CN112469579A - 利用角度位置滤波用于将测量模块与其相关联的车轮进行配对的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将测量模块与机动车辆的车轮进行配对的方法。车轮转圈频率的值和总采集次数（n）与发射角度值（A）一起被发送到计算机，该计算机已存储至少一个车轮的当前角度位置（ωr）和一系列角度位置（ωt）。计算机从一系列角度位置（ω（t））选择经采样的角度位置（ω*（t）），直到达到总采集次数（n），然后对车轮转圈频率进行滤波（22a），该滤波类似于在测量模块中执行的滤波，以获得经采样和经滤波的角度位置（ω（n）），然后将其与角度位置（ωr）进行比较，对于小于实验预定的百分比的差值，则验证测量模块的信号的发射角度（A）和角度位置（ω）之间的相移。

Description

利用角度位置滤波用于将测量模块与其相关联的车轮进行配 对的方法
技术领域
本发明涉及机动车辆领域，并且更具体地涉及用于将测量模块与该测量模块被安装于其中的车轮进行配对的方法以及计算机和测量模块的组件，该配对是在验证在测量模块中执行的滤波操作是否没有使由每个车轮模块发送到计算机的发射角度的确定失真之后执行的。
本发明尤其目的在于提出使得机动车辆中的车载计算机能够将测量模块与该测量模块被安装于其中的车轮相关联的快速、可靠且高效的方法。
背景技术
如今，已知在机动车辆的每个车轮中安装使得能够监测所述车轮的某些参数的测量模块。此类测量模块通常称为TPMS模块（TPMS针对英语的“Tyre Pressure MonitoringSystem（轮胎压力监测系统）”，意为用于监测轮胎压力的系统）。此类测量模块的数据被传输给车辆中的车载计算机，此类测量模块使得能够例如测量轮胎的压力及其温度。
由于机动车辆包括多个车轮，计算机需要识别每个车轮的测量模块，以便使其能够确定数据所对应的车轮，并且从而能够利用这些数据。因此，恰当的是每个测量模块定位该测量模块被安装于其中的车轮。本领域技术人员将此类定位和关联方法称为配对。
在称为“利用同步发射的定位”（英语的“Localization with SynchronizedEmissions”，LSE）的已知的现有解决方案中，已知使用包括加速度测量传感器的测量模块用于每个车轮，该测量模块通常被称为车轮单元。
当车轮转动时，由加速度测量传感器执行的测量使得测量模块能够确定它处于预定位置中（例如，处于其最大高度处）的时刻，然后它针对所述位置向计算机发送编码在一个或多个信号中的消息。
为了将每个测量模块关联至车辆的车轮，需要将从每个测量模块接收的信号与特定于每个车轮的参数相关联。然而，当车辆行驶时，观察到每个车轮以不同于其他车轮的转速转动，这尤其是由于某些车轮可能具有不同的直径并且它们在转弯期间沿着不同的轨迹。
在该现有解决方案中，计算机使用车辆的车轮防抱死系统（也称为ABS系统，德语的“Antiblockiersystem”或英语的“Anti-lock Braking System”）来确定每个车轮的角度取向。
ABS系统包括多个车轮防抱死模块，每个车轮防抱死模块面向车辆的每个车轮安装。每个车轮防抱死模块包括称为WSS（英语的“Wheel Speed Sensor（轮速传感器）”）的传感器，该传感器将代表相应车轮的角度取向的信号传递给计算机，计算机有利地形成负责控制和监测测量模块或车轮单元的电子控制单元的一部分。
这样，对于每个测量模块，计算机在车轮的每一转中将测量模块发出的信号的接收时刻与从每个防抱死模块接收的车轮的角度取向信号的值互相关联。
这样，在每次测量模块发出信号时车轮的角度取向基本相同时（也就是每次测量模块处于同一角度位置时），计算机确定该测量模块关联至所述车轮。测量模块的角度位置和发射角度之间存在基本恒定的相移。
实际上，由于车轮以不同的速度转动、特别是在转弯中，导致由安装在给定车轮中的测量模块发出的信号与其他车轮的角度取向不同步。
通过这样进行下去，计算机于是可以将每个测量模块关联至车辆的一个车轮。为了检测发射角度，测量模块适应于转速而对车轮的加速度测量值进行采样，例如，但绝不限于，对车轮的每一转进行16次或32次采集。采样持续时间的确定是通过转速的测量来进行的，转速可能会受到误差的影响，或者会在信号测量窗口上发生变化。这对于所需的发射角度的检测具有显著的影响。
本发明的潜在问题是，对于与机动车辆的车轮相关联的测量模块，补偿由于车轮转圈频率的滤波不再适应当前车轮转圈频率而导致的所需角度的检测的误差。
发明内容
为此，本发明涉及一种用于将测量模块与包括多个车轮的机动车辆的车轮进行配对的方法，该方法由车辆中的车载计算机实施，测量模块安装在车轮中的一个中，并且包括加速度计或冲击传感器，该加速度计或冲击传感器允许确定旨在发往计算机的连续测量信号的发射角度，所述计算机并行地并周期性地接收表示每个车轮的角度位置的取向信号，并进行从测量模块接收的测量信号的发射角度和每个车轮的相应角度位置之间的相移的比较，计算机为每个车轮进行测量模块与车轮的配对计算，车轮的角度位置与从同一测量模块接收的多个测量信号的发射角度呈现恒定的相移，为了确定发射角度，测量模块执行以下步骤：
·首先，对作为时间的函数的径向加速度进行车轮的每一转的采集次数为N的采样，该采样针对车轮的接连的数量为x的转重复进行，以便给出总采集次数n
·其次，对车轮转圈频率进行滤波，以便在总采集次数n上提取径向加速度的重力分量；和
·第三地，基于提取的重力分量进行当前发射角度的值的计算。
该方法的特征在于，除了当前发射角度的值之外，车轮转圈频率的值和总采集次数n也在测量信号中被发送到计算机，其中计算机还通过预先存储至少一个车轮的一系列角度位置而存储了接收时刻和所述至少一个车轮的当前角度位置，并且计算机从一系列存储的角度位置中选择以相同周期经采样的角度位置，该周期等于车轮转圈频率与作为时间的函数的径向加速度的车轮的每一转的采集次数的乘积的倒数，所选择的角度位置由滤波器进行滤波，其截止频率是车轮的旋转频率，其类似于在测量模块中执行的滤波，并且被实施以获得经采样和经滤波的角度位置的曲线， 从中导出在n次采样之后获得的经采样和经滤波的角度位置，并将其与当前角度位置进行比较，并且当与所述至少一个车轮相关联的经采样和经滤波的角度位置与当前角度位置相差小于实验预定的百分比时，则从测量模块接收的测量信号的发射角度和所述至少一个车轮的相应角度位置之间的相移的比较被验证有效。
本发明基于这样的观察，即用于提取径向加速度的重力分量的滤波可能会使这种提取失真，因为例如当车轮转圈频率改变时，滤波器不再适应于初始频率。
通过比较车轮的角度位置和测量模块的发射角度，并确认从同一测量模块接收的多个测量信号的发射角度和车轮的角度位置的恒定相移，这允许实现车轮与测量模块的配对。如果根据该方法接收和计算的角度始终对应+/- x %，则意味着测量模块与角度位置传感器正确配对。
有可能验证，在计算机中执行的、对以相同周期（该周期等于车轮转圈频率作为时间的函数的径向加速度的车轮的每一转的采集次数的乘积的倒数）经采样的角度位置进行的滤波操作（该滤波操作类似于在测量模块中执行的滤波，并且已经给出了针对总采集次数的特定的经采样和经滤波的角度位置）没有使该特定的经采样和经滤波的角度位置失真，该特定的经采样和经滤波的角度位置基本上保持接近检测到的角度位置。这个预先的验证允许获知对测量模块的发射角度进行的滤波是否没有使该测量失真，以及因此随后的配对是否能够可靠地执行。
绝不是限制性的，实验确定的百分比可以是1%。
对于测量模块，处理加速度信号的算法不变。然而，计算机中角度位置的处理算法被修改以保留各种角度位置的存储。例如，如果车轮每转一圈可存储256个角度值，则每1.4°就提供一个角度值。从存储的角度位置中，获取了以相同周期（其中该周期等于车轮转圈频率与径向加速度的采集次数的乘积的倒数）经采样的角度位置，且最后获取了待与当前角度位置相比较的针对总采集次数的特定的经采样和经滤波的角度位置。自然地补偿了由于滤波而导致的发射角度检测误差，该滤波不适应由已经变化的车轮转圈频率引起的车轮转圈频率。
有利地，该方法针对每个车轮实施。
这主要适用于没有预先配对的情况。事实上，在验证滤波的有效性之后，可以关于每个测量模块的发射角度的有效性有信心地实施第一配对，该有效性使得配对更加可靠。
有利地，该方法针对与所述测量模块已配对的车轮实施，对于该车轮，角度位置与从所述测量模块接收的多个测量信号的发射角度呈现恒定的相移。
这适用于已经通过将至少一个车轮与测量模块配对来实施配对操作的情况。这允许这种配对随后被验证，或者允许传统的配对方法被替换。
有利地，使用以下等式计算车轮转圈频率：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
Z为径向加速度，R为车轮半径。
有利地，径向加速度Z根据以下等式获得：
Figure 54989DEST_PATH_IMAGE002
g为重力，t为时间，ω为车轮转速，t0为初始时间，γ为切向加速度分量，φ为相移，乘积R.ω2为离心分量，g.sin(ω.(t–t0)+φ)是重力分量,γ.cos(ω.(t–t0)+φ)是纵向加速度分量，在对车轮转圈频率进行滤波时，从信号中提取重力分量。
滤波的目的是消除离心分量，以便在总采集次数n上仅保留径向加速度的重力分量，换句话说，从前面的等式中提取重力分量。
有利地，计算机从存储的角度位置中选择以当前采集次数k以相同周期经采样的角度位置，并继续进行选择，直到当前采集次数k达到总采集次数。
需要等待获得总采集次数，以便获得特定的经采样和经滤波的角度位置，从而可以将其与当前角度位置进行比较，以验证滤波是否符合要求，以及经采样和经滤波的角度位置是否与当前角度位置相差超过预定的百分比。
有利地，在时刻t经采样的角度位置ω*的计算是根据狄拉克梳进行的，狄拉克梳的齿在周期Ts上采样，每个齿等于经采样的角度位置ω*的整个当前量，周期Ts等于1/（Fe.N），其中Fe为车轮转圈频率，N为车轮的每一转的采集次数，ω（kTs）为当前采集次数k时的角度位置，δ为狄拉克符号，所根据的等式为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
。
使用作为时间的函数的经采样的角度位置的曲线的狄拉克表示是用条表示的曲线的简化表示，在用条表示的曲线中，条的自由端遵循曲线的轮廓。
有利地，当当前采集次数k没有达到总采集次数n时，在更大的当前采集数量上继续进行经采样和经滤波的角度位置的计算，直到达到总采集次数。
本发明涉及一种组件，该组件包括用于实施这种方法的计算机和测量模块，每个测量模块分别与机动车辆的车轮相关联，每个测量模块具有用于发射和接收由计算机接收或发射的测量信号的装置，该计算机一方面具有用于接收由每个测量模块发射的信号的装置，另一方面具有用于接收表示每个车轮的角度取向的取向信号的装置，每个测量模块具有用于对车轮转圈频率进行滤波的滤波装置，其特征在于，计算机包括：用于存储接收时刻Tr、至少一个车轮的当前角度位置ωr和一系列角度位置的存储装置；用于在一系列角度位置中选择以相同周期经采样的角度位置的选择装置；类似于测量模块的滤波装置的滤波装置， 该滤波装置用于对经采样的角度位置中的车轮转圈频率分量进行滤波，以便获得经采样和经滤波的角度位置；以及用于将当前角度位置与经采样和经滤波的角度位置进行比较的比较装置，以便验证从测量模块接收的测量信号与所述至少一个车轮的相应角度位置之间的相移的比较。
本发明涉及一种机动车辆，其包括计算机、多个车轮，每个车轮包括测量模块和面向车轮安装的多个车轮防抱死模块，所述防抱死模块包括用于向计算机发射表示所述车轮的角度取向的取向信号的装置，其特征在于，计算机和测量模块形成这样的组件。
附图说明
通过阅读参考附图给出的以下描述，本发明的其他特征、目的和优点将变得显而易见，附图是作为非限制性示例给出的，其中：
- 图1是装备有监测系统和主动安全系统的车辆的示意性俯视图，该主动安全系统允许实施根据本发明的方法；
- 图2是符合根据本发明的方法的实施例的测量模块中的加速度信号的处理的流程图；
- 图3是由计算机接收的角度位置信号的处理的流程图，该计算机形成符合根据本发明的方法的实施例的测量模块的控制单元的一部分；
- 图4a示出了配备有随车轮转动的测量模块的机动车辆的车轮，且图4b示出了在车轮旋转期间获得的测量模块的信号的发射角度曲线，根据本发明的方法能够针对机动车辆的这种车轮实施。
具体实施方式
图1示出了车辆V，其装配有四个车轮1至4，并配备有用于监测轮胎参数（例如压力或温度）的监测系统，该系统包括作为测量模块的车轮单元5至8。车辆V通常配备有主动安全系统，如“ABS”车轮防抱死系统13至16、17或“ESP”动态稳定性控制系统。
虽然图1示出了具有四个车轮1至4的机动车辆，但是还应当记住，本发明可以应用于具有多于四个车轮1至4的机动车辆V，例如卡车。
通常，监测系统通常首先包括与每个车轮1至4相关联的测量模块5至8，该模块例如固定到所述车轮1至4的轮辋上，以便定位在轮胎外壳内。
这些测量模块5至8中的每一个都集成了专用于测量轮胎参数的传感器，这些传感器连接到基于微处理器的计算单元，该计算单元连接到发射器10，在图1中仅标记了其中一个发射器10。
这些电子测量模块5至8中的每一个还像常规的那样集成了用于测量相应测量模块5至8的角度位置的测量装置9，在图1中仅标记了一个测量装置。
这种测量装置有利地可以包括加速度计，该加速度计能够提供调制信号，该调制信号代表重力值，并因此代表测量模块5至8的电子盒的角度位置，并且其频率等于车轮1至4的旋转频率，其也允许计算所述车轮1至4的旋转速度。
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包括呈微处理器形式的计算机，并且集成有能够接收由四个测量模块5至8中的每一个的发射器10发射的信号的接收器12。中央单元11可以用作远程监控和/或控制单元，但是这不是控制单元的唯一实施例，包括计算机的控制单元可以是移动电话、平板电脑、电脑或类似的电子设备。
因此，每个测量模块5至8测量相关车轮1至4的至少一个参数，并与中央单元11通信。然而，每个测量模块5至8至少可以与除中央单元11之外的用于远程监控和/或控制测量模块5至8的一个或多个监控和/或控制装置（特别是配备有用于与测量模块5至8通信的适当应用的移动电话）通信。
在本发明的范围内，“ABS”车轮防抱死系统13至16、17或“ESP”动态稳定性控制系统包括四个车轮速度传感器13至16，它们位于车辆V上，每个都靠近一个车轮1至4，并被设计成以可转换成角度值的值的形式提供表示所述车轮的取向的数据。“ABS”车轮防抱死系统或“ESP”动态稳定性控制系统的监测/控制模块标记为17。
在用于监测轮胎的参数（例如压力或温度）并包括作为测量模块的车轮单元5至8的监测系统中，每个测量模块5至8在车辆V上的位置已经被预先识别并存储在相应的测量模块5至8中。
根据现有技术，已知的是，安装在车轮1至4上的待定位的每个测量模块5至8向监测系统的中央单元11但也向另外的监控和/或控制装置11传送多个射频信号，这些射频信号是针对测量模块5至8的角度位置在接连的时刻发射的，这些角度位置相对于第一信号的角度发射位置偏移了确定的角度值。这里所涉及的是在测量模块的固定角度的同步发射，所选择的角度能够取多个可能的值，例如，0°、90°、180°、270°，但这并不是限制性的。
测量模块5至8在固定的角度发射。车轮1至4的直径、道路的弯曲特性会影响发射。
这些信号中的每一个可以特别地包括测量模块5至8的识别码和表示角度发射位置的数据。这些信号被周期性地发射，在若干分钟的持续时间内（例如40×15秒到40×20秒），每15到20秒发射一次，以便首先符合射频标准，且其次允许车轮1至4充分去同步。
参考所有附图，本发明涉及一种用于将测量模块5至8与包括多个车轮1至4的机动车辆的车轮1至4进行配对的方法，该方法由车辆中的车载计算机实施。测量模块5至8安装在车轮1至4中的一个中，并且包括能够检测径向加速度的加速度计或冲击传感器，从而允许确定用于计算机的连续测量信号的发射角度A。
更具体地参考图2和图1，测量模块5至8中的测量信号的发射角度A如下确定。
由加速度计20接收物理信号Psign，并且径向加速度的采集样本被合并到采样模块21中，车轮1至4的每一转的采集次数为N。考虑车轮转圈频率Fe和采样频率Fs，这两个频率之间具有以下关系:
Fs = Fe. N
在充当滤波装置的滤波模块22中执行对车轮转圈频率Fe的滤波，滤波是为了以基本恒定的周期提取径向加速度的重力分量。随后，在检测模块23中执行对由测量模块5至8发射的信号的发射角度A的检测。
对车轮1至4的数量为x的转进行采样，以便使总采集次数n等于Nx。如果车轮1至4没有进行足够的旋转，这在图2中被标记为nox，则该过程返回到采样模块21之前，以便继续采集。
如果没有得到可能的检测（在图2中标记为NDA），则该过程返回到采样模块21之前，以便有利地通过实施新的采样而重新进行采集。
如果得到了可能的检测，则测量模块5至8的发射器10将该检测的结果发送到中央单元（图1中的附图标记11）的计算机或者可以位于机动车辆外部的另外的监控和/或控制单元，该检测的结果包括发射角度A、车轮转圈频率Fe和总采集次数n。
因此，为了确定发射角度A，测量模块5至8首先对作为时间的函数的径向加速度进行车轮的每一转的采集次数为N的采样，该采样针对车轮1至4的接连的数量为x的转重复进行，以便给出总采集次数n。随后，其次地，测量模块5至8进行对车轮转圈频率Fe的滤波22，以便在总采集次数n上提取径向加速度的重力分量。最后，第三地，测量模块5至8基于提取的重力分量进行当前发射角度A的值的计算。
参考图1和图3，其涉及在图1中标记为11的中央单元的计算机，由车轮速度传感器（车轮速度传感器在图3中标记为13，但是其也可以被标记为14至16）接收物理信号PsignWSS，先前的角度位置ω（t）存储在用于存储径向加速度的采集样本的存储模块24中。
中央单元（图1中的附图标记11）还从测量模块5至8接收发射角度A、车轮频率Fe和总采集次数n的测量值。
传统上，中央单元11因此并行地且周期性地接收表示每个车轮1至4的角度位置ωr的取向信号，并比较从测量模块5至8接收的测量信号的发射角度A和每个车轮1至4的相应角度位置ωr之间的相移。中央单元11的计算机为每个车轮1至4进行测量模块5至8与车轮1至4的配对计算，其中车轮1至4的角度位置ωr与从同一测量模块接收的多个测量信号的发射角度A呈现恒定的相移。
如前所述，除了当前发射角度A的值之外，车轮转圈频率Fe的值和总采集次数n在测量信号中被发送到计算机，计算机已经存储了接收时刻Tr和至少一个车轮1至4的当前角度位置ωr。
本发明的基本发现是，计算的发射角度A的值可能已经被测量模块5至8中执行的滤波22造成失真。
中央单元11的计算机还预先在存储模块24中存储了所述至少一个车轮1至4的一系列角度位置ω（t）。中央单元11的计算机在选择模块25中从一系列存储的角度位置ω（t）中选择以相同周期Ts经采样的角度位置ω*（t），该周期Ts等于车轮转圈频率Fe与作为时间的函数的径向加速度的车轮的每一转的采集次数N的乘积的倒数。
车轮转圈频率Fe的值（作为经采样的角度位置ω*（t）的分量）的滤波22a（该滤波类似于在测量模块5至8中执行的滤波22）被执行，以便获得经采样且经滤波的角度位置的曲线，从该曲线导出在n次采样之后获得的经采样和经滤波的角度位置ω（n），或者从该曲线导出针对n次采样的特定的经采样和经滤波的角度位置，n表示车轮每一转的总采样次数乘以车轮转数。
然后，在比较模块26中将针对总采样次数n的特定的经采样和经滤波的角度位置ω（n）与当前角度位置ωr进行比较。当与所述至少一个车轮1至4相关联的经采样和经滤波的角度位置ω（n）与当前角度位置ωr相差小于实验预定的百分比时，则从测量模块5至8接收的测量信号的发射角度A和所述至少一个车轮1至4的相应角度位置ωr之间的相移的比较被验证有效。
因此，认为在测量模块5至8中如此滤波的发射角度A没有被该滤波导致失真，这是因为比较已经提供了经采样和经滤波的角度位置ω（n），其基本上等于当前角度位置ωr。
使用常规测试通过实验确定的上述百分比可以等于大约1%，这不是限制性的。
中央单元11的计算机可以在选择模块25中从存储的角度位置ω（t）中选择以当前采集次数k以相同周期Ts经采样的角度位置ω*（t）。以增加的当前采集次数继续进行选择，直到当前采集次数k达到总采集次数n。
实际上，如果没有对角度位置ω*（t）进行充分的采集（其在图3中被标记为noN），则该过程返回到选择模块25之前，以便继续进行用于采样的采集。
该方法可以针对每个车轮1至4实施，或者具体地针对已经与所述测量模块5至8配对的车轮1至4实施，控制单元及其计算机先前已经针对该车轮1至4和该测量模块5至8检测到角度位置ωr，该角度位置ωr呈现出与从与所述测量模块5至8相同的测量模块接收的多个测量信号的发射角度的恒定相移。
使用以下等式计算车轮转圈频率Fe：
Figure 811637DEST_PATH_IMAGE001
其中，Z是径向加速度，R是车轮1至4的半径。
参考图4a和4b以及参考图1，径向加速度Z可以根据以下等式获得：
Figure 40624DEST_PATH_IMAGE004
其中，g是重力，t是时间，ω是车轮1至4的转速，t0是初始时间，γ是切向加速度分量，φ是相移，乘积R.ω2是离心分量，g.sin(ω.(t–t0)+φ)是重力分量，γ.cos(ω.(t–t0)+φ)是纵向加速度分量，当对车轮转圈频率Fe进行滤波22时，从信号中提取重力分量。
图4a示出了半径为R的机动车辆的车轮，在车轮以角速度ω旋转期间，测量模块被置于不同的位置B至E。附图标记g代表重力，γ代表加速度的切向分量，Z代表加速度的径向分量。
图4b示出了在机动车辆车轮连续旋转期间获得的基本正弦的加速度Z作为时间t的函数的曲线，在该曲线上指示出了在图4a中所示的位置B至E。为了获得表示径向加速度的重力分量的提取的正弦曲线，需要在该曲线上过滤离心分量R.ω2。这由测量模块中的滤波模块22来执行。径向加速度Z的静态或离心分量R.ω2被校正或消除。因此，作为结果的重力和纵向信号重新以0为中心。
进一步参考图3，在时刻t经采样的角度位置ω*（t）的计算是根据具有周期Ts的周期性狄拉克梳分布来执行的。梳或狄拉克的每一个齿在0处具有无穷大的值，而在其他地方则为零值。如果t-kTs=0,则
Figure DEST_PATH_IMAGE005
;而如果t-kTs不为0,则
Figure 494608DEST_PATH_IMAGE006
。因此，如果将一个函数乘以周期Ts的狄拉克（Dirac），则在输出处获得的仅是在t为Ts的倍数时函数的点，这就是采样器的实际情况。
经采样的角度位置ω*（t）根据以下等式提供，其中周期Ts等于1/Fe.N，ω（kTs）是采集次数为k时的角度位置，δ是狄拉克符号，所根据的等式为：
Figure 959088DEST_PATH_IMAGE003
。
利用狄拉克梳，当（t - kTs） = 0时（即对于具有周期Ts 的t的所有值（1xTs，2xTs，3xTs... nxTs）），样本ω（t）被保留。
因此获得了一系列不同高度的竖直线，其各自的峰值限定了曲线的轮廓，在这种情况下是正弦曲线。
当当前采集次数k没有达到总采集次数n时，在更大的当前采集次数上继续进行经采样的角度位置ω*（t）的计算，直到达到总采集次数n。
在采样周期开始时，即T0，当前采集次数k等于0，且当前采样时刻为开始时刻，即t等于0。
在采样周期结束时，即Tn，n是总采集次数，n等于在车轮1到4的每一转期间的采集次数N重复x次，采集次数k等于n，且当前采样时刻是最终时刻，即t = n.Ts，其中Ts = 1/Fe.N，其中Fe是车轮1至4的转圈频率，Ts是采样周期。
采样周期的开始T0和由测量模块发送的信号的接收时刻Tr，总采集次数n以及采样周期ts之间存在关系，如下式所示：
T0 = Tr - nTS。
参考所有附图，本发明涉及一种计算机和测量模块的组件，其中计算机有利地集成在机动车辆车载的中央单元11中，但是其可以与移动电话、平板电脑或电脑相关联，测量模块分别与机动车辆的车轮1至4相关联，用于实施前述的方法。
每个测量模块5至8具有用于发射和接收由计算机接收或发射的测量信号的装置10，其中计算机一方面具有用于发射和接收由每个测量模块5至8接收或发射的信号的装置12，另一方面具有用于接收表示每个车轮1至4的角度取向的取向信号的装置，每个测量模块5至8具有用于对车轮转圈频率Fe进行滤波的滤波装置22。
根据本发明，计算机包括用于存储源自一个测量模块5至8或来自每个测量模块5至8的信号的接收时刻Tr以及存储由每个车轮1至4的角度位置测量系统提供的当前角度位置ωr的存储装置，该角度位置测量系统例如为“ABS”车轮防抱死系统13至16、17或“ESP”动态稳定性控制系统。
因此，计算机可以在其存储装置或储存装置24中存储至少一个车轮1至4的一系列先前角度位置。计算机包括用于在一系列角度位置ω（t）中选择以相同周期Ts经采样的角度位置ω*（t）的选择装置。
计算机包括类似于测量模块5至8的滤波模块22的滤波装置的滤波装置22a，用于对经采样的角度位置ω*（t）中的车轮转圈频率分量进行滤波，以便获得对于总采集次数n获得的经采样和经滤波的角度位置ω（n）。
对经采样的角度位置ω*（t）中的车轮转圈频率Fe分量进行滤波22a，使得可以获得对于总采集次数n的经采样和经滤波的角度位置ω（n）。
计算机包括用于将当前角度位置ωr与经采样和经滤波的角度位置ω（n）进行比较的比较装置，以用于从测量模块5至8接收的测量信号与所述至少一个车轮1至4的相应角度位置ωr之间的相移的比较的验证。
本发明涉及一种机动车辆，其包括计算机、多个车轮1至4，每个车轮1至4包括测量模块5至8，以及多个车轮防抱死模块13至16，每个防抱死模块13至16面向车轮1至4安装，包括用于向计算机发射表示所述车轮1至4的角度取向的取向信号ωr的装置，计算机和测量模块形成如前所述的组件。

Claims (10)

1.一种用于将测量模块（5-8）与包括多个车轮（1-4）的机动车辆的车轮（1-4）进行配对的方法，该方法由计算机实施，所述测量模块（5-8）安装在车轮（1-4）中的一个中，并且包括加速计或冲击传感器，所述加速计或冲击传感器允许确定旨在发往所述计算机的连续测量信号的发射角度（A），所述计算机并行地并周期性地接收表示每个车轮（1-4）的角度位置（ωr）的取向信号，并且进行从测量模块（5-8）接收的测量信号的发射角度（A）和每个车轮（1-4）的相应角度位置（ωr）之间的相移的比较，所述计算机为每个车轮（1-4）进行测量模块（5-8）与车轮（1-4）的配对，所述车轮（1-4）的角度位置（ωr）与从同一测量模块（5-8）接收的多个测量信号的发射角度（A）呈现恒定的相移，为了确定所述发射角度（A），所述测量模块（5-8）执行以下步骤：
·首先，对作为时间的函数的径向加速度进行车轮的每一转的采集次数为（N）的采样，所述采样针对车轮（1-4）的接连的数量为x的转重复进行，以便给出总采集次数（n），
·其次，对车轮转圈频率进行滤波（22），以便在总采集次数（n）上提取径向加速度的重力分量；和
·第三地，基于提取的重力分量进行当前发射角度（A）的值的计算，
其特征在于，除了当前发射角度（A）的值之外，车轮转圈频率的值和总采集次数（n）在测量信号中被发送到计算机，所述计算机还通过预先存储至少一个车轮（1-4）的一系列角度位置（ω（t））而存储了接收时刻（Tr）和所述至少一个车轮的当前角度位置（ωr），并且所述计算机从一系列存储的角度位置（ω（t））中选择以相同周期（Ts）经采样的角度位置（ω*（t）），所述周期（Ts）等于车轮转圈频率（Fe）与作为时间的函数的径向加速度的车轮的每一转的采集次数（N）的乘积的倒数，所选择的角度位置（ω*（t））由滤波器（22a）进行滤波，其截止频率是车轮的旋转频率，其类似于在测量模块（5-8）中执行的滤波（22），并且被实施以获得经采样和经滤波的角度位置的曲线， 从中导出在n次采样之后获得的经采样和经滤波的角度位置（ω（n）），并将其与当前角度位置（ωr）进行比较，并且当与所述至少一个车轮（1-4）相关联的经采样和经滤波的角度位置（ω（n））与当前角度位置（ωr）相差小于实验预定的百分比时，则从测量模块（5-8）接收的测量信号的发射角度（A）和所述至少一个车轮（1-4）的相应角度位置（ωr）之间的相移的比较被验证有效。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，针对每个车轮（1-4）实施所述方法。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法针对预先与所述测量模块（5-8）配对的车轮（1-4）实施，对于所述车轮，角度位置（ωr）与从所述测量模块（5-8）接收的多个测量信号的发射角度呈现恒定的相移。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过以下等式计算车轮转圈频率：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Z为径向加速度，R为车轮半径。
5.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，径向加速度Z根据以下等式获得：
Figure 642330DEST_PATH_IMAGE002
g为重力，t为时间，ω为车轮（1-4）的转速，t0为初始时间，γ为切向加速度分量，φ为相移，乘积R.ω2为离心分量，g.sin(ω.(t–t0)+φ)是重力分量,γ.cos(ω.(t–t0)+φ)是纵向加速度分量，在对车轮转圈频率进行滤波（22）时，从所述信号中提取重力分量。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，计算机从存储的角度位置（ω（t））中选择以当前采集次数k以相同周期Ts经采样的角度位置，并继续进行选择，直到当前采集次数k达到总采集次数（n）。
7.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，在时刻t经采样的角度位置（ω*（t））的计算是根据狄拉克梳进行的，狄拉克梳的齿在周期Ts上采样，每个齿等于经采样的角度位置（ω*（t））的整个当前量，周期Ts等于1/（Fe.N），Fe为车轮转圈频率，且N为车轮的每一转的采集次数，ω（kTs）为当前采集次数k时的角度位置，δ为狄拉克符号，所根据的等式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当当前采集次数k没有达到总采集次数（n）时，在更大的当前采集数量上继续进行经采样和经滤波的角度位置（ω*（t））的计算，直到达到总采集次数（n）。
9.一种用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法的计算机和测量模块（5-8）的组件，测量模块（5-8）分别与机动车辆的车轮（1-4）相关联，每个测量模块（5-8）具有用于发射和接收由计算机接收或发射的测量信号的装置（10），所述计算机一方面具有用于接收由每个测量模块（5-8）发射的信号的装置（12）， 另一方面具有用于接收表示每个车轮（1-4）的角度取向的取向信号的装置，每个测量模块（5-8）具有用于对车轮转圈频率（Fe）进行滤波的滤波装置（22），以便在总采集次数（n）上提取径向加速度的重力分量，其特征在于，所述计算机包括：用于存储接收时刻（Tr）、至少一个车轮（1-4）的当前角度位置（ωr）和一系列角度位置（ω（t））的存储装置；用于在所述一系列角度位置（ω（t））中选择以相同周期（Ts）经采样的角度位置（ω*（t））的选择装置；类似于测量模块（5-8）的滤波装置（22）的滤波装置（22a），所述滤波装置（22a）用于对经采样的角度位置（ω*（t））中的车轮转圈频率分量（Fe）进行滤波，以便获得经采样和经滤波的角度位置（ω（n））；以及用于将当前角度位置（ωr）与经采样和经滤波的角度位置（ω（n））进行比较的比较装置，以便验证从测量模块（5-8）接收的测量信号与所述至少一个车轮（1-4）的相应角度位置（ωr）之间的相移的比较。
10.一种机动车辆，其包括计算机、多个车轮（1-4），每个车轮（1-4）包括测量模块（5-8）和多个车轮防抱死模块（13-16），每个车轮防抱死模块（13-16）面向车轮（1-4）安装，所述防抱死模块（13-16）包括用于向计算机发射表示所述车轮（1-4）的角度取向的取向信号（ωr）的装置，其特征在于，所述计算机和所述测量模块（5-8）形成根据前一项权利要求所述的组件。
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