CN110461628B - 用于校正轮胎中的测量压力的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定以速度（v）行驶的车辆的轮胎压力的方法，该轮胎包括布置在轮胎中的压力传感器（3）和温度传感器（4），该方法包括以下步骤：生成压力传感器的输出的测量值和温度传感器的输出的测量值之间的比率库，一个或多个比率是在不同速度（v）下计算的，并且一个比率在零速度（v）下测量，定义代表比率相对于由压力传感器经历的加速度的演变的变化规律，测量压力传感器的输出和温度传感器的输出，并且获得由压力传感器经历的加速度值，通过用变化规律校正该测量值来确定压力。

Description

用于校正轮胎中的测量压力的方法
技术领域
本发明涉及轮胎监控领域，并且更具体地涉及一种测量轮胎压力的方法。本发明提出减少轮胎压力测量中的误差。
背景技术
传感器可以集成到由印刷电路板（对于英文中的“Printed Circuit Board”的首字母缩写，PCB）承载的一个或多个专用集成电路（对于英文中的“Application-SpecificIntegrated Circuit”的首字母缩写，ASIC）中，以便在车辆行驶时测量轮胎的性能。
特别地，车辆的轮胎可以包括轮胎压力监测系统（英文中称作“Tire PressureMonitoring System”，首字母缩写为TPMS），例如允许检测泄漏率。
TPMS系统可以是直接的，即一个或多个传感器可以布置在轮胎的腔中。测量直接在腔中进行，然后传输到车辆的中央处理器，在那里被处理。
集成在轮胎腔中的系统可以包括其他传感器，例如温度传感器和/或加速度计。它可以布置在用于给轮胎充气的阀上，粘接在轮胎腔内的胎面下，和/或固定在轮胎内的轮辋上。
专利申请FR 2913371描述了一种允许车辆行驶时独立测量轮胎中的每一个的压力的系统。对于每个车轮，包括传感器（例如集成到轮胎橡胶中）的系统允许将信息通过射频发射器传输到接收器。每个接收器被布置在与其相关联的车轮附近，并且通过总线连接到包括中央处理器的控制设备。然后可以分析测量和传输的数据，例如以便呈现给车辆的使用者。
压力传感器具有的灵敏度通常依赖于加速度，即传感器的输出信号同时代表两个变量：轮胎腔内的压力和压力传感器的加速度。
特别地，通常使用的压力传感器对加速度的灵敏度例如为4 Pa/g。考虑到130 km/h的车辆速度以及传感器和车轮中心之间的半径，加速度可以等于350 g。这样的加速度导致由压力传感器测量的1.4 kPa的变化。通常，由压力传感器的加速度引起的变化不对应于轮胎腔中压力的实际变化，并且限制了车辆行驶时进行的压力测量的精度。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种方法，该方法允许减小或防止轮胎压力测量中的误差，特别是由压力传感器的加速度引起的误差。更一般地，本发明的一个目的是表征该测量误差。本发明的另一个目的是根据由压力传感器实施的测量来估计该传感器的加速度。
这些目的在本发明的上下文中通过一种用于在时间t确定以速度v行驶的车辆的轮胎压力的方法来实现，该轮胎包括布置在轮胎中的压力传感器和温度传感器，该方法包括以下步骤：
a）生成压力传感器的输出的测量值和温度传感器的输出的测量值之间的比率库，一个或多个比率是在不同的速度v下计算的，并且一个比率是在零速度v下测量的，
b）基于库的比率，定义代表该比率相对于由压力传感器经历的加速度的演变的变化规律，
c）- 在时间t，测量压力传感器的输出和温度传感器的输出，并获得由压力传感器经历的加速度值，
- 通过用变化规律校正该测量值来确定压力。
有利地，在该方法的步骤a）中，用在第一行驶阶段期间测量的比率更新库，并且步骤c）在步骤a）和b）之后。
有利地，第一行驶阶段具有十分钟的持续时间。
有利地，在步骤a）中，在包括在50 km/h至100 km/h之间的速度v的情况下测量一个比率，并且在严格包括在100 km/h至150 km/h之间的速度v的情况下测量另一个比率。
有利地，在步骤c）中利用布置在轮胎中的加速度计获得压力传感器的加速度。
有利地，在步骤c）中通过从与轮胎相关联的车轮速度传感器和车辆的GPS系统中选择的元件获得压力传感器的加速度。
有利地，在步骤c）之前，检查比率变化的范数低于8 Pa.K-1.s-1，且优选地低于6Pa.K-1.s-1。
有利地，在步骤c）之前，检查温度传感器的输出的变化包括在-1和1 K.min-1之间。
有利地，在步骤c）中，压力传感器的加速度值通过以下方式获得：
d）在预定周期内对压力传感器的输出值进行采样；
e）确定步骤d）中测量的值的变化频率；
f）根据步骤e）中测量的频率和压力传感器与车轮中心之间的半径计算压力传感器的加速度。
有利地，在步骤e）中使用选自傅立叶变换、最大值分析和符号变化率分析的方法来确定频率。
附图说明
其它特征和优点将从以下描述中变得更清楚，该描述是纯说明性的和非限制性的，并且必须参考附图来阅读，其中：
- 图1示意性地示出了正在行驶的车辆的侧面图；
- 图2示出了用于确定轮胎压力的方法；
- 图3示意性地示出了压力传感器的输出的测量值和温度传感器的输出的测量值之间的比率PMES/T的演变；
- 图4示出了用于确定压力传感器的加速度的方法；
- 图5示出了根据本发明一个实施例的用于确定轮胎压力的方法的一部分。
具体实施方式
图1示意性地示出了正在行驶的车辆2的侧面图，该车辆装备有轮胎压力监测系统（TPMS）。车辆以速度v行驶的事实由水平矢量v表示。
车辆1包括多个车轮，并且每个车轮配备有轮胎1。图1中示出了两个轮胎1。一个轮胎包括至少一个测量系统，允许测量轮胎中（优选地轮胎腔中）的压力。该系统可以包括安装在PCB上的ASIC系统。测量系统可以例如牢固地固定在车轮的轮辋上，以便布置在轮胎的包络内部。测量系统可以由电池供电，电池在其整个寿命期间为系统供电。
测量系统包括压力传感器3，压力传感器3布置在轮胎中，并且优选地部分地布置在轮胎腔中。它在图1中用虚线示出。压力传感器可以布置在胎面上和/或胎面中。作为变型，压力传感器可以布置在轮胎的阀上。
测量系统还可以包括加速度计5和/或温度T的传感器4，其在图1中用虚线示出。
车辆还包括中央单元6。中央单元包括中央处理器和存储器。中央单元6还可以包括射频接收器。
车辆的一个或多个测量系统可以如专利申请FR 2974033中所描述的进行连接和识别。由集成到每个车轮中的测量系统测量的数据可以通过射频传输到中央单元6。
图2示意性地示出了用于确定轮胎压力P的方法。压力传感器的输出的测量值PMES包含由压力传感器对加速度的灵敏度引起的误差。
在图2所示的方法的步骤a）中，生成压力传感器的输出的测量值PMES和温度传感器的输出的测量值之间的比率PMES/T的库：在不同时间和车辆的不同速度v下形成多个测量值对（PMES，T）。这些测量值被传输到中央单元6。它们可以被记录在中央单元6的存储器中。对于每个测量值对，计算比率PMES/T并将其记录在中央单元6的存储器中，以便形成比率PMES/T的库。如果库包括有限数量的比率，步骤b）可以在于更新库。
通常，至少一对测量值对应于零的速度v。因此，小于或等于1 g的压力传感器加速度不会导致测量的压力PMES的误差。
两个比率PMES/T可以优选地在允许涵盖当前速度v的车速v的范围内选择。优选地，在包括在50 km/h至100 km/h之间的速度v的情况下测量比率PMES/T，并且在在严格包括在100 km/h至150 km/h之间的速度v的情况下测量另一个比率PMES/T。方法的步骤a）可以在不同于步骤b）和/或c）的行驶过程中执行。该库不一定在每次行驶过程中被整体重新计算：其中的所有或一些比率可以是在先前行驶过程中测量和计算的比率。库可以例如包括一定数目的固定比率，这些比率在步骤a）中被更新。比率也可以根据其日期和/或计算时间进行更新。通常，该库包括至少三个比率，其中一个比率对应于在零车速下进行的测量。库的每个比率也可以对应于给定大小或宽度的加速度范围：对于50 g宽度的范围，在0 g和49 g之间测量一个比率，在50 g和99 g之间测量一个比率，等等。由车辆的其他传感器接收的信息也可能影响行驶过程期间比率的测量和/或在行驶过程之前在库中存在的比率的使用。
在图1所示的方法的步骤b）中，定义了代表比率相对于压力传感器的加速度的演变的变化规律。在行驶过程中，压力传感器的加速度可以是径向加速度。该变化规律可以对应于依赖于压力传感器加速度和至少一个调节参数的函数。例如，变化规律对应于仿射函数，斜率是对于该函数所考虑的调节参数。可以使用其他函数，例如（优选线性、二次或三次）多项式函数。
在本发明的一个实施例中，车辆的中央单元6可以调节变化规律的一个或多个参数，以便减小变化规律和比率库中记录的比率之间的偏差。这种偏差可以通过各种方法来最小化，优选是通过最小二乘法。
对应于与步骤a）中测量的比率的加速度不同的加速度的比率由中央单元的处理器加载，以便定义更加代表取决于压力传感器加速度的比率演变的变化规律。
有利地，图2所示的方法的步骤a）和/或b）在车辆的第一行驶阶段期间执行，优选在车辆行驶的前十分钟期间执行。在车辆的该第一行驶阶段期间，可以对于对应于常用速度并且优选地对应于0 km/h至150 km/h之间的速度的压力传感器的加速度测量和/或计算各种比率。例如，在车辆启动之前测量和计算对应于为零的速度v的比率。
在图2所示的方法的步骤c）中，当车辆正在行驶时，在时间t测量压力传感器的输出PMES和温度传感器的输出T。在相同的时间t，获得或计算压力传感器的加速度。接下来，计算比率PMES/T。因此，可以通过利用在前面的步骤b）中确定的变化规律校正在步骤c）中测量的压力PMES来确定轮胎的压力P。例如，如果变化规律对应于函数f，取决于在步骤b）中计算的单个调节参数A，则可以用以下方式计算压力：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
。
车辆的中央单元可以考虑车辆的短暂停止，以避免在每次停止后从步骤a）开始该方法。因此，如果车辆在该方法的步骤c）期间停止，并且停止的时间比记录在中央单元的存储器中的预定时间（例如十五分钟）短，则当车辆重新启动时，该方法直接从步骤c）继续。
需要满足多个条件才能从图2所示的方法的步骤b）转到步骤c）。
当车辆行驶时，对比率PMES/T进行采样。可以区分轮胎泄漏和压力传感器对加速度的灵敏度。通常，且在良好的行驶条件下，即当轮胎没有泄漏时，比率PMES/T的变化小于轮胎泄漏时的变化：PMES根据车辆速度（或压力传感器加速度）的变化例如可以使该比率变化。车辆的中央单元测量该比率随时间的变化：如果该变化的范数超过中央单元中记录的预定阈值，则可以检测到泄漏。相反，如果比率PMES/T变化的范数在预定周期期间没有超过该阈值：
·可以测量对（PMES，T），以便生成比率库（在该方法的步骤a）中）；
·可以在图2所示的方法的步骤c）中确定轮胎的压力P。
可以检查比率随时间变化的范数是否低于8 Pa.K-1.s-1。
类似地，温度阈值可以在中央单元的存储器中预先确定：如果轮胎中测量的温度变化的范数在预定周期期间没有超过预定阈值，则中央单元可以在图2所示的方法的步骤c）中确定轮胎的压力P。可以检查温度传感器的输出随时间的变化是否在-1 K.min-1和1K.min-1之间，并且优选地在-0.65 K.min-1和0.65 K.min-1之间。
通常，在图2所示的方法的步骤a）和/或b）和/或c）中，可以通过确定车轮上的点的加速度、特别是压力传感器的加速度来计算车辆的速度v。在步骤c）中，可以利用布置在轮胎中的加速度计获得压力传感器的加速度值。压力传感器的加速度也可以使用布置在车轮中的速度传感器（例如由布置在车轮附近的车辆ABS系统使用）来测量。车辆的GPS系统也可用于测量车辆速度，并由此推断压力传感器的加速度，传感器在车轮中的布置是预先已知的。
图3示意性地示出了压力传感器的输出的测量值PMES和温度传感器的输出的测量值T之间的比率PMES/T的演变。虚线示意性地示出了轮胎中的实际压力P和由温度传感器测量的温度T之间的比率。随着加速度的增加，该比率P/T以基本恒定的方式变化。叉号示出了在方法的阶段a）中测量和/或计算的各种比率PMES/T：例如，它们示出了生成的库的比率。图3的曲线（a）示意性地示出了代表比率随由压力传感器经历的加速度a的演变的变化规律。该演变具有对应于恒定的压力P/T的分量和对应于函数f的分量。双箭头示出了加速度等于a1时函数f的值。在该示例中，该方法的步骤b）中定义的变化规律对应于仿射函数。
图4示出了用于测量压力传感器的加速度的方法。
在图4所示的方法的步骤d）中，在预定周期内测量或采样压力传感器的输出值PMES。该周期例如被选择在10 ms和1 s之间，并且优选地被选择在100 ms和500 ms之间。采样在高于50 Hz的频率下进行，并且优选地在高于125 Hz且低于1000 Hz的频率下进行。
在图4所示的方法的步骤e）中，中央单元6分析在步骤d）中进行的测量，以便确定车辆是否正在行驶，并且以便确定车辆的速度v。由中央单元6分析在步骤e）中进行的测量的变化：如果识别出正弦模式，则确定车辆正在行驶。如果未由中央单元6识别出正弦模式，则车辆不在行驶，并且放弃该测量方法。各种方法（傅立叶变换、最大值分析和符号变化率分析等）然后允许计算步骤d）中测量的值的变化频率。计算的频率对应于车轮的旋转频率。
在图4所示的方法的步骤f）中，由中央单元基于该方法的步骤e）中计算的频率和压力传感器相对于车轮中心的半径来计算压力传感器的加速度。因此，可以通过分析比率PMES/T的变化来确定压力传感器的加速度。
图5示出了根据本发明一个实施例的用于确定轮胎压力的方法的一部分的流程图。
状态50对应于熄火的车辆。启动车辆使得进入状态51，其对应于等待或休息状态。
在状态51中，每当预定的规则周期开始或结束时，自动发生进入状态52。
在状态52中，测量温度T，测量压力PMES，计算比率PMES/T，并且测量车辆速度v。执行这些任务使得进入状态53。
在状态53中，确定车辆是否正在行驶。如果车辆正在行驶，则进入状态54，且如果车辆停止，则进入状态57。
在状态54中，测量比率PMES/T和温度的变化。如果比率和温度足够稳定（即，比率PMES/T随时间的变化低于阈值，例如低于8 Pa.K-1.s-1，并且温度随时间的变化低于阈值，例如低于1 K.min-1），则进入状态55。否则，进入状态51。
在状态55中，将比率PMES/T的值以及车辆的相应速度记录在比率库中。换句话说，生成和/或更新比率库。这种记录使得进入状态56。
在状态56中，根据在状态55中更新的库，更新代表比率演变的变化规律。换句话说，考虑状态55中记录的比率，计算比率的新变化规律。变化规律的更新使得进入状态51。
在状态57中，评估车辆是否已经停放了长的时间，即例如停放了超过15分钟。在车辆已经停放长的时间的情况下，进入状态58。在相反的情况下，进入状态51。
在状态58中，测量比率PMES/T和温度T的变化。如果比率和温度足够稳定（即，比率PMES/T随时间的变化的范数低于阈值，例如低于8 Pa.K-1.s-1，并且温度随时间的变化的范数低于阈值，例如低于1 K.min-1），则进入状态59。否则，进入状态51。
在状态59中，将对应于零车速的比率PMES/T的值记录在比率库中。这种记录使得进入状态51。
在图5所示的本发明的实施例中，该方法的步骤a）包括进入状态51、52、53、54、55、57、58和59。该方法的步骤b）包括进入状态56。该方法的步骤c）未在流程图中示出。

Claims (10)

1.一种用于在时间（t）确定以速度（v）行驶的车辆（2）的轮胎（1）的压力（P）的方法，所述轮胎包括布置在所述轮胎中的压力传感器（3）和温度传感器（4），所述方法包括以下步骤：
a）生成压力传感器（3）的输出（PMES）的测量值和温度传感器（4）的输出（T）的测量值之间的比率（PMES/T）的库，一个或多个比率是在不同速度下计算的，并且一个比率在零速度下测量，
b）基于库的比率，定义代表比率（PMES/T）相对于由压力传感器（3）经历的加速度的演变的变化规律，
c）- 在时间（t），测量压力传感器（3）的输出（PMES）和温度传感器（4）的输出（T），并获得由压力传感器（3）经历的加速度值，
- 通过用变化规律校正压力传感器（3）的输出（PMES）的测量值来确定压力（P）。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤a）中，用在第一行驶阶段期间测量的比率（PMES/T）更新库，并且其中步骤c）在步骤a）和b）之后。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，第一行驶阶段具有十分钟的持续时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤a）中，在大于或等于50 km/h且小于或等于100 km/h的速度（v）的情况下测量比率（PMES/T），并且在大于100 km/h且小于150 km/h的速度（v）的情况下测量另一比率（PMES/T）。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在步骤c）中利用布置在轮胎中的加速度计获得压力传感器（3）的加速度。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在步骤c）中通过从与轮胎相关联的车轮的速度传感器和车辆的GPS系统中选择的元件获得压力传感器（3）的加速度。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在步骤c）之前检查比率（PMES/T）变化的范数低于8 Pa.K-1.s-1。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在步骤c）之前，检查温度传感器（4）的输出（T）的测量值的变化在-1和1 K.min-1之间。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在步骤c）中通过以下方式获得所述压力传感器（3）的加速度值：
d）在预定周期内对压力传感器（3）的输出（PMES）进行采样；
e）确定在步骤d）中测量的压力传感器（3）的输出（PMES）变化的频率；
f）根据在步骤e）中测量的频率和压力传感器（3）与车轮中心之间的半径计算压力传感器（3）的加速度。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在步骤e）中，使用选自傅立叶变换、最大值分析和符号变化率分析的方法来确定频率。
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