CN109070666B

CN109070666B - 轮胎压力监测传感器

Info

Publication number: CN109070666B
Application number: CN201780025407.1A
Authority: CN
Inventors: A·黎曼; B·维歇尔
Original assignee: Wegmann Automotive GmbH and Co KG
Current assignee: Wigman Automobile Co., Ltd.
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2017-08-18
Publication date: 2020-07-03
Anticipated expiration: 2037-08-18
Also published as: WO2018033613A1; ES2725684T3; CN109070666A; US10532618B2; US20190176545A1; EP3284619B1; EP3284619A1

Abstract

用于TPMS传感器的编程单元至少包括微控制器和存储器，存储器至少存储：包括多个车辆组的车辆组数据库，每个车辆组包括至少一个车辆；包括多个版本对组的版本对数据库，每个版本对组表示一个车辆组并且包括至少一个版本对，其中每个版本对包括相关联的应用版本和相关联的子应用版本；包括多个应用版本的应用数据库，每个应用版本包括相关联的二进制文件；以及包括多个子应用版本的子应用数据库，每个子应用版本包括相关联的二进制文件。

Description

轮胎压力监测传感器

技术领域

本发明涉及用于车辆的轮胎压力监测传感器，并且具体地涉及可配置用于各种车辆的通用轮胎压力监测传感器。

背景技术

轮胎压力监测系统(TPMS)是用于监测各种类型车辆上的充气轮胎内部的气压的电子系统。TPMS近乎实时地向车辆的控制系统和驾驶员报告轮胎压力信息。本文提到的TPMS是直接TPMS，其使用安装在轮胎内部的传感器(车轮单元)来测量轮胎内的气体压力。

传感器通过使用无线信号与车辆的控制模块通信，无线信号通常是射频(RF)信号。这些信号包含传感器压力信息以及可能的其它数据，诸如温度、传感器识别号或车轮位置信息。此外，外部编程单元可用于与传感器通信，通常通过使用低频(LF)无线电信号或物理接触。传感器安装人员可以使用入站(inbound)通信来激活传感器，以便接收诊断信息或修改传感器以根据特定的TPM系统规范进行操作。

传感器可以由车辆制造商作为OEM(原始设备制造商)产品安装，或者它们可以作为售后市场(AM)解决方案安装在安装设施中以用于更换或翻新的目的。取决于车辆制造商、型号、生产年份、品牌和TPMS制造商，传感器可以在不同的TPM系统中以不同的方式操作。TPM系统之间的差异影响传感器的实现，例如：在不同操作模式之间的转换、触发内部程序流的条件、学习算法、定时、无线信号特征、通信协议、数据报文内容等。

为了使单个传感器覆盖大多数售后市场(AM)TPM系统，这些系统必须由相应的(一种或多种)AM-TPMS传感器实现支持。为了实现这一目标，可以实现多种传感器类型，每种类型实现单个TPM系统，或者可以实现通用传感器，该通用传感器可以直接在所有相关的现有车辆上使用，或者可以由安装人员进行编程/配置以支持一个或多个TPM系统。使用多种单系统传感器类型是不期望的，因为它需要传感器安装人员库存多种传感器。这导致安装人员和供应链的高初始投资并且使传感器选择耗时。通用传感器似乎是更为经济的解决方案。

US 7,518,495 B2公开了一种用于利用支持单个TPM系统的软件程序对传感器进行编程的方法、系统和工具。适用于传感器的程序软件选自数据库。这非常灵活，因为新的程序实现可以在以后被添加到数据库中。由于必须将完整的软件加载到传感器，因此编程时间相对长，这是因为使用了低速通信接口。该接口通常用于由传感器安装人员传送特定于传感器的数据和触发器。此外，密集的通信会降低内置于传感器中的电池的容量。替代地，可以使用有线接口。这种有线接口需要附加的硬件，诸如驱动器和电触点，这使得传感器容易受到ESD损坏和电触点处的腐蚀。有线接口的处理更复杂，因为线缆必须在编程之前被连接到传感器并且在编程之后断开连接。

US 8692661 B2公开了一种通用传感器。多个可选择的程序在生产期间被存储在传感器中并且用于使传感器适配特定车辆，所需程序由传感器安装人员选择。这允许非常快速的编程，因为仅必须选择正确的程序。该解决方案的缺点是必须在传感器中存储大量的程序，这进一步需要大的存储器开销，从而增加了传感器成本。替代地，传感器的存储器受限的微控制器可以仅被预先配置用于选择车辆型号或协议，这将需要库存大量的传感器以提供AM覆盖。另一个缺点是，由于预先存储的程序，不可能适配将来的要求。而是，必须开发新的传感器。

US 2015/0202932 A1公开了一种在其存储器中存储基本版本的程序的传感器。对于配置，选择的车辆类型程序参数被存储在存储器中。这允许相对快速的编程，因为仅必须将参数传送到传感器。只有在参数的范围内才有可能适配将来的要求。无法添加基本的新功能。

EP 2821260 A1公开了一种通过删除不必要的编码过程来设置传感器的方法。由于最初必须将大量编码过程存储在存储器中，因此需要相对大的存储器，或者商用微控制器的存储器限制迫使库存多个传感器，这进一步增加了传感器的成本。最后，适配新的TPM系统并不总是可能的，除非它们拟配到现有的TPM系统中。否则必须发布新的传感器。

每当市场上出现新的TPM系统或者现有系统被修改或者如果在现有传感器软件内发现改进的可能性或错误时，都必须更新软件。一些上述现有技术依赖于由AM安装人员使用的外部编程单元，以借助于有线或无线通信对传感器执行现场更新。在US 2015/0202932A1中，字段更新的范围受底层软件系统的限制。这可能需要安装人员将传感器返回给生产商进行更新。在一些情况下，由于硬件和软件限制，可能无法进行此类更新，从而迫使传感器被召回。US 8692661 B2和EP 2821260 A1不允许任何级别的软件更新，因此总是需要更换传感器。这不仅对于安装人员而且对于整个供应链以及传感器生产商本身而言都是不利的和繁重的。它还可能需要为每个软件更新引入新版本号的传感器，从而影响售后涉及传感器的所有各方，这带来额外的成本、更大的处理复杂性、时间流逝、人为错误和返回率。

US 7,518,495 B2的公开使得能够进行完整的软件现场更新，但是加载时间可能长，这使得它们更容易出现通信错误，从而迫使安装人员重复该过程。据报道，这对安装人员来说是一个主要问题，因为它会导致额外的成本和延迟。此外，密集的数据传输可能消耗大量的电池电量，从而限制传感器的寿命。

未公开的PCT申请PCT/EP2017/062682通过引用被完全包括在此。该申请公开了具有用于加载特定于车辆的配置数据的引导加载器(bootloader)的TPMS传感器。

发明内容

本发明要解决的问题是提供可以适配(编程)到多个车辆的通用TPMS传感器(本文也称为传感器)和用于适配该传感器的编程单元。优选地，编程单元应该是允许在诸如轮胎车间的现场中进行编程的紧凑型手持设备。与标准TPMS传感器相比，TPMS传感器不应该变得复杂得多并因此昂贵。此外，传感器的适配应该是节能的，使得传感器不需要更大的电池或者遭受寿命缩短。最后，适配应该需要相对短的时间，使得适配可以在换轮胎和/或轮胎平衡过程期间进行。

在独立权利要求中描述了该问题的解决方案。从属权利要求涉及本发明的进一步改进。

实施例提供了一种TPMS传感器，该传感器可以例如通过汽车维修店中的传感器安装人员使用编程单元而适配到具体车辆。

在优选实施例中，TPMS传感器包括：至少一个环境感测组件，诸如指示至少一个参数的压力传感器、加速度传感器或温度传感器，该至少一个参数指示轮胎的或轮胎内的至少一个条件；用于执行程序的处理单元，其可以是微控制器；用于存储至少程序代码和/或数据的非易失性存储器；以及传感器通信模块，传感器通信模块可以包括无线传送器、无线或有线接收器、或用于向/从车辆和/或编程单元转发信息的无线或有线收发器。信息可以包括关于指示轮胎的或轮胎内的至少一个条件的至少一个参数的细节，例如压力、温度、旋转方向、传感器的电池状态或关于传感器状态的一些其它信息。传感器优选地具有壳体，该壳体可以安装到轮胎或轮辋上，使得其保持在安装到轮辋的轮胎内。

TPMS传感器实现使得能够将适配数据加载到传感器的引导加载器。引导加载器是存储在传感器的存储器中的程序代码。编程单元优选地借助于低频信号(LF)和高频信号(RF)并且通过使用用于通信的引导加载协议与引导加载器通信。适配数据可以包括应用(app)和/或子应用(sub-app)的程序代码和/或数据。在本文中，应用可以包括这样的适配数据。术语子应用用于依赖于应用的应用。加载到传感器的适配数据的内容取决于存储在传感器和目标车辆中的当前数据的版本。编程单元检索驻留在传感器中的适配数据的当前版本，并且它决定是否应该将新适配数据加载到传感器以及将哪种新适配数据加载到传感器。该决定基于可由编程单元的用户做出的目标车辆选择。用户可以通过触摸屏或键盘选择目标车辆。替代地，可以通过诸如条形码读取器或应答器读取器的电子读取器做出选择。接下来，适配数据被加载到传感器，从而使其适配目标车辆。

引导加载器是TPMS传感器内的软件的一部分，并且优选地用于将TPMS应用和子应用加载到传感器。加载这些应用的目的是使传感器适配具体的TPM系统。

引导加载器优选地接受低频(LF)命令，并以高频(RF)回复回复它们。这些命令和/或回复中的一些可以被加密。命令和回复根据引导加载协议传送。

来自编程单元的LF命令可以包括以下中的至少一个：

获取挑战(GET CHALLENGE)：该命令发起引导加载并且启动新的引导加载会话。它可以随时被发送。

魔法cookie(magic cookie)可以用于完整性检查，因为命令数据不是动态的。

优选地，传感器可以用以下各项来回复该命令：

·挑战(CHALLENGE)：如果该命令完整性被保留。这个响应优选地包括挑战报文，该报文可以在以后使用，例如，用于认证。

·无(NOTHING)：在不完整和/或不正确的命令(完整性检查失败)时。通常，该命令是缺少响应(无响应)，但它也可能是特定的响应代码。

初始化应用(INIT APP)和初始化子应用(INIT SUBAPP)：这些命令包含认证数据。认证数据可以是在对获取挑战(GET CHALLENGE)命令的回复中接收到的挑战。优选地，传感器解密认证数据，并且如果认证数据是正确的，则传感器可以擦除应用和/或子应用闪存存储器(INIT APP)或者仅擦除子应用闪存存储器(INIT SUBAPP)，从而将该闪存存储器准备用于接收连续的写(WRITE)命令。

优选地，通过检查认证数据的正确性来控制数据完整性和认证。

传感器可以用以下各项来回复该命令：

·状态OK(STATUS OK)：在命令成功时

·状态NOK(STATUS NOK)：如果在命令的执行期间发生错误。例如，如果闪存存储器不能被擦除，则可能发生错误。

·无(NOTHING)：在不完整和/或不正确的命令(完整性检查失败)或不正确的认证数据时。

写(WRITE)：该命令包括数据字段，该数据字段优选地包括2字节地址，后面跟着优选地包括应用代码的二进制字段。该命令还可以包括1字节cookie和2字节命令计数器。

优选地，数据字段被加密(参见数据加密)，因此其长度优选地是密码块大小的倍数。这意味着二进制字段的长度优选地等于4＊n+3，其中n是任何自然数，优选地小于或等于61。

如果二进制数据行未与4字节边界对齐，则应该用0进行填充。

优选地，地址是闪存存储器内的物理绝对地址。

该2字节命令计数器可以用于检查命令是否以正确的顺序到达。对于会话内的第一个WRITE命令，计数器优选地设置为0，并且对于每个连续的命令，计数器优选地递增。

该命令可能由于写失败而失败且带有状态NOK(STATUS NOK)。在这种情况下，必须中断整个引导加载过程并从头开始重复(从获取挑战(Get Challenge)命令开始)。这是因为一些平台在闪存擦除之后不允许向其写入多于一次。

传感器可以用以下各项来回复该命令：

·状态OK(STATUS OK)：在命令成功时

·无(NOTHING)：在不完整和/或不正确的命令(完整性检查失败)或不正确的加密数据时。

退出(EXIT)：在接收到有效的退出命令后，引导加载器传送OK并退出到应用。

传感器可以使用以下各项来回复该命令：

·状态OK(STATUS OK)：在命令成功时

·无(NOTHING)：在不完整和/或不正确的命令(完整性检查失败)时。

作为对LF命令的反应，RF回复从TPMS传感器发送回编程单元。优选地，每个回复由单个RF PDU(协议数据单元)组成。

正常回复(挑战报文除外)是状态报文，其优选地只包含1个字节的数据字段：

·状态OK(STATUS OK)-数据字段等于LF命令Func字段。该状态确认命令已经被成功执行。

·状态NOK(STATUS NOK)-0。该状态指示严重或安全错误，并且它优选地需要重复整个引导加载序列(从获取挑战(GET CHALLENGE)开始)。

优选地，编程单元使用挑战(挑战报文)来导出设备密钥和初始化向量(IV)。然后，编程单元可以使用设备密钥和初始化向量来对挑战进行加密并将其在INIT命令中发送回。优选地，设备密钥对于每个TPMS传感器是唯一的。

无(NOTHING)是缺乏响应(无响应)，但它也可以是特定的响应代码。

LF命令初始化应用(INIT APP)和初始化子应用(INIT SUBAPP)和写(WRITE)优选地包含加密数据。基本上，任何块密码都可以用于加密。

对于加密，可以使用任何错误传播链接模式，诸如OMAC、ABC、DCM、PCBC、IACBC、ECBC、XECB、OCM、CWC、CTR/CBC-MAC、CCM等。由于这种模式是链接模式，因此这种模式确保了良好的消息保密性。但是，该模式应该被设计为在整个消息上传播甚至非常小的错误(单个位)。该特征使其适用于测试消息的完整性和真实性。

因此，选择错误传播模式导致消除对消息认证码(MAC)和校验和(诸如CRC16)的需要，从而缩短了报文的长度并最小化所需的代码大小。

使用链接错误传播模式进行加密的另一个优点是，不可能在加密数据中找到通常出现的字节模式。字节码的特性特征是某些字节模式(串)经常出现。或者是以单条指令的形式或者是以一系列指令的形式。例如，从堆栈添加2个最后值的asm指令可能需要4个字节的数据。这样的指令在源代码中可能出现数十甚至数百次。如果指令恰好发生在没有使用链接模式的单个加密密码块中，则其加密值对于所有的出现都是相同的。这一特征可能被攻击者使用进行观察攻击。在链接操作模式(诸如PCBC)的情况下，加密值总是不同的，因为它取决于明文中的先前数据。

PCBC模式需要初始化向量(IV)，初始化向量可以通过使用来自挑战(CHALLENGE)的随机数来计算。这保证了密文对于相同的明文(几乎)总是不同的。因此，密文值是特定于会话的，这附加地使潜在的协议攻击复杂化。

编程单元的角色是使TPMS传感器适配由用户选择的目标车辆。在第一步骤中，编程单元自动与传感器通信以获得其当前的软件版本。这种通信可以由用户触发或者通过简单地使编程单元接近传感器附近而触发。基于该信息和目标车辆选择，编程单元识别是否需要更新以及需要何种更新以便使传感器适配目标车辆。接下来，编程单元执行适配。

编程单元必须支持和/或提供若干特征。必须提供兼容传感器及其引导加载器的RF接收器以及兼容传感器及其引导加载器的LF发送器，用于与传感器及其引导加载器软件进行通信。对于用户通信，必须提供人机接口(输入和输出)设备。这些可以是触摸板、键盘、显示器、扬声器、蜂鸣器、条形码扫描仪或相机中的至少一个。此外，可以提供用于常规数据库更新的外部数据接口，诸如存储器卡、互联网连接等。

编程单元输入/输出设备可以允许安装人员例如通过手动输入车辆识别码(VIN)、通过使用条形码扫描仪或相机读取VIN、或通过手动选择车辆生产商、品牌、型号、生产日期等来选择传感器应该根据其进行操作的一个或多个目标TPM系统。编程单元输入/输出设备还可以使得能够插入应用的版本号或插入指示这样的版本号的其它信息，诸如传感器序列号，其可以由编程单元用于在其存储器中找到所需的版本号。编程单元还可以使用传感器通信模块直接从传感器取得版本号。编程单元可以包括使用目标TPM系统选择和版本号的算法以自动检测为了将传感器配置为根据目标TPM系统操作，传感器是否需要完全的现场软件更新、上传数据或不进行附加的动作中的任何一种。

优选地，编程单元包括以下软件组件中的至少一个并且最优选地包括所有：

车辆组数据库(VGDB)：VGDB将车辆分成组。每个组实现一个TPM系统。车辆组数据库包含表示车辆组的多个条目。每个条目包含由制造商、型号、品牌、日期和可能的其它因素确定的多个特定车辆型号。条目优选地是数字，但也可以是字母数字标识符。二进制文件选择器(selector)使用车辆组数据库来确定目标车辆支持哪种TPM系统(车辆组)。

版本对数据库(VPDB)：VPDB存储由车辆组支持的应用和子应用版本的列表。版本对数据库中的每个条目表示一个车辆组。条目包含多个版本对(VP)，每个VP至少包括恰好一个应用版本(AV)和恰好一个子应用版本(SAV)。条目优选地是数字，但也可以是字母数字标识符。二进制文件选择器使用版本对来确定传感器是否需要完全的软件更新、只需要适配或根本不需要任何动作。

应用数据库(ADB)和子应用数据库(SADB)：应用数据库(ADB)和子应用数据库(SADB)存储包含可用应用和子应用的二进制文件的S-record(SREC)文件。每个SREC由置于分开的行中的多条记录组成。记录可以具有以下结构：

可以使用引导加载器协议(sec_btldr_prot)将来自二进制文件的记录传送到传感器。每条记录可以在单个写(WRITE)命令内传送。

可以存在如上所述的多个数据库。替代地，可以存在任何数量的数据库，其存储具有数据库信息的表。优选地，只有一个数据库存储包括车辆组、版本对、应用和子应用的四个表。重要的是数据结构。数据是存储在一个还是多个数据库或表中是不相关的。

数据库更新器(updater)：必须定期更新VGDB、VPDB、ADB和SADB，以便适应最新的软件更新、新的车辆型号和TPM系统。必要时，供应商将向编程单元生产商提供数据库的内容。数据库更新器的角色是(很可能是从互联网位置)下载最新版本的数据库并在本地更新数据库。

二进制文件选择器(selector)：取决于目标车辆和驻留在传感器上的当前应用和子应用，可能需要以下动作之一来使传感器适配目标车辆：

·仅传送子应用(典型)

·将应用和默认的子应用传送到传感器(罕见)

·无(Nothing)：车辆不被支持或传感器已经支持目标车辆(罕见)

选择要传送到传感器的(一个或多个)二进制文件由二进制文件选择器完成。它优选地根据本文公开的算法操作。

应用加载器：应用加载器实现引导加载器协议(sec_btldr_prot)的传送器端。它的角色是按照二进制文件选择器的请求将二进制文件(SREC)传送到传感器。

如果将应用二进制文件和默认的子应用二进制文件传送到传感器，则优选地在单个引导加载会话内执行该传送。

另一个实施例涉及一种编程TPMS传感器的方法。在启动该过程之后，编程单元从诸如键盘、触摸屏等的用户输入设备获取车辆类型/品牌/型号中的至少一个。在随后的提取步骤中，从车辆组数据库(VGDB)中提取目标车辆的车辆组。如果未找到车辆组，则显示错误，指示不支持所选择的类型/品牌/型号。然后可以终止或重新启动该方法。如果找到车辆组，则从版本对数据库中提取该车辆组的至少一个版本对。然后将获取挑战命令传送到TPMS传感器并接收回复。在肯定回复的情况下，算法继续，否则算法中止并且可以显示错误消息。在下一步骤中，从回复中提取当前传感器应用版本(AV)和子应用版本(SAV)。在下一步骤中，检查这些应用版本(AV)之一是否存在于从版本数据库(VPDB)中提取出的版本对(VP)之一中。

如果这不为真，则选择具有最大应用版本(AV)的版本对(VP)。然后，基于来自所选择的版本对(VP)的应用版本(AV)和子应用版本(SAV)从应用数据库(ADB)和子应用数据库(SADB)获得应用的二进制文件。将获得的应用和子应用的二进制文件加载到传感器。在下载之后，优选地显示成功消息。最后，算法终止。

如果在上述检查应用版本(AV)之一是否存在于版本对(VP)之一中的步骤中，确定当前传感器应用版本(AV)存在于从数据库中提取出的版本对(VP)之一中，则检查传感器当前子应用版本(SAV)是否等于从版本对数据库(VPDB)中提取出的版本对(VP)之一的子应用版本(SAV)。如果这为真，则不需要修改传感器存储器，并且继续显示成功消息的步骤。如果不为真，则基于来自提取出的版本对(VP)之一的子应用版本(SAV)从子应用数据库(SADB)获得子应用的二进制文件。该子应用被加载到传感器。在成功下载之后，可以显示成功消息。

附图说明

在下文中，将参考附图，通过示例的方式而非限制本发明的总体构思，在实施例的示例中描述本发明。

图1示出了传感器配置系统的基本结构和使用。

图2示出了传感器配置系统的细节。

图3示出了传感器的逻辑结构。

图4示出了编程单元的逻辑结构。

图5示出了传感器和编程单元之间传送的数据的细节。

图6a和图6b示出了从时间顺序和部署角度来看的不同场景下的传感器配置系统。

图7示出了编程单元中的软件组件。

图8示出了传感器适配算法。

具体实施方式

在图1中，示出了传感器配置系统840的基本结构和使用。编程单元100可以具有输出设备110(优选地是显示器或打印机)，以及输入设备170(优选地是触摸屏、键盘或条形码扫描仪)。输出设备可以向安装人员830(安装传感器的人)提供多个选项，例如用于选择传感器必须在其内进行操作的目标车辆。安装人员可以将他的选项选择与输入设备通信。编程单元将例如经由无线通信接口120配置传感器，以使传感器根据由安装人员选择的车辆使用的特定TPM系统进行操作。

在图2中，示出了传感器配置系统的更多细节。编程单元100优选地具有微控制器或微处理器130，微控制器或微处理器130进一步连接到存储器140或存储装置。存储器可以被组织为数据库并且可以包含关于车辆和传感器的信息。存储器可以是任何类型的RAM/ROM、盘驱动器或网络连接的存储装置。如果关于车辆的信息包括车辆制造商、车辆型号、制造年份、车辆识别号和特定TPMS要求中的至少一个，那么这是进一步优选的。关于传感器的信息可以包括第一应用、第一子应用、第二应用、第二子应用和辅助数据中的至少一个。此外，特定车辆制造商、型号、年份或个别车辆与特定应用之间可能存在交叉链接。还可能存在关于传感器硬件和软件的信息，诸如制造商、型号、制造年份、软件版本号以及特定硬件能力，诸如处理能力和存储器空间。编程单元100可以包含应用加载器180，以链接关于车辆和传感器的信息以及存储在其存储器内的其它信息，以选择要例如经由无线通信120传输到传感器200的通信数据500的适当内容。传感器还可以接收和使用该通信数据内容，以将其自身配置为与特定TPM系统一起操作。

为了与传感器通信并将软件上传到传感器，可以提供编程单元通信模块160。该通信模块优选地是无线通信模块，但也可以是有线通信模块。虽然唯一的定向通信模块足以将数据上传到传感器，但是优选地具有双向通信模块，用于将数据传送到传感器并从传感器接收信息。接收到的数据可以是关于传感器的信息，诸如制造商、类型、制造年份、软件版本或序列号。还可以接收校验和或上传数据的确认。如果编程单元具有可以由微控制器或微处理器130控制的输出设备110和输入设备170，那么这是进一步优选的。进一步优选的是，微控制器/微处理器可以访问网络接口150，网络接口150可以提供到外部计算机、外部网络、外部数据存储装置或到互联网的连接。这可以用于更新数据库420、下载和/或更新关于车辆、传感器、应用或用于处理和/或编译这些信息所需的任何软件的信息。

传感器200优选地包括用于与非易失性存储器240一起控制传感器的处理单元230。该存储器优选地可以是闪存、EEPROM、ROM存储器或电池供电的RAM。可以提供环境压力传感器280，用于监测轮胎内的气体压力并将这种压力信息提供给处理单元。还可以存在至少一个辅助传感器290，用于测量传感器环境条件，诸如加速度、冲击或温度。为了与编程单元100通信，可以提供至少一个传感器通信模块260，该传感器通信模块至少包括无线传送器261和无线或有线接收器262。该传感器通信模块包括引导加载器530，以从编程单元100接收通信数据500并将其存储到存储器240中。优选地，通信数据可以包括第一应用510或第二应用520中的至少一个。为了给传感器200供电，可以提供电池270。

优选地，相同的传感器通信模块使得能够与车辆通信。虽然用于从编程单元100上传软件以及在正常操作和轮胎压力监测期间的通信要求明显不同，但是它们可以由相同的传感器通信模块处理。数据上传的最低要求是传感器通信模块260中的接收器262与引导加载器530通信。轮胎压力监测的最低要求是用于将状态信息传送到车辆的传送器261。可能存在用于这两条通信路径的低功率收发器。也可能存在高速高功率传送器。当然，可以提供任何进一步的组合，诸如用于软件上传的全高速收发器和用于压力监测的全低功率低速收发器。

图3示出了传感器的逻辑结构。可以存在用于一般系统管理任务的系统管理器310，一般系统管理任务诸如传感器资源(诸如环境感测组件、非易失性存储器、通信模块、处理单元等)的功率管理、任务调度或硬件管理。系统管理器还可以包括实用工具(utility)功能，诸如定时器、数学运算符、存储器操纵、串操纵等。系统管理器可以向至少一个应用或子应用提供对其实现的功能的访问。传感器也可以包括存储在非易失性存储器240内的第一应用510、第一子应用511、第二应用520和第二子应用521中的至少一个。

图4示出了编程单元的逻辑结构。它具有用于将数据上传到传感器的应用加载器180。可以存在用于收集可上传数据的上传管理器410。它可以是应用加载器180的一部分。此外，可以提供数据库420，用于存储关于车辆和/或传感器的信息和/或用于存储相关的应用。可以提供用户界面管理器430以与安装人员830通信。还可以存在网络管理器440和TPMS接收器管理器450。

图5示出了在编程单元100和传感器200之间传输的数据。数据500可以包括第一应用510、第一子应用511、第二应用520、第二子应用521和辅助数据550中的至少一个。辅助数据550可以包含传感器识别号、固件更新、数据接收确认、协议握手、驻留在传感器上的软件的版本号、用于调用传感器生产商专有功能的校验和或代码。在通信数据500内确切传送的内容由应用加载器180决定，并且取决于传感器存储器240的内容、传感器寿命中的当前点以及可能的其它因素。

图6示出了从时间顺序和部署的角度来看的传感器配置系统。

图6a示出了第一场景，其中传感器200不需要完全的现场软件更新，完全的现场软件更新包括更新驻留在非易失性存储器240中的第一应用510、第一子应用511、第二应用520、第二子应用521以及辅助数据550中的至少一个。在生产设施800内，通过使用生产编程单元600，至少引导加载器530和可选的应用被加载(710)到传感器的非易失性存储器240。生产编程单元优选地能够一次处理多个传感器，并且它可以使用传感器通信模块260或者其直接访问模块220写入到非易失性存储器。在另一个实施例中，使用其直接访问模块220仅可以将第一应用上传到处理单元，并且通过使用传感器通信模块260上传第二应用。任何其它组合也是可能的。接下来，传感器经由其供应链810被运送到安装设施820。在目的地处，编程单元100用于指定传感器应该被配置到哪个目标TPM系统。编程单元与TPMS传感器通信，并且它使用从传感器接收到的信息，诸如存储在传感器内的软件的版本号以及其内部数据库420，以确定传感器不需要完全的现场软件更新。编程单元还确定传感器需要安装新的应用。相应地，仅应用代码被传输到传感器(720)，从而使其与所需的TPM系统兼容。整个通信过程相对较快，据报道它持续约3秒。

图6b示出了第二场景，其中传感器需要完全的现场软件更新。类似于图6a中所示的过程，传感器在生产设施800中被初始化，并且然后它经由供应链810运送到安装设施820。类似地，安装人员在编程单元100上选择目标TPM系统并且该工具确定是否需要完全的现场软件更新。根据工具数据库，驻留在传感器存储器中的应用的版本不支持目标TPM系统。在完全的现场软件更新710内将较新版本的应用上传到传感器，该较新版本支持目标TPM系统。在上传完成之后，编程单元自动将所需的应用代码上传到传感器(720)，以便使新上传的应用将传感器配置为根据目标TPM系统进行操作。整个通信过程明显长于图6a中呈现的过程，据报道它持续约30秒。图6a中呈现的过程比图6b中呈现的过程更常见，因为仅在完全的现场软件更新必要时才需要更新应用。

在图7中，示出了编程单元中的软件组件。编程单元100从在线数据库850获取最新数据库和/或最新数据库更新851，并从中生成由无线通信120传送到TPMS传感器200的数据。数据库更新由数据库更新器910管理，数据库更新器910从在线数据库获取最新数据库并将获得的数据分发到不同的数据库编程单元中。这里，使用术语“数据库”是为了简化和清楚起见。当然，可以使用单个数据库，而不是使用多个数据库。替代地，可以使用同一数据库中的多个表，而不是使用多个数据库。数据库更新器910更新911车辆组数据库(VGDB)920。车辆组数据库优选地包含多个车辆组921、922。每个车辆组优选地包括多个车辆条目923、924。优选地，公共车辆组内的车辆使用相同的TPM系统。各个车辆的具体参数可以不同。

数据库更新器910还更新912版本对数据库(VPDB)930。版本对数据库优选地包含多个组931、932。每个组优选地包括版本对933、934。每个版本对包括恰好一个应用版本(AV)935和恰好一个子应用版本(SAV)936。

数据库更新器910还更新913应用数据库(ADB)940。

最终文件选择器从车辆组数据库920获取车辆组961、从版本对数据库930获取车辆对962、从应用数据库940获取二进制文件963并从子应用数据库950获取二进制文件964。至少这些二进制文件被转发965到应用加载器180，应用加载器180进一步将这些二进制文件传送到TPMS传感器200。

在图8中，示出了传感器适配算法。该算法从开始970开始。在开始970之后，编程单元从诸如键盘、触摸屏等的用户输入设备获取车辆类型/品牌/型号。在提取步骤972中，从车辆组数据库(VGDB)920中提取目标车辆的车辆组。如果没有找到组973，则显示错误974，从而指示不支持所选择的类型/品牌/型号。在该显示之后，可以指示进一步的错误975和/或终止算法。如果找到组，则从版本对数据库中提取976车辆组的至少一个版本对。然后将获取挑战(Get Challenge)命令传送到TPMS传感器并接收回复。在肯定回复的情况下，算法继续，否则算法中止。在下一步骤中，从回复中提取978当前传感器应用版本(AV)和子应用版本(SAV)。在下一步骤中，检查979这些应用版本(AV)之一是否存在于从版本数据库(VPDB)提取出的版本对(VP)之一中。

如果这不为真，则选择980具有最大应用版本(AV)的版本对(VP)。然后，基于来自所选择的版本对(VP)的应用版本(AV)和子应用版本(SAV)从应用数据库(ADB)和子应用数据库(SADB)获得981应用的二进制文件。所获得的应用和子应用的二进制文件被加载982到传感器。在下载之后，显示986成功消息。最后，算法终止987。

如果在步骤979中确定当前传感器应用版本(AV)存在于从数据库中提取出的版本对(VP)之一中，则检查983传感器当前子应用版本(SAV)是否等于从版本对数据库(VPDB)中提取出的版本对(VP)之一的子应用版本(SAV)。如果这为真，则不需要修改传感器存储器，并且继续显示成功消息的步骤986。如果不为真，则基于来自提取出的版本对(VP)之一的子应用版本(SAV)从子应用数据库(SADB)获得984子应用的二进制文件。该子应用被加载985到传感器。在成功下载之后，显示986成功消息。

标号列表

100 编程单元

110 输出设备

111 程序选项显示

120 无线通信

130 微控制器/微处理器

140 存储器

150 网络接口

160 编程单元通信模块

170 输入设备

180 应用加载器

200 传感器

220 直接访问模块

230 处理单元

240 非易失性存储器

260 传感器通信模块

261 无线传送器

262 无线或有线接收器

270 电池

280 环境压力传感器

290 辅助传感器

310 系统管理器

410 上传管理器

420 数据库

430 用户界面管理器

440 网络管理器

450 接收器管理器

500 通信数据

510 第一应用

511 第一子应用

520 第二应用

521 第二子应用

530 引导加载器

550 辅助数据

600 生产编程单元

710 完全的现场软件更新

720 上传配置代码

800 生产设施

810 供应链

820 安装设施

830 安装人员

840 传感器配置系统

850 在线数据库

851 获取最新数据库

910 数据库更新器

911 VGDB的更新

912 VPDB的更新

913 ADB的更新

914 更新

920 车辆组数据库(VGDB)

921 第一车辆组

922 第n车辆组

923 车辆1

924 车辆n

930 版本对数据库(VPDB)

931 第一组

932 第n组

933 第一版对

934 第n版本对

935 应用版本

936 子应用版本

940 应用数据库(ADB)

941 应用版本1

942 应用版本n

943 二进制文件

950 子应用数据库(SADB)

951 子应用版本1

952 子应用版本n

953 二进制文件

960 二进制文件选择器

961 获取车辆组

962 获取车辆对

963 获取二进制文件

964 获取二进制文件

965 请求二进制文件传输

970 启动

971 从用户输入获取车辆目标类型/品牌/型号

972 从VGDB中提取目标车辆的车辆组

973 发现组？

974 显示错误：不支持

975 错误

976 从VPDB中提取组的VP

977 传送获取挑战并获取回复

978 从回复中提取传感器当前AV和SAV

979 传感器当前AV存在于从DB中提取出的VP之一中？

980 选择具有最大AV的VP

981 基于来自所选择的VP的AV和SAV从ADB获取应用的二进制文件和从SADB获取子应用的二进制文件

982 通过使用引导加载协议将应用和子应用(作为默认子应用)的二进制文件加载到传感器。

983 传感器当前SAV等于从VPDB中提取出的VP之一的SAV？

984 基于来自提取出的VP之一的SAV从SADB获取子应用的二进制文件

985 通过使用引导加载协议将子应用加载到传感器

986 显示成功

987 成功/终止

Claims

1.一种用于TPMS传感器(200)的编程单元(100)，至少包括微控制器或微处理器(130)和存储至少一个数据库的存储器(140)，所述存储器包括：

车辆组数据库(920)，包括多个车辆组(921，922)，每个车辆组包括至少一个车辆(923，924)；

版本对数据库(930)，包括多个版本对组(931，932)，每个版本对组表示一个车辆组并且包括至少一个版本对(933，934)，

其特征在于：

每个版本对包括相关联的应用版本(935)和相关联的子应用版本(936)；

应用数据库(940)，包括多个应用版本(941，942)，每个应用版本包括相关联的二进制文件(943)；

子应用数据库(950)，包括多个子应用版本(951，952)，每个子应用版本包括相关联的二进制文件(953)。

2.如权利要求1所述的编程单元(100)，

其特征在于：

所述编程单元还包括二进制文件选择器(960)，用于基于所选择的车辆而从应用数据库(940)的二进制文件(943)和子应用数据库(950)的二进制文件(953)当中选择至少一个二进制文件(943，953)。

3.如权利要求2所述的编程单元(100)，

其特征在于：

如果目标TPMS传感器没有在存储器中存储用于应用的二进制文件(943)，则二进制文件选择器(960)还从应用数据库(940)的二进制文件(943)选择用于应用的二进制文件(943)以及从子应用数据库(950)的二进制文件(953)选择用于子应用的二进制文件(953)，以用于存储在该存储器中。

4.如权利要求2所述的编程单元(100)，

其特征在于：

如果目标TPMS传感器没有在存储器中存储用于子应用的二进制文件(953)，则二进制文件选择器(960)还从子应用数据库(950)的二进制文件(953)选择用于子应用的二进制文件(953)，以用于存储在该存储器中。

5.如前述权利要求中任一项所述的编程单元(100)，

其特征在于：

所述编程单元还包括应用加载器(180)，其首先至少请求存储在来自TPMS传感器的非易失性存储器(240)中的二进制文件的应用版本(941，942)和/或子应用版本(951，952)。

6.一种轮胎压力监测传感器(200)，至少包括处理单元(230)和非易失性存储器(240)，所述非易失性存储器还包括可执行代码，其中可执行代码至少包括用于将至少应用二进制文件(943)和/或子应用二进制文件(953)加载到所述非易失性存储器中的引导加载器(530)；

其中，所述处理单元(230)被配置为通过以下操作来配置所述轮胎压力监测传感器(200)：

(i)在从编程单元(100)接收到GET CHALLENGE命令后，向所述编程单元(100)发送响应，所述响应包括所述轮胎压力监测传感器(200)的当前应用版本和当前子应用版本；

(ii)如果在从车辆组数据库中提取的任何版本对中都不存在所述当前应用版本，则接收与具有最大应用版本的版本对相关联的应用二进制文件(943)和子应用二进制文件(953)并控制以加载该应用二进制文件(943)和子应用二进制文件(953)；

(iii)如果所述当前应用版本存在于从所述车辆组数据库中提取的第一版本对中，并且所述当前子应用版本不存在于所述第一版本对中，则接收与所述第一版本对相关联的子应用二进制文件(953)并控制以加载该子应用二进制文件(953)。

7.如权利要求6所述的轮胎压力监测传感器(200)，

其特征在于：

引导加载器(530)被配置为至少转发存储在非易失性存储器(240)中的二进制文件的应用版本(941，942)和/或子应用版本(951，952)。

8.一种TPMS传感器配置系统，包括如权利要求1至5中任一项所述的编程单元(100)和如权利要求6或7所述的轮胎压力监测传感器(200)。

9.一种通过编程单元(100)来配置轮胎压力监测传感器(200)的方法，包括编程单元中的以下步骤：

a)从输入设备获取目标车辆类型/品牌/型号(971)，

b)从车辆组数据库中提取目标车辆的车辆组(972)，

c)如果没有找到车辆组，则可选地显示错误消息(974)并终止所述方法，

d)从版本对数据库中提取车辆组的版本对(976)，

e)将GET CHALLENGE命令传送(977)到轮胎压力监测传感器并从轮胎压力监测传感器获取回复，

f)从所述回复中提取传感器中的当前应用版本和子应用版本(978)，

g)如果当前应用版本存在于步骤d)的版本对中(979)，则继续步骤k，

h)从提取出的版本对中选择具有最大应用版本的版本对，并获取相关联的应用版本和/或子应用版本(980)，

i)基于应用版本和/或子应用版本从应用数据库获取应用的二进制文件和/或从子应用数据库获取子应用的二进制文件(981)，

j)将来自应用数据库的应用的二进制文件和/或子应用的二进制文件加载到轮胎压力监测传感器，并继续步骤n(982)，

k)如果当前子应用版本存在于步骤d)的版本对中(983)，则继续步骤n，

l)基于版本对之一的子应用版本从子应用数据库中获取(984)子应用的二进制文件，

m)将子应用的二进制文件加载到轮胎压力监测传感器(985)，

n)可选地显示成功消息。