CN109562660B - 用于检测和估计具有集成径向加速度传感器的车轮单元的自身旋转角度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的主题是用于检测和估计具有加速度传感器的车轮单元绕安装轴线的自身旋转角度的方法，该车轮单元与轮胎相关联，轮胎被安装在轮辋上，从而形成车轮，该传感器在车轮的旋转期间检测重力，从而形成正弦曲线（S1至S3）。车轮单元安装在车轮上，其中加速度传感器相对于与轮辋相切的平面而直接或间接地倾斜。通过比较针对车轮单元在车轮上的初始安装位置中和在该给定时刻处的其位置中所分别获得的正弦曲线（S1至S3）的至少一个参数（ΔGr1、ΔGr2；Δdec1、Δdec2），来估计所述车轮单元及因此所述加速度传感器在给定时刻处的自身旋转角度。

Description

用于检测和估计具有集成径向加速度传感器的车轮单元的自 身旋转角度的方法

技术领域

本发明涉及汽车领域。更精确地说，本发明涉及用于检测和估计车轮单元绕安装轴线的自身旋转（rotation sur elle-même）角度以用于利用被集成到所述车轮单元中的径向加速度传感器来测量轮胎的操作参数的方法。

背景技术

在轮胎被安装于轮辋上、与轮辋一起形成能够绕滚动轴线旋转的车辆车轮的情况下，车轮单元被安装在车轮中并且包含加速度传感器。当车轮旋转时，加速度传感器检测重力，从而形成正弦曲线。

在图1中，虚线曲线示出了正弦曲线S0，其周期使得有可能计算与加速度传感器相关联的车轮的旋转速度，车轮的该旋转速度是车轮的直径和正弦曲线的周期的函数。正弦曲线S0在最大正振幅+Gr和最大负振幅-Gr之间变化。

在点A处，加速度传感器检测到处于+Gr的重力，这是正弦曲线S0的最大振幅点。在点C处，所检测到的重力处于0，加速度传感器垂直于该力。点E对应于正弦曲线的最大负振幅-Gr，传感器检测到负重力。点G对应于处于0的重力，传感器垂直于该力，且因此垂直于正弦曲线S0经由其横坐标轴的通过（passage）。正弦曲线S0的周期将是取决于车轮直径的旋转速度的图像（image）。

已知的是，机动车辆车轮的操作参数的测量由安装在电子模块中的传感器执行，所述电子模块被称为用于测量车轮轮胎的操作参数的电子单元或车轮单元。这些传感器可以是车轮的轮胎中的压力传感器和/或径向加速度传感器，从而使得有可能确定车轮的旋转速度。下文中，术语“车轮单元”将被用于表示这样的元件。

如所已知的，车轮单元通常包括微处理器、存储器、射频发射器、电源电池和能够测量车轮径向加速度的至少一个径向加速度传感器，该径向加速度传感器被安装在形成印刷电路板的支撑件上。由通常与加速度传感器相关联的无线电波发射装置经由射频将径向加速度测量结果发送到用于监测每个车轮的操作参数（并且特别是其旋转速度）的中央系统，该中央系统被称为车轮中央控制单元。该无线电波发射装置具有天线，这些天线精确地朝向车轮中央控制单元取向以便优化发射。

有可能使由车轮单元经由发射拨盘（cadrans d'émission）将无线电帧（trame）发射到车轮中央控制单元与图1中所示出的正弦曲线同步。

为了将信息发射到车轮中央控制单元，车轮单元发射周期性无线电帧。无线电帧的接收质量与车轮单元的位置有直接关系，车轮单元的位置改变能够使射频天线的取向变化且因此使在车轮单元和中央射频接收单元之间的无线电链路恶化。

在车轮单元的使用寿命期间，车轮单元可能会以不希望的方式绕轴线自身旋转达小的旋转角度，该轴线是车轮单元的安装轴线，例如，在一些非限制性构型形式中为径向于车轮的轴线。在以下的文本中，车轮单元的这种旋转将被称为车轮单元的自身旋转。车轮单元自身旋转的影响使射频性能恶化。

如被集成到车轮单元中的径向加速度传感器的使用不允许检测该车轮单元的对于射频发射来说不正确的位置。

与此独立的是，在车轮单元的一些安装构型中，车轮单元被安装在轮辋上，使得其加速度传感器与车轮的滚动轴线相切且平行地延伸。在其他安装构型中，车轮单元被安装在轮辋上，使得其传感器被定位成垂直于车轮轮辋的平面，或者车轮单元也可被安装在轮胎的或轮辋的侧壁上。

这意味着每个安装构型需要径向加速度传感器的特定布置，特别是相对于其支撑件。具体地，在第一集成模式中，径向加速度传感器平行于其支撑件被安装，而在第二集成模式中，径向加速度传感器垂直于支撑件被安装。这意味着必须针对这些安装构型设计两种不同类型的车轮单元。

本发明的问题在于检测和估计车轮单元的不希望的自身旋转角度以用于利用被集成到所述车轮单元中的径向加速度传感器来测量轮胎的操作参数。

本发明潜在的另一问题在于监测作为车轮单元的自身旋转角度的函数的由车轮单元实现的无线电波发射功率，有可能通过补偿由于车轮单元的自身旋转角度所引起的发射功率的变化来进行。

发明内容

为此，本发明涉及用于检测和估计车轮单元绕其安装轴线的自身旋转角度的方法，所述车轮单元用于测量轮胎的操作参数，其中径向加速度传感器被集成到所述车轮单元中，轮胎被安装在轮辋上，其与轮辋一起形成能够绕滚动轴线旋转的车辆车轮，传感器在车轮的旋转期间检测重力，从而形成作为时间的函数的正弦曲线，车轮的旋转速度是车轮的直径和正弦曲线的周期的函数，值得注意的是：车轮单元被安装在车轮上，其中加速度传感器相对于与轮辋相切的平面而直接地或间接地倾斜；并且通过比较针对车轮单元在车轮上的初始安装位置中和在该给定时刻处的其位置中所分别获得的正弦曲线的至少一个参数来估计所述车轮单元及因此所述加速度传感器在给定时刻处的自身旋转角度。

本发明使得有可能检测车轮单元的不希望的自身旋转，以将此指示给车轮单元自身或车辆的车轮中央控制单元，并且可能地使得有可能补偿发射功率以便保证足够的无线电链路收支（bilan）来使系统仍操作。

检测车轮单元相对于其初始安装位置的自身旋转，该初始安装位置是无线电波发射的最佳估计位置，被集成到车轮单元中的波发射装置的天线能够在该位置中指向无线电波接收单元，特别是指向车轮中央控制单元。

有利地，用于估计所述车轮单元的自身旋转角度的正弦曲线的所述至少一个参数是在初始位置中和在给定时刻处正弦曲线之间的相位偏移或正弦曲线的振幅差异。

该方法的第一实施例使得有可能检测车轮单元绕其安装轴线的这种自身旋转。如果加速度传感器开始绕其安装轴线旋转，并且由于传感器的位置相对于与轮辋相切的平面具有倾斜、优选地倾斜达45°的角度，则在重力测量的振幅和该模块的旋转角度之间将存在直接的关系。

如果车轮单元开始自身旋转，则角度偏移将起作用。可将该相位偏移与由车轮单元外部的计算机执行的角度测量进行比较。如果无线电帧的射出相对于预期的（即，初始射出角度）发生相位偏移，则车轮单元将必然已旋转。

有利地，用于估计所述车轮单元的自身旋转角度的正弦曲线的所述至少一个参数是在初始位置中和在给定时刻处正弦曲线之间的相位偏移以及正弦曲线的振幅差异。然后，组合该方法的这两个实施例，以更准确地估计车轮单元绕其安装轴线的旋转角度。

有利地，当所述至少一个参数是正弦曲线的至少一个振幅差异时，使用以下公式来估计作为在初始位置中的标称最大振幅Grnom的函数的在所述车轮单元的自身旋转角度φ处的最大振幅：

对于在[0°和90°]之间以及[180°和270°]之间的φ，Gr = Grnom . cos(φ/2)

对于在[90°和180°]之间以及[270°和360°]之间的φ，Gr = Grnom . sin(φ/2)。

有利地，当所述至少一个参数是正弦曲线的至少一个相位偏移时，加速度传感器在车轮的用于发射的预定旋转角度处朝向车轮单元的外部发射无线电波，此外测量车轮在发射的时刻的实际旋转角度，如果用于发射的该预定旋转角度不对应于车轮在发射的时刻的实际旋转角度，则由此推断出车轮单元自身旋转达这样的角度：该角度是在用于发射的预定旋转角度和车轮在发射的时刻的实际旋转角度之间的差异。

本发明涉及用于监测和补偿来自车轮单元的加速度传感器的无线电波的发射功率的方法，值得注意的是：根据这样的检测和估计方法来估计车轮单元的自身旋转角度，并且一射出角度范围被认为允许以可接受的功率发射无线电波，并且当该旋转角度对应于不在预定的射出角度范围内的射出角度时，发射出发射功率不可接受的诊断。

根据本发明的方法在移动时是有效的。该射出角度范围是通过经验确定的，其在车轮单元的初始位置附近例如-30°和+30°之间，这不是限制性的。

有利地，根据对于每种类型的车轮单元来说特定的预定表来补偿无线电波发射功率。

本发明最后涉及用于测量轮胎的操作参数的车轮单元，所述轮胎被安装在轮辋上，轮胎和轮辋一起形成能够绕滚动轴线旋转的车辆车轮，车轮单元包括支撑件，该支撑件被设计成被安装在车轮上并且支承能够测量车轮的径向加速度的径向加速度传感器，该径向加速度传感器包括用于朝向车轮单元的外部发射无线电波的装置，值得注意的是：径向加速度传感器被安装成相对于与轮辋或与轮胎相切的平面在角度范围内直接或间接地倾斜；并且该单元包括用于比较针对车轮单元在车轮上的初始安装位置中和在给定时刻处的位置中所分别获得的正弦曲线的至少一个参数的元件、以及用于估计车轮单元的自身旋转角度的元件，以便实施这样的检测和估计方法。

可将这样的车轮单元应用在轮辋的安装平面、轮胎胎面的内表面、轮胎内部的轮胎充气阀或轮胎的侧壁上。

有利地，车轮单元包括这样的元件，该元件用于计算在初始位置中和在给定时刻处正弦曲线的振幅之间的差异；并且包括这样的机构，该机构用于诊断这些振幅之间的差异何时不在被存储于车轮单元中的预定的射出角度范围内。

本发明还涉及机动车辆的车轮中央控制单元、车轮防抱死系统和车轮组成的组件，每个车轮包括这样的车轮单元，车轮防抱死系统包括能够测量每个车轮在给定时刻处的实际旋转的角度编码器、以及用于将每个车轮的实际旋转的测量结果发射到车轮中央控制单元的机构，每个车轮的车轮单元的发射装置在被存储于车轮中央控制单元中的车轮的发射旋转角度处将无线电波发射到车轮中央控制单元，值得注意的是：车轮中央控制单元一方面具有用于将由角度编码器检测到的每个车轮在发射的时刻的实际旋转的测量结果和所存储的发射旋转角度进行比较的元件，并且另一方面具有这样的机构，该机构用于当在发射的时刻实际旋转的测量结果和所存储的发射旋转角度之间的差异不在被存储于车轮中央控制单元中的预定的射出角度范围内时诊断车轮单元的发射装置的发射功率的修改不可接受。

附图说明

本发明的其他特征、目的和优点在阅读将在后面的详细描述时和在检查附图时将变得显而易见，附图是以非限制性示例的方式给出的，并且在附图中：

- 图1图示了可由相应的加速度传感器遵循的作为时间的函数的四个曲线，其中第一正弦曲线是在加速度传感器被安装于与相关联的车轮的轮辋或与相关联的车轮的轮胎相切的平面中的情况下获得的，其他三个正弦曲线是在加速度传感器被安装成相对于与轮辋或与轮胎相切的平面倾斜的情况下获得的，第二正弦曲线是针对未绕其安装轴线自身旋转的加速度传感器获得的，并且第三和第四正弦曲线是针对已自身旋转达两个相应角度的加速度传感器获得的，所考虑的用于估计旋转角度的参数是：最后三个正弦曲线之间的振幅差异，然后依照根据本发明的方法的第一实施例实施估计；和/或最后三个正弦曲线之间的相位偏移差异，然后依照根据本发明的方法的第二实施例实施估计，

- 图2示出了车轮单元的四个实施例，其中加速度传感器相对于车轮轮辋的切向平面以45°倾斜，这示出了最佳但非限制性的情况，根据图2的传感器的这样的实施例能够被用于实施根据本发明的用于检测和估计车轮单元的自身旋转角度的方法，

- 图3示出了正弦曲线的振幅变化，其被测量作为针对车轮单元的各种自身旋转角度的传感器值，

- 图4示出了详述根据本发明的第一实施例的方法的步骤的流程图，

- 图5示出了详述根据本发明的第二实施例的方法的步骤的流程图。

具体实施方式

参考组合地考虑的所有附图，并且特别是参考图2，本发明涉及用于检测和估计车轮单元30绕其安装轴线AM的自身旋转角度的方法，所述车轮单元30用于利用径向加速度传感器32来测量轮胎22的操作参数，所述径向加速度传感器32被集成到所述车轮单元30中。

图2同时示出了在各个相应位置中的四个车轮单元30，但容易理解的是，一般来说，每个轮胎22存在仅一个车轮单元30。这些车轮单元30中的三个的安装轴线AM被示出为径向于车轮20延伸，但是安装轴线AM可很好地相对于车轮20延伸到另一位置，例如，横向于轮胎22或在另一方向上延伸。在车轮20的周边上的点A、B、C、D、E、F、G、H与图1中标记的点相同，每个点指示车轮20的旋转位置。

如常规的那样，轮胎22被安装在轮辋21上，其与轮辋21一起形成能够绕滚动轴线旋转的车辆车轮20，车轮20沿箭头40旋转。如图2中所示出，每个车轮单元30包括被安装在支撑件31上的加速度传感器32。

所提出的是，将径向加速度传感器安装成相对于与轮辋或与轮胎相切的平面直接地或间接地倾斜，这可能地使得有可能（特别是当倾斜角度为45°时）针对上文提到的两种安装构型使用传感器的同一位置。通过使加速度传感器相对于其支撑件倾斜来获得直接倾斜，而通过使支撑件倾斜且传感器相对于其支撑件不倾斜来获得间接倾斜。

应记住的是，相对于轮辋的切向平面的这样的倾斜并不等同于由车轮单元的自身旋转（这种旋转绕车轮单元30的安装轴线AM发生）引发的加速度传感器的自身旋转。

图2示出了同一个车轮的四个车轮单元30，而仅仅一个就已经足够。对于四个车轮单元30（它们分别被紧固抵靠轮辋21）中的第一个和第二个（在图2的右上侧，或在轮胎的胎面下方的轮胎22的内部圆形周边上、在图2的左上侧），径向加速度传感器32被安装在相对于轮辋21的切向平面倾斜达45°的角度α的第一位置中。在这两种情况下，当仅径向加速度传感器32倾斜而其支撑件31没有倾斜时，车轮单元30的安装轴线AM径向于车轮20延伸。

相同情况适用于形成轮胎22的充气阀23的部分的第三车轮单元30，其在图2的右下侧示出。对于被紧固到轮胎22的侧壁的第四车轮单元30（在图2的左下侧示出）来说不是这种情况。45°的倾斜角度是优选的但不是限制性的。可设想具有相对宽的倾斜角度α范围，例如，在30°和60°之间。

根据本发明被检测的是无线电波发射装置绕其安装轴线AM的自身旋转，其可能会改变该装置的发射天线的取向并降低发射功率。然而，由于无线电波发射装置可联结到被集成到车轮单元30中的径向加速度传感器32且因此联结到车轮单元30自身，因此车轮单元30绕其安装轴线AM的自身旋转将必然导致无线电波发射装置和加速度传感器32的旋转。

更特别地参考图1和图2，当车轮20旋转时，在倾斜位置中的径向加速度传感器32检测重力，从而形成作为时间的函数的正弦曲线S1至S3，车轮20的旋转速度是车轮20的直径和正弦曲线S1至S3的周期的函数。

根据本发明，通过比较在车轮单元30在车轮20上的初始安装位置中与在该给定时刻处的其位置中所分别获得的正弦曲线S1至S3的至少一个参数ΔGr1、ΔGr2；Δdec1、Δdec2，来估计所述车轮单元30及因此所述加速度传感器32在给定时刻的自身旋转角度。

这在图1中针对呈实线的三个正弦曲线S1至S3而示出，呈虚线的正弦曲线S0对应于相对于轮辋21的切向平面不倾斜并且不落入本发明的背景内的传感器32。

不具有图案的呈实线的第一正弦曲线S1是针对用于朝向车轮单元30的外部发射（特别是发射到机动车辆的车轮中央控制单元）的无线电波的装置的最佳位置所获得的正弦曲线S1。因此，第一正弦曲线S1的最大振幅是呈实线的三个正弦曲线S1至S3的最大振幅中的最高者，其对应于相对于轮辋21的切向平面而倾斜的传感器32。

呈实线的其他两个正弦曲线S2、S3（分别通过圆和方块来区分）是在车轮单元30进行相应的自身旋转期间获得的。在图1中可见的是，这两个正弦曲线S2、S3的最大振幅低于呈实线的第一正弦曲线S1的最大振幅，这些最大振幅是在图1的情况下相比较而言的。同样，在图1中，具有圆或方块的正弦曲线S2、S3与呈实线的第一正弦曲线S1具有相位偏移Δdec1、Δdec2。

因此，根据本发明的第一实施例，用于估计所述车轮单元30的自身旋转角度的正弦曲线S1至S3的参数可以是正弦曲线S1至S3的振幅差异ΔGr1、ΔGr2，这是针对两个正弦曲线S2、S3（所述正弦曲线S2、S3对应于可已绕其安装轴线AM自身旋转的车轮单元30）与被称为标称正弦曲线的正弦曲线S1（所述正弦曲线S1与在车轮30上的其初始紧固位置中的车轮单元30有关）而言的。可优选地比较这些最大振幅，或比较分别对应于以下的两个振幅：已旋转的单元在给定时刻处的振幅，与车轮单元在其初始位置中的理论正弦曲线在同一时刻的振幅。

作为替代方案，根据本发明的第二实施例，用于估计旋转角度的正弦曲线S1至S3的参数可以是在初始位置处和在给定时刻处正弦曲线S1至S3之间的相位偏移Δdec1、Δdec2。相位偏移差异Δdec1、Δdec2是针对两个正弦曲线S2、S3（所述正弦曲线S2、S3对应于可已绕其安装轴线AM自身旋转的车轮单元30）中的每者相对于标称正弦曲线S1（所述标称正弦曲线S1与在车轮30上的其初始紧固位置中的车轮单元30有关）而确立的。

有可能将这两个估计值组合在一起，基本上用于验证目的。在这种情况下，被纳入考虑以用于估计所述车轮单元30的自身旋转角度的参数ΔGr1、ΔGr2；Δdec1、Δdec2可以是正弦曲线的振幅差异ΔGr1、ΔGr2，所述正弦曲线即，一方面，与可相对于标称正弦曲线S1已旋转的传感器有关的正弦曲线S2，并且另一方面，与可相对于标称正弦曲线S1已旋转的传感器有关的正弦曲线S3。

相同情况适用于在初始位置中和在给定时刻处在正弦曲线S1至S3之间的相位偏移Δdec1、Δdec2，这仍然是在与可已旋转的传感器有关的正弦曲线S2、S3和标称正弦曲线S1之间的。

当这两个估计值给出了不同的值并且没有估计值被认为是异常时，可对这两个值进行平均以便计算车轮单元30绕其安装轴线AM的自身旋转角度。根据偏移来估计车轮单元30的自身旋转可证明是更准确的，但是比通过比较振幅进行估计需要更复杂的估计过程。

当所述至少一个参数是正弦曲线S1至S3的至少一个振幅差异ΔGr1、ΔGr2时，可使用以下公式来估计作为在初始位置中的标称最大振幅Grnom的函数的在所述车轮单元30的自身旋转角度φ处的最大振幅：

对于在[0°和90°]之间以及[180°和270°]之间的φ，Gr = Grnom . cos(φ/2)，

对于在[90°和180°]之间以及[270°和360°]之间的φ，Gr = Grnom . sin(φ/2)。

此外，仍对于参数是正弦曲线S1至S3的至少一个振幅差异ΔGr1、ΔGr2，可估计在给定时刻处在所述车轮单元30的自身旋转角度φ处的振幅Gr。接下来，可针对正弦曲线S1至S3的最大振幅来定义传感器值VC，该标记VC在图3中可见：

β是车轮20在该给定时刻的旋转角度。

例如，如果车轮单元30已相对于其标称轴线旋转了90°，则所测量的振幅将是标称最大振幅Grnom除以2的平方根。

继续参考图1和图2，根据本发明的第二实施例（对于该第二实施例，参数是正弦曲线S1至S3的至少一个相位偏移Δdec1、Δdec2），加速度传感器32在车轮的用于发射的预定旋转角度处朝向车轮单元30的外部发射无线电波。另外，此外测量了车轮在发射期间的实际旋转角度，这有利地通过能够测量每个车轮在给定时刻处的实际旋转的角度编码器来完成，该角度编码器能够形成车轮防抱死（anti-blocage）系统的部分，如将进一步描述的。

如果用于发射的该预定旋转角度不对应于车轮在发射期间的实际旋转角度，则由此推断出车轮单元30自身旋转达这样的角度：该角度是在用于发射的预定旋转角度和车轮在发射的时刻的实际旋转角度之间的差异。

对车轮单元30的自身旋转角度进行这样的估计的目的是监测和可能地补偿被包含到车轮单元30中并且优选地与径向加速度传感器32相关联的射频发射装置的发射功率。

因此，本发明还涉及用于监测和补偿来自车轮单元30的加速度传感器32的无线电波发射功率的方法，所述车轮单元30用于测量轮胎22的操作参数，诸如在上文所提到的。车轮单元30的自身旋转角度对应于无线电波从加速度传感器32的射出角度，其是相对于车轮单元30的初始安装参考角度所取的，该初始安装参考角度是发射功率处于最大时的角度。

术语“最大”不能在其绝对意义上理解。具体地，有可能针对机械上非所期望的位置获得有效地最大的发射功率。因此，考虑到车轮单元的机械局限性或必须遵从的车轮单元30位置，表述“最大功率“应被认为是技术上可能的并且使用先已存在的车轮单元的最大功率。

当车轮单元30自身旋转时，无线电波发射功率可能会减小，但是功率的减小不是车轮单元30的自身旋转角度的函数。

对于该监测和补偿方法，根据检测和估计方法（诸如，上文所描述的检测和估计方法）来估计车轮单元30的自身旋转角度。还确定了被认为允许以可接受的功率发射无线电波的射出角度范围，该射出角度范围能够通过经验获取并且能够被校准。

当该旋转角度对应于不在预定的射出角度范围内的射出角度时，发射出发射功率不可接受的诊断。

另外，可根据对于所使用的每种类型的车轮单元30来说特定的预定表来补偿无线电波发射功率。具体地，不存在这样的数学函数：其作为车轮单元30的自身旋转角度的函数给出发射功率损失。

图3示出了作为车轮单元30的自身旋转角度的函数的最大振幅。获得图1的每个正弦曲线S1至S3的最大振幅，并且使得车轮单元的初始位置的标称最大振幅为1。对于车轮单元30的0°或180°的自身旋转角度，振幅处于最大，而对于车轮单元30的90°的自身旋转角度，振幅处于最小。

可通过经验估计车轮单元30的这样的自身旋转角度范围，对于该自身旋转角度范围，无需校正与径向加速度传感器32相关联的无线电波发射装置的发射功率。在不限制的情况下，从在0°或180°处的最大振幅点开始，角度范围可以是+/- 30°（即，-30°至+30°），或者150°至210°。

图4和图5图示了根据本发明的检测方法的两个实施例中的一个的相应流程图，即，分别利用正弦曲线S1至S3的振幅差异ΔGr1、ΔGr2的测量和相位偏移差异Δdec1、Δdec2的测量，如图1中所见的。

在图4中，对于该图4中不存在的标记还都参考图1和图2，步骤0是机动车辆的起动。步骤1是选择发射模式的步骤。可在正常周期性发射模式的情况下实施选择发射模式的该步骤1。在这种情况下，在每次加速度测量时，可执行比较以便识别车轮单元是否已自身旋转。作为替代方案，可在快速周期性发射模式的情况下实施该发射步骤。该模式使得有可能校准系统以进行未来的车轮单元位置比较。

步骤2是这样的步骤：进入到用于通过径向加速度传感器32估计针对车轮单元30的位置的正弦曲线S1至S3的振幅的模式中，其可相对于在车轮单元30的初始位置处的参考正弦曲线S1已自身旋转。具体地，然后，发射模式可以是快速周期性帧发射模式，而加速度传感器的正常操作不需要实施这样的模式。

步骤3是这样的步骤：测量在给定时刻处获得的正弦曲线S2或S3的振幅并且与在车轮单元30处于其初始位置中的情况下的正弦曲线S1的标称振幅进行比较以便查明车轮单元30是否已自身旋转。

步骤4是这样的步骤：进行询问以查明所检测到的振幅是否等于在车轮单元30的初始位置中的上文提到的标称振幅Grnom。该询问还可涉及以下事实：所检测到的振幅尽管低于标称振幅，但其仍位于接近于该标称振幅的区域中，例如，低于该标称振幅的程度为小于5％至10％，这可以是可容许的。这不是限制性的。

如果对该询问4的响应为是（这在询问4的一个输出处用O进行符号表示），因此如果所检测到的振幅等于或略低于标称振幅，则车轮单元30的位置被定义为是正确的并且无需校正所发射的射频功率。

车轮单元30的微处理器存储该信息，并且可经由射频将该信息发送到机动车辆的车轮中央控制单元。然后，加速度传感器32改变回到其常用检测模式，该常用检测模式是被设计成在步骤6中检测车轮20的旋转速度直到车辆停止13的检测模式。

如果对该询问4的响应为否（这在询问4的一个输出处用N进行符号表示），因此如果所检测到的振幅明显低于标称振幅并且无线电波发射功率被不可接受地修改、最常见是被降低，则步骤7估计车轮单元30相对于其初始位置的自身旋转角度。

在步骤8中，可估计用于重建可接受的发射功率的射频发射功率补偿。射频发射功率补偿是通过经验根据预定表来执行的。

在步骤9中，修改无线电帧。

在步骤11中，车轮单元30的微处理器存储射频发射功率不正确的信息，并且可经由射频以诊断的形式将该信息发送到机动车辆的车轮中央控制单元。然后，进行询问14以查明车辆是否可停止。如果响应为是，则车辆停止15。然后，加速度传感器32改变回到其常用检测模式，该常用检测模式是被设计成在步骤6中监测车轮20的旋转速度的检测模式。如果响应为否，则13返回到选择发射模式的步骤1。

在图5中，对于在该图5中不存在的标记还都参考图1和图2，步骤0图示了机动车辆的起动，并且步骤1是从正常周期性发射模式和快速周期性发射模式中选择发射模式的步骤，这类似于图4的步骤。

步骤2a是这样的步骤：进入到用于估计针对车轮单元30的位置的正弦曲线S2或S3的相位偏移的模式中，其可相对于在车轮单元30的初始位置处的参考正弦曲线S1已自身旋转。

步骤3a是对无线电帧中的射出角度进行编码，该射出角度将与在车轮单元30的外部测量（例如，通过车轮防抱死系统的角度编码器测量）的射出角度进行比较，并且步骤4a是将该帧发送到车轮中央控制单元。

步骤5a是这样的步骤：由车轮单元30外部的元件测量在发送射频发射的时刻车轮的实际旋转角度，其必须在车轮的发射旋转角度处发生，该外部元件能够形成车轮防抱死系统的部分。车轮的实际旋转角度的测量与所发送的帧同步执行，以便有效地与车轮的发射旋转角度进行比较并查看该角度是否已被修改。

步骤7a是这样的步骤：比较由车轮单元30和外部元件发送的两个旋转角度测量结果。该比较在车轮中央控制单元中执行。

步骤8a是进行询问以查明旋转角度差异是否为零的步骤。该询问还可涉及以下事实：旋转角度差异是低的，其对应于能够保证可接受的射频发射功率的射出角度范围，例如，射频功率比在车轮单元30的初始位置中的最大功率更低的程度为小于5％至10％。这不是限制性的。

如果对该询问8a的响应为是（这在询问8a的一个输出处用O进行符号表示），则车轮单元30的位置被定义为是正确的并且无需补偿所发射的功率。然后，加速度传感器32改变回到其常用检测模式，该常用检测模式是在图5中被标记为6的步骤中监测车轮20的旋转速度的检测模式。

在步骤6之后，然后，进行询问14以查明车辆是否可停止。如果响应为是，则车辆停止15。然后，加速度传感器32改变回到其常用检测模式，该常用检测模式是被设计成在步骤6中监测车轮20的旋转速度的检测模式。如果响应为否，则13返回到选择发射模式的步骤1。

应记住的是，在根据本发明的方法中，不一定力图作为车轮单元30的自身旋转角度的函数校正功率。在最小情况下，仅力图通知系统车轮单元30处于不合适的位置中。在校正功率的情况下，该系统将需要双向链路，由此使系统更复杂，但这是完全可行的。

如果对该询问8a的响应为否（这在询问8a的一个输出处用N进行符号表示）、因此如果射出角度已大大偏移并且车轮单元30内部的发射系统的无线电波发射功率显著减小，则在步骤9a中，车轮单元30的微处理器存储射频发射功率不正确的信息，并且可经由射频将诊断发送到机动车辆的车轮中央控制单元。

然后，加速度传感器32改变回到其常用检测模式，该常用检测模式是步骤6中的检测车轮20的旋转速度直到车辆停止15的检测模式。

更特别地参考图1和图2，本发明最后涉及用于测量轮胎22的操作参数的车轮单元30，所述轮胎22被安装在轮辋21上，轮胎22和轮辋21一起形成能够绕滚动轴线旋转的车辆车轮20。车轮单元30包括支撑件31，该支撑件被设计成被安装在车轮20上并且支承能够测量车轮20的径向加速度的径向加速度传感器32。

车轮单元30可被紧固或粘附结合在轮胎22内部，在胎面下方或轮胎22的侧壁上，被安装在轮胎22内部的充气阀23上或将轮辋21圈围起来。径向加速度传感器32包括用于朝向车轮单元30的外部发射无线电波的装置。

根据本发明，径向加速度传感器32被安装成相对于与轮辋21或与轮胎22相切的平面在角度范围内直接地或间接地倾斜。上文已详述了直接地或间接地倾斜安装。该单元包括用于比较针对车轮单元30在车轮20上的初始安装位置中和在给定时刻处的位置中所分别获得的正弦曲线S1至S3的至少一个参数ΔGr1、ΔGr2；Δdec1、Δdec2的元件。

车轮单元30还包括用于估计车轮单元30的自身旋转角度的元件以便实施这样的检测和估计方法。这些元件可被包含到车轮单元30的微处理器中。

根据本发明的第一实施例，车轮单元30可包括这样的机构：其用于当振幅之间的差异不在被存储于车轮单元30中的预定的射出角度范围内时诊断车轮单元30的发射装置的发射功率的修改不可接受。

如上文所提到的，依照根据本发明的第二实施例的检测和估计方法（该检测和估计方法使用在正弦曲线S1至S3之间的相位偏移Δdec1、Δdec2来执行）需要使用车轮单元30外部的元件来实际测量在发生无线电波发射时的时刻车轮的旋转角度，该无线电波发射被规划为在被称为发射旋转角度的车轮旋转角度处发生。

外部元件可以是角度编码器，其能够测量每个车轮在给定时刻处的实际旋转并且形成车轮防抱死系统的部分。车轮防抱死系统包括用于将每个车轮的实际旋转的测量结果发射到车轮中央控制单元的机构。

并行地，每个车轮20的车轮单元30的发射装置在被存储于车轮中央控制单元中的车轮20的发射旋转角度处将无线电波发射到车轮中央控制单元。实际旋转角度和无线电帧在预定发射角度处的这两种发射被同步以便在同一时刻发生。

车轮中央控制单元具有这样的元件：该元件用于将由角度编码器检测到的在发射的时刻每个车轮的实际旋转的测量结果和所存储的发射旋转角度进行比较。车轮中央控制单元具有这样的机构：其用于诊断在发射的时刻的实际旋转的测量结果与所存储的发射旋转角度之间的差异不在被存储于车轮中央控制单元中的预定的射出角度范围内。

Claims (10)

1.一种用于检测和估计车轮单元（30）绕安装轴线（AM）的自身旋转角度的方法，所述车轮单元（30）用于利用径向加速度传感器（32）来测量轮胎（22）的操作参数，所述径向加速度传感器被集成到所述车轮单元（30）中，所述轮胎（22）被安装在轮辋（21）上，所述轮胎与所述轮辋（21）一起形成能够绕滚动轴线旋转的车辆车轮（20），所述径向加速度传感器（32）在所述车轮（20）的旋转期间检测重力，从而形成作为时间的函数的正弦曲线（S1至S3），所述车轮（20）的旋转速度是所述车轮（20）的直径和所述正弦曲线（S1至S3）的周期的函数，所述方法的特征在于：所述车轮单元（30）被安装在所述车轮（20）上，其中所述径向加速度传感器（32）相对于与所述轮辋（21）相切的平面而直接地或间接地倾斜；并且通过比较针对所述车轮单元（30）在所述车轮（20）上的初始安装位置中和在给定时刻处的所述车轮单元的位置中所分别获得的所述正弦曲线（S1至S3）的至少一个参数（ΔGr1、ΔGr2；Δdec1、Δdec2），来估计所述车轮单元（30）在所述给定时刻处的所述自身旋转角度，并且因此估计所述径向加速度传感器（32）在所述给定时刻处的所述自身旋转角度。

2.根据权利要求1所述的检测和估计方法，其特征在于：用于估计所述车轮单元（30）的自身旋转角度的所述正弦曲线（S1至S3）的所述至少一个参数（ΔGr1、ΔGr2；Δdec1、Δdec2）是所述正弦曲线（S1至S3）的振幅差异（ΔGr1、ΔGr2），或在所述车轮单元（30）的初始安装位置中和在所述给定时刻的所述正弦曲线（S1至S3）之间的相位偏移（Δdec1、Δdec2）。

3.根据权利要求1所述的检测和估计方法，其特征在于：用于估计所述车轮单元（30）的所述自身旋转角度的所述正弦曲线（S1至S3）的所述至少一个参数（ΔGr1、ΔGr2；Δdec1、Δdec2）是：所述正弦曲线（S1至S3）的振幅差异（ΔGr1、ΔGr2）和在所述初始安装位置中和在给定时刻处的所述正弦曲线（S1至S3）之间的相位偏移（Δdec1、Δdec2）。

4.根据权利要求2或3所述的检测和估计方法，其特征在于：当所述至少一个参数是所述正弦曲线（S1至S3）的至少一个振幅差异（ΔGr1、ΔGr2）时，使用以下公式来估计作为在所述初始安装位置中的标称最大振幅Grnom的函数的在所述车轮单元（30）的自身旋转角度φ处的最大振幅Gr：

对于在[0°和90°]之间以及[180°和270°]之间的φ，Gr = Grnom . cos(φ/2)

对于在[90°和180°]之间以及[270°和360°]之间的φ，Gr = Grnom . sin(φ/2)。

5.根据权利要求2或3所述的检测和估计方法，其特征在于：当所述至少一个参数是所述正弦曲线（S1至S3）的至少一个相位偏移（Δdec1、Δdec2）时，所述径向加速度传感器（32）在所述车轮的用于发射的预定旋转角度处朝向所述车轮单元（30）的外部发射无线电波，此外测量所述车轮在所述发射的时刻的实际旋转角度，如果用于所述发射的该预定旋转角度不对应于所述车轮在所述发射的时刻的所述实际旋转角度，则由此推断出所述车轮单元（30）自身旋转达这样的角度：所述角度是用于所述发射的所述预定旋转角度和所述车轮在所述发射的时刻的所述实际旋转角度之间的差异。

6.一种用于监测和补偿来自车轮单元（30）的加速度传感器（32）的无线电波的发射功率的方法，其特征在于：依照根据前述权利要求中任一项所述的检测和估计方法来估计所述车轮单元（30）的自身旋转角度，并且一预定的射出角度范围被认为允许以可接受的功率发射无线电波，并且当该旋转角度对应于不在所述预定的射出角度范围内的射出角度时，发射出发射功率不可接受的诊断。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：根据对于每种类型的车轮单元（30）来说特定的预定表来补偿所述无线电波的发射功率。

8.一种用于测量轮胎（22）的操作参数的车轮单元（30），所述轮胎（22）被安装在轮辋（21）上，所述轮胎（22）和所述轮辋（21）一起形成能够绕滚动轴线旋转的车辆车轮（20），所述车轮单元（30）包括支撑件（31），所述支撑件被设计成被安装在所述车轮（20）上并且支承能够测量所述车轮（20）的径向加速度的径向加速度传感器（32），所述径向加速度传感器（32）包括用于朝向所述车轮单元（30）的外部发射无线电波的装置，所述车轮单元的特征在于：所述径向加速度传感器（32）被安装成相对于与所述轮辋（21）相切的平面在角度范围内直接地或间接地倾斜；并且所述单元包括如下元件以便实施根据权利要求1至5中任一项所述的检测和估计方法：用于比较针对车轮单元（30）在所述车轮（20）上的初始安装位置中和在给定时刻处的位置中所分别获得的所述正弦曲线（S1至S3）的至少一个参数（ΔGr1、ΔGr2；Δdec1、Δdec2）的元件、以及用于估计所述车轮单元（30）的自身旋转角度的元件。

9.根据权利要求8所述的车轮单元（30），其特征在于：所述车轮单元包括这样的元件，所述元件用于计算在所述初始安装位置中和在给定时刻处的所述正弦曲线（S1至S3）的振幅（ΔGr1、ΔGr2）之间的差异，并且包括这样的机构：所述机构用于当所述振幅（ΔGr1、ΔGr2）之间的差异不在被存储于所述车轮单元（30）中的预定的射出角度范围内时诊断所述车轮单元（30）的发射装置的发射功率的修改不可接受。

10.一种机动车辆的车轮中央控制单元、车轮防抱死系统和车轮（20）组成的组件，每个车轮（20）包括根据权利要求8和9中任一项所述的车轮单元（30），所述车轮防抱死系统包括能够测量每个车轮在给定时刻处的实际旋转的角度编码器、以及用于将每个车轮的实际旋转的测量结果发射到所述车轮中央控制单元的机构，每个车轮（20）的所述车轮单元（30）的发射装置在被存储于所述车轮中央控制单元中的所述车轮（20）的发射旋转角度处将无线电波发射到所述车轮中央控制单元，所述组件的特征在于：所述车轮中央控制单元一方面具有这样的元件，所述元件用于将由所述角度编码器检测到的每个车轮在发射的时刻的实际旋转的测量结果与所述所存储的发射旋转角度进行比较，并且另一方面具有这样的机构，所述机构用于诊断在所述发射的时刻实际旋转的所述测量结果和所述所存储的发射旋转角度之间的差异何时不在被存储于所述车轮中央控制单元中的预定的射出角度范围内。

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