射频接收器。

这些轮单元周期性地向中央单元提供每个轮胎的基本参数（压力、温度、加速度）的测量结果。因此，能够在所针对的应用中利用这些测量结果，特别是：

●传感器的自动学习或跟踪传感器本身的位置；

●轮的定位，以便监控与所定位的每个轮相对应的轮胎压力，

●对轮胎的过载和磨损的检测。

由专用传感器所实现的测量结果被转换并且经由装配有天线的发射器/接收器装置和CAN总线传输至微处理器，该微处理器集成至中央单元。所实施的设备（传感器、中央单元、经由发射器/接收器的通信网络）的整体形成轮胎压力监控系统，通常称作TPMS系统（英文术语“Type Pressure Monitoring System”的首字母缩写）。

由轮单元向中央单元提供的数值数据表示连续的变化水平。基于这些值，中央处理单元可以在滤波和采样之后，生成压力、温度、磨损和/或过载的信号，以便传输至车载计算机。

TPMS系统的用途的一个重要方面在于降低能量消耗。实际上，在长时间阶段期间使用无线通信设备的这些系统是由有限容量的能量源所供应的，例如电池或感应发电机。用于降低能量消耗的回路是已知的。

通常，为使这些TPMS系统的能量消耗最小化，已知检测两种主要的运行模式，即车辆处于运动期间的所谓“行驶”模式，以及车辆处于停止期间的所谓“非行驶”模式，并且已知在“非行驶”运行模式期间，实施自动将这些TPMS系统的轮单元置为睡眠的方法，轮单元因此不与电子控制单元通信。

因此，这些方法提出将压力的监测以及相关联的通信集中在车辆的行驶阶段期间。但是，为了检测所谓“行驶”和“非行驶”的这些运行模式，需要对于车辆开始运动的检测具有高度的响应性（例如，小于或等于16秒）。因此，这要求周期性地（至少每16秒）测量车辆的径向加速度，这允许检测到车辆开始运动，并且要求在整个所谓“非行驶”运行模式的持续期间这样进行测量。

因此，尽管此类方法允许为“行驶”模式充分地节省能量，然而它们不提供令人满意的效率，因为TPMS系统的轮单元的大部分能量消耗发生在“非行驶”阶段期间，这相当于机动车辆寿命的95%。

另外，TPMS系统的发展主要趋向两个目标，即：

●减小能量源的尺寸（以及，因此，减小其容量），及

●执行新功能，这会引起额外的能源消耗。

已知的装置和方法无法满足这些要求，而不显著影响TPMS系统的轮单元的寿命期限。目前，TPMS系统的轮单元的寿命期限大约为十来年。

已知的装置和方法的另外的缺点在于，它们没有提出关于用于检测车辆开始运动的系统响应性的充分令人满意的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提出一种没有上述缺点的方法，提出减少“非行驶”阶段在能量消耗中的份额，以便相对于现有系统，为“行驶”阶段保留最大量的能量，同时维持TPMS系统的轮单元的令人满意的寿命期限，并确保在压力异常的情况下，TPMS系统的高度响应性。

根据本发明，通过一种用于适配在机动车辆的停止阶段期间机动车辆的轮胎压力监控系统（“TPMS”）的轮单元的传感器的径向加速度的测量结果的获取策略的方法来达到该目的，在所述方法中，轮单元的传感器周期性地测量相对应的轮的轮胎参数，即至少压力、温度和加速度的参数。该方法的特征在于，所述方法在车辆的“非行驶”阶段期间，在至少两种工作状态模式之间切换轮传感器的径向加速度的测量结果的获取策略，这是通过当由TPMS系统的轮单元检测到压力事件时，从所谓的“睡眠”获取模式切换为所谓的“警戒”获取模式。因此，根据在“睡眠”模式中比在“警戒”模式中明显更长的期限周期，测量径向加速度。

换言之，根据本发明的方法提出，在车辆的“非行驶”阶段（或停止阶段）期间，根据轮胎压力的动态，更改TPMS系统的轮单元的径向加速度的测量结果的循环，以便根据压力事件适配对于车辆运动检测的响应性。

根据本发明的方法产生多个有利的优点。尤其是：

●所述方法允许改善TPMS系统的轮单元在车辆的“非行驶”阶段期间的能量效率；

●所述方法允许快速地检测车辆的开始运动，以便在车辆的停止阶段期间出现压力问题（例如轮胎充气气体的泄漏或所述轮胎的低压）的情况下，在最佳时限内向驾驶员发出警报。

根据有利的实施示例，用于检测车辆开始运动的径向加速度的测量结果的循环在“睡眠”模式期间是大约一分钟，并且在“警戒”模式期间是大约一秒至几秒。

根据优选的且有利的实施示例，用于检测车辆开始运动的径向加速度的测量结果的循环在“睡眠”模式期间是大约64秒，并且在“警戒”模式期间是大约4秒。

因此，本方法允许当未检测到任何压力事件时，在车辆的“非行驶”阶段期间保存TPMS系统的轮单元的电池的能量容量，同时，如果检测到压力事件，确保对来自TPMS系统的轮单元的传感器的信息的可用性的响应性。

根据有利的实施示例，在“非行驶”阶段期间的压力和温度的测量结果的循环，与径向加速度的测量结果的循环相同。

根据有利的实施示例，所检测的压力事件是压力的变化。

根据有利的实施示例，如果所测量的压力小于预先确定的阈值，则视作压力事件。

根据有利的实施示例，如果所测量的压力小于1.6巴，则视作压力事件。

根据优选的实施示例，所检测的压力事件是压力/温度的比值的变化。该特征提供了有利的优点，该优点在于与由轮胎外部温度的波动所引起的变化不相关。

根据实施示例，如果压力/温度的比值小于预先确定的阈值，则视作压力事件。

根据有利的实施示例，如果压力/温度的比值小于（1.6巴/20℃），则视作压力事件。

根据优选的且有利的实施示例，如果比值[((P₁/T°₁) – (P₂/T°₂)) / (P₁/T°₁)]的绝对值大于预先确定的阈值，则视作压力事件。

根据优选的且有利的实施示例，如果比值[((P₁/T°₁) – (P₂/T°₂)) / (P₁/T°₁)]的绝对值大于6%，则视作压力事件。

根据有利的执行示例，通过外部命令触发从“睡眠”模式向“警戒”模式的切换。

因此，可以具有径向加速度的测量结果的更高的获取频率，而无需已经发生压力事件。实际上，一些需要径向加速度值的功能发生在车辆的“非行驶”阶段期间，例如装备车辆的轮的TPMS系统的定位功能。另外，与压力信息没有直接关系的一些功能要求对车辆的“行驶”阶段的检测的良好响应性。

附图说明

本发明的其它目标、特征和优点将在下文参考附图以非限制性示例的方式的说明中显现出来，其中：

- 图1示出了轮单元的示例的框图，所述轮单元包括能够实施根据本发明的方法的轮传感器的控制装置；

- 图2说明了包括用于进行比较的各种逻辑信号的时序图，该时序图是表示当在车辆的“非行驶”阶段期间未发生任何压力事件时；

- 图3说明了包括用于进行比较的各种逻辑信号的时序图，该时序图是表示当在车辆的“非行驶”阶段期间发生了压力事件时。

具体实施方式

图1的框图的轮单元1安装在轮的轮辋中或车辆（未示出）的每个轮胎胎面的内面上。此类轮单元1主要地包括微处理器10，该微处理器10用于管理由轮传感器20所提供的测量结果，该轮传感器20包括压力传感器21、加速度传感器22和温度传感器23。

根据由计数器11结合参考时钟12所实现的校准周期性地提供测量结果，并且可能地存储在存储器13中。以本身已知的方式，根据车辆的工作状态模式，调整至微处理器10的测量结果的传输周期，以及在微处理器10和中央处理单元（未示出）之间的测量结果的传输周期，该中央处理单元也称作“ECU”，英文中的“Electronic Control Unit”（电子控制单元）。

用于使传感器21至传感器23和微处理器10通电的电能提供是由电池30所提供的，因此应该通过减少消耗来优化寿命期限。

为此目的，因此本发明提出每个轮传感器20的加速度传感器22的两种特定工作状态模式的干预，即“睡眠”模式和“警戒”模式，这些“睡眠”和“警戒”模式组成车辆处于停止时的通常的“非行驶”模式，与之相反的是车辆处于运动时的“行驶”模式。接下来的说明更具体地基于图3和图4，它们示出了用于进行比较的三个信号100、200和300的时序图。

信号100表示应用于加速度传感器22以获取径向加速度的测量结果的脉冲信号。

信号200表示压力事件的检测信号。该压力事件或者是由传感器21所测量到的压力变化，或者是由传感器21和传感器23结合地且各自地测量的压力和温度的比值的变化。当未检测到任何压力事件时，压力事件的检测信号200处于低状态。当检测到压力事件时，压力事件的检测信号200切换至高状态。因此，在图2上，未检测到任何压力事件，且压力事件的检测信号200处于低状态，并且在图3上，在原点和检测到压力事件的时刻201之间，信号处于低状态，而在时刻201（在该时刻发生压力事件），信号200切换为高状态。应该注意的是，压力事件可能是快的事件，例如由轮胎爆裂所引起的快速泄漏，或者慢的事件，由轮胎上的慢性泄漏所引起的，等。一旦压力事件的检测已经发生，则压力事件的检测信号200重新回到低状态。

信号300表示车辆开始运动的信号。当车辆处于停止时，从原点到车辆开始运动的时刻301，信号处于低状态，然后在时刻301之后，当车辆处于运动时（换言之当车辆的速度不为零时），表示车辆开始运动的信号300处于高状态，直到车辆停止的时刻302。然后，从时刻302开始，当车辆再次处于“非行驶”阶段时，表示车辆开始运动的信号300处于低状态。

参考图2，其说明了根据本发明的获取方法的标准运行模式（即，没有特定的压力事件），当车辆处于所谓“非行驶”（换言之，处于停止）阶段中时，即当表示车辆开始运动的信号300处于低状态时，每个轮单元的加速度传感器22处于所谓的“睡眠”获取模式中。在该“睡眠”模式期间，由加速度传感器22根据所谓的“长”周期T1（例如大约一分钟），在时刻101、102、103测量径向加速度。例如，每64秒测量径向加速度。

当车辆在时刻301开始运动时，表示车辆开始运动的信号300从低状态切换为高状态，使得在用于获取径向加速度的测量结果的信号的时刻103，车辆开始运动的信息由轮单元1的微处理器接收到，并且此后者向装备车辆的轮单元1的径向加速度传感器22发送消息，使得将径向加速度的测量结果的获取策略从“非行驶”模式切换为“行驶”模式，因此根据所谓的“中等”周期T2在时刻104、105、……测量径向加速度，例如每16秒测量径向加速度。

因此，根据“非行驶”模式的这种“睡眠”获取模式，对车辆的开始运动的检测循环（récurrence）是慢的，使得最晚在时间T_Motion之后检测到车辆开始运动，该时间T_Motion最大对应于在车辆实际开始运动之后的“长”周期T1（即例如64秒）的值，并且同样地，由中央处理单元所接收的轮单元1的第一数据报告最晚在车辆开始运动之后的64秒由中央处理单元接收到，这样不会造成问题，因为在所述车辆处于停止时，在车辆轮胎的压力方面未发生任何变化。

图3说明了根据本发明的获取方法的警戒运行模式，即当特定的压力事件发生在车辆的轮胎中的一个处时，而车辆是处于停止的。

当车辆处于所谓的“非行驶”（停止）阶段中时，即当表示车辆开始运动的信号300处于低状态时，每个轮单元的加速度传感器22处于所谓的“睡眠”获取模式中。如前所述，在该“睡眠”模式中，由加速度传感器22根据所谓的“长”周期T1（例如大约一分钟），在时刻101'、102'测量径向加速度。例如，每64秒测量径向加速度。

在该配置中，在车辆处于停止期间，在时刻201检测到压力事件，使得压力事件的检测信号200从低状态切换为高状态。此类压力事件是压力传感器21所测量到的车辆轮胎的压力的显著变化。例如，如果所述轮胎的压力小于预先确定的阈值，则视作压力事件，例如对于旅游车辆，如果压力小于1.6巴。

根据实施例，所检测的压力事件是压力/温度的比值的变化，这样所具有的有利特征在于，无论外部环境如何，该值都是可靠的。

因此，如果轮胎的压力/温度的比值的变化大于预先确定的阈值，则视作压力事件。

例如，如果压力/温度的比值小于预先确定的阈值，则视作压力事件。根据绝非限制性的有利的示例，如果压力/温度的比值小于（1.6巴/20℃），则视作压力事件。

根据有利的但绝非限制性的示例，测量两对压力/温度(P; T°)，即第一对(P_{1 ;}T°₁)和第二对(P₂; T°₂)，并且如果比值[((P₁/T°₁) – (P₂/T°₂)) / (P₁/T°₁)]的绝对值大于预先确定的阈值，则视作压力事件。例如，对于旅游车辆，如果比值[((P₁/T°₁) – (P₂/T°₂))/ (P₁/T°₁)]的绝对值大于6%，则视作压力事件。

因此，当在时刻102'获取加速度的测量结果时，压力事件的检测信号200的状态相对于前一次获取（在时刻101'）已经改变。因此，轮传感器的径向加速度的测量结果的获取策略从“睡眠”模式切换为“警戒”模式。因此，根据在“警戒”模式比在“睡眠”模式明显更短的期限周期，测量径向加速度。由加速度传感器22根据所谓的“短”周期T3（例如大约几秒），在时刻103'、104'、105'测量径向加速度。例如，每16秒测量径向加速度。优选地，每4秒测量径向加速度。

压力和温度的测量是例如在车辆的“非行驶”阶段期间所实现的，根据与径向加速度的获取策略相同的获取策略，即由压力传感器21和温度传感器23根据所谓的“长”周期T1（例如大约一分钟），在时刻101'、102'分别测量的。例如，每64秒测量压力和温度，或者因此根据所谓的“短”周期T3（例如大约一分钟），在时刻103'、104'、……测量压力和温度。例如，每4秒测量压力和温度。

因此，根据“非行驶”模式的这种“警戒”获取模式，车辆开始运动的检测循环是快的，使得最晚在时间T_Motion之后检测到车辆开始运动，该时间T_Motion最大对应于在车辆实际开始运动之后的“短”周期T3（即此处4秒）的值，并且同样地，由中央处理单元所接收的轮单元1的第一数据报告最晚在车辆开始运动之后的4秒由中央处理单元接收到，这样允许尽可能最快地警告驾驶员轮胎压力的问题，例如通过在仪表盘上显示警报消息，以本身已知的方式通过图标和/或声音信号来显示警报消息。

为了允许还更快地向驾驶员发送轮胎压力问题的警报，在“警戒”模式期间预设大约一秒的周期T3。由此，一旦车辆启动，则立即通知驾驶员轮胎压力问题。

当车辆在时刻301开始运动时，表示车辆开始运动的信号300从低状态切换为高状态，使得在用于获取径向加速度的测量结果的信号的时刻110'，车辆开始运动的信息由轮单元1的微处理器10接收到，并且此后者向装备车辆的轮单元1的径向加速度传感器22发送消息，使得将径向加速度的测量结果的获取策略从“非行驶”模式切换为“行驶”模式，因此根据所谓的“中等”周期T2在时刻111'、112'测量径向加速度，例如每16秒测量径向加速度。

因此，根据本发明的方法，为了节省电池30的能量消耗，在“非行驶”模式中，由传感器22进行的径向加速度的测量是在“慢”周期（大约一分钟）上所实施的，该节能允许将TPMS系统的轮单元1的寿命期限增加几个月。当检测到压力事件（期望尽可能最快地通知驾驶员）时，用于获取径向加速度的测量结果的该周期被缩短。

当车辆在时刻302停止时，表示车辆开始运动的信号300从高状态切换为低状态，使得在用于获取径向加速度的测量结果的信号的时刻113'，车辆停止的信息由轮单元1的微处理器10接收到，并且此后者将径向加速度的测量结果的获取策略从“行驶”模式切换为“非行驶”模式，因此，再次根据所谓的“长”周期T1（例如大约一分钟），在时刻114'，以及接下来的时刻（未示出）测量径向加速度。例如，每64秒测量径向加速度。优选地且有利地，车辆从“行驶”模式向“非行驶”模式的切换以本身已知的方式通过经由所谓“临时”的中间模式进行。该“临时”模式通常对应于车辆在城市环境中的使用，在城市环境中，车辆必须经常停止和重新启动。在该“临时”模式期间，用于从轮传感器20获取径向加速度的测量结果的获取策略与“行驶”模式的获取策略是相同的，即根据所谓的“中等”周期T2，例如每16秒测量径向加速度。

在该“临时”模式期间，当车辆停止且在通常大约15分钟的期限之后未重新启动时，车辆切换为“非行驶”模式。表示车辆开始运动的信号300因此切换为低状态（例如在时刻302），并且每个轮单元1的加速度传感器22，正如压力传感器21和温度传感器23一样，重新回到所谓的“睡眠”获取模式。如前所述，在该“睡眠”模式期间，根据所谓的“长”周期T1（例如大约一分钟），在时刻114'以及接下来的时刻（未示出）测量径向加速度、压力和温度。例如，每64秒测量径向加速度。

根据用于适配TPMS系统的轮传感器的径向加速度的测量结果的获取策略的方法的另外的有利的实施示例，通过外部命令触发从“睡眠”模式向“戒备”模式的切换。例如，由操作员手动地触发从“睡眠”模式向“戒备”模式的切换。该特征允许在“非行驶”阶段期间具有径向加速度的测量结果的更高的获取频率，而无需已经发生特定的压力事件。因此，这样允许能够实施一些需要车辆的径向加速度值的功能，例如装备车轮的TPMS系统的轮单元1的本身已知的定位功能，并且快速地这样进行，由此缩短了对于TPMS系统的干预时间。

在本说明中，对车辆开始运动的检测是借助于装备轮单元1的径向加速度传感器所实施的。然而，本发明对于允许评估对车辆运动的检测的任何装置（例如冲击传感器，或英文中的“shock sensor”）都是有效的且可应用的。

Claims

1.一种用于适配在机动车辆的停止阶段期间机动车辆的轮胎压力监控系统的轮传感器的径向加速度的测量结果的获取策略的方法，其中，所述径向加速度的测量结果用于检测车辆是否开始运动，其中，所述轮传感器（20）周期性地测量相对应的轮的轮胎参数，即至少压力、温度和加速度的参数，其特征在于，所述方法在车辆的停止阶段期间，在至少两种工作状态模式之间切换轮传感器的径向加速度的测量结果的获取策略，这是通过当由机动车辆的轮胎压力监控系统检测到压力事件时，从所谓的“睡眠”模式切换为所谓的“警戒”模式，因此，根据在“睡眠”模式中比在“警戒”模式中明显更长的期限周期，测量径向加速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于检测车辆开始运动的径向加速度的测量结果的循环在“睡眠”模式期间是一分钟，并且在“警戒”模式期间是一秒至几秒。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，用于检测车辆开始运动的径向加速度的测量结果的循环在“睡眠”模式期间是64秒，并且在“警戒”模式期间是4秒。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，在停止阶段期间的压力和温度的测量结果的循环，与径向加速度的测量结果的循环相同。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所检测的压力事件是压力的变化。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，如果所测量的压力小于预先确定的阈值，则视作压力事件。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，如果所测量的压力小于1.6巴，则视作压力事件。

8.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所检测的压力事件是压力/温度的比值的变化。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，如果所述压力/温度的比值小于预先确定的阈值，则视作压力事件。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，如果所述压力/温度的比值小于1.6巴/20℃，则视作压力事件。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，如果比值[((P₁/T°₁) – (P₂/T°₂)) / (P₁/T°₁)]的绝对值大于预先确定的阈值，则视作压力事件，P₁/T°₁和P₂/T°₂是在车辆轮胎中所测量的两对压力/温度。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，如果所述比值[((P₁/T°₁) – (P₂/T°₂)) /(P₁/T°₁)]的绝对值大于6%，则视作压力事件，P₁/T°₁和P₂/T°₂是在车辆轮胎中所测量的两对压力/温度。

13.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，通过外部命令触发从“睡眠”模式向“警戒”模式的切换。