CN113858895B - 一种防止胎压检测系统信号丢失的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止胎压检测系统信号丢失的方法。在该方法中，设置于轮胎上的轮胎状态检测装置发送的每一包数据包含k帧相同的信号，信号接收盲区角度为β，每两帧信号之间的发送延时间隔DelayT1，DelayT1＝m*T0+Tα；其中，T0为轮胎的旋转周期，α为轮胎旋转角度，Tα为轮胎经过旋转角度α所需的时长，α≥β，m为整数且m≥0。本发明提出了一种防止胎压检测系统信号丢失的方法能保证胎压检测系统信号的接收。

Description

一种防止胎压检测系统信号丢失的方法

技术领域

本发明涉及车辆轮胎定位技术领域，尤其涉及一种防止胎压检测系统信号丢失的方法。

背景技术

胎压监测系统(TPMS)是保证车辆安全行驶的重要系统，并且作为法规要求项目，近年来关于胎压监测系统在汽车市场上迅猛发展。胎压监测系统能够监测轮胎内的气压、温度信息。当出现气压或温度异常时，及时提醒车主注意安全行驶。车辆在轮胎气压和温度异常状态下行驶危险性极大。研究表明，气压过低会带来车辆轮胎侧面磨损加剧从而减少轮胎使用寿命、车辆油耗增加、胎侧在行驶中的变形相对更多，从而产生过多的热量导致胎体分离而爆胎、制动能力变差等问题。而气压过高，也会带来轮胎中心磨损加剧、轮胎气压随温度上升而上升从而诱发爆胎、更容易扎入尖锐物到车胎内、行车不稳、左右摇摆等问题。

胎压监测系统(TPMS)作为车身重要的安全系统，受到全世界关注和重视。早在2007年，美国就推出了胎压监测系统强制安装法规，要求所有的轻型车必须安装胎压监测系统。随之欧盟和韩国也分别在2013年和2014年将这一系统纳入轻型车的强制安装法规。我国也要求从2020年1月1日起，所有的轻型车必须安装胎压监测系统并遵守相应法规。法规中强制要求了如果车辆长时间丢失了对汽车轮胎的状态监测，GB26149-2017中规定胎压监测系统必须要在10min内点亮故障报警装置。

胎压监测系统(TPMS)分为直接式和间接式。其中，直接式胎压监测系统由1个车载处理装置(TPMS ECU)和4个轮胎状态检测装置(TPMS sensor)组成。轮胎状态检测装置独立安装在轮胎内，周期性感知轮胎状态并转换成无线信号发出。车载处理装置安装在车体内，实时接收处理这种无线信号，处理后的数据通过整车网络数据共享给仪表，进行显示。根据法规要求：如果车载处理装置和轮胎状态检测装置之间失去通讯，需要在10min内点亮故障灯。车辆在运动状态下，轮胎状态检测装置会周期性发送信号,车载处理装置如果在车辆行驶状态下，10min内(一般设计8-9min)，都没有接收到轮胎状态检测装置的信号，判断为车载处理装置和轮胎状态检测装置通讯丢失。每辆车的车轮都存在信号接收盲区。轮胎状态检测装置在盲区发送的信号是不能被车载处理装置接收到的。经验表明，车速越快，通讯丢失故障发生就越频繁。尤其是高速路上，如果通讯丢失报警导致司机分神，就会带来行驶危险。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种防止胎压检测系统信号丢失的方法，用来解决信号接收盲区问题，能保证胎压检测系统信号的接收。

具体地，本发明提出了一种防止胎压检测系统信号丢失的方法，设置于轮胎上的轮胎状态检测装置发送的每一包数据包含k帧相同的信号，信号接收盲区角度为β，每两帧信号之间的发送延时间隔DelayT1，DelayT1＝m*T0+Tα；

其中，T0为所述轮胎的旋转周期，α为所述轮胎旋转角度，Tα为所述轮胎经过旋转角度α所需的时长，α≥β，m为整数且m≥0。

根据本发明的一个实施例，所述轮胎的旋转周期T0的计算步骤如下：

T1，根据所述轮胎状态检测装置的安装半径r计算周长C，周长C＝2πr；

T2，获取所述轮胎的加速度a，根据公式加速度a＝(V*V)/r，求取轮速V；

T3，根据周长C和轮速V计算所述轮胎当前的旋转周期T0，周期T0＝周长C/轮速V。

根据本发明的一个实施例，所述轮胎经过旋转角度α所需的时长Tα的计算公式：

时长Tα＝(α/360°)*T0。

根据本发明的一个实施例，若每帧信号的帧旋转角度占比大于一设定阈值，则所述轮胎状态检测装置将k帧信号中的每一帧拆分为p帧信号进行发送；

其中，所述帧旋转角度占比＝(每帧信号的时长+Tα)/T0。

根据本发明的一个实施例，所述设定阈值为40％。

根据本发明的一个实施例，将k帧信号中的每一帧拆分成p帧信号依次进行发送，p帧信号的每两帧信号之间的发送延时间隔DelayT2，DelayT2＝n*T0，n为整数且n≥1。

根据本发明的一个实施例，将k帧信号中的每一帧拆分成p帧信号，使k帧信号中的每一帧在同一拆分位置上对应的拆分帧信号完全相同，将所有k*p帧信号分成p组，每组包含k帧信号中的每一帧在同一拆分位置上对应的拆分帧信号，按p组顺序发送，组内的每两帧拆分信号之间的发送延时间隔DelayT1，每两组之间的发送延时间隔DelayT2。

本发明提供的一种防止胎压检测系统信号丢失的方法能有效解决信号接收盲区问题，保证胎压检测系统信号的接收。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的解释，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。

附图中：

图1示出了现有技术中信号接收盲区的示意图。

图2是图1对应的信号强度示意图。

图3示出了现有技术中盲区和信号之间的关系示意图。

图4示出了本发明一个实施例的防止胎压检测系统信号丢失的方法的信号发送示意图。

图5示出了本发明一个实施例的防止胎压检测系统信号丢失的方法的信号发送示意图。

图6示出了计算轮胎的旋转周期T0的计算步骤的流程框图。

图7示出了本发明一个实施例的拆分信号的发送示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

常规的，每个轮胎都会存在车载处理装置对信号的接收盲区。图1示出了现有技术中信号接收盲区的示意图。图2是图1对应的信号强度示意图。图3示出了现有技术中盲区和信号之间的关系示意图。参考图1，示意轮胎旋转一周从0°至60°，再到180°、270°，再回到初始位置。设盲区101的角度为β，TPMS允许盲区101的存在，但是盲区101角度β不能太大。图中示意盲区101是从180°开始的角度β。信号发送会持续一段时间，这个时间是连续的，信号发送的传输时间与信号传输速率和信号传输长度相关，参考表1。图2对应图1的信号强度，其中水平轴为角度，竖直轴为信号强度，在盲区101位置，信号强度低于功率临界阈值102。如果发送信号长度与盲区产生交集，则发送信号无法被正常接收。换言之，轮胎状态检测装置发送无线信号，如果在轮胎状态检测装置发送信号这段时间，车载处理装置刚好经过盲区101，那么此帧无线信号不能被车载处理装置接收到。参考图3，发送信号103的起始和结束位置在0°到90°之间，而盲区101在180°附近，那么该帧信号103能够被接收到。

表1

信号传输速率bps/s	信号传输长度byte	信号传输时间ms
			4800	10	16.67
9600	10	8.33
			19200	10	4.17
4800	20	33.33
			9600	20	16.67
19200	20	8.33

本发明提供了一种防止胎压检测系统信号丢失的方法。设置于轮胎上的轮胎状态检测装置发送的每一包数据包含k帧相同的信号。信号接收盲区角度为β。每两帧信号之间的发送延时间隔DelayT1，DelayT1＝m*T0+Tα。

其中，T0为所述轮胎的旋转周期。α为所述轮胎旋转角度，Tα为所述轮胎经过旋转角度α所需的时长，α≥β，m为整数且m≥0。

图4示出了本发明一个实施例的防止胎压检测系统信号丢失的方法的信号发送示意图。在该实施例中，k＝4，轮胎状态检测装置发送的一包数据包含4帧信号。如图所示，在发送完第一帧信号40l后，延时m个轮胎旋转周期T0，再延时轮胎经过旋转角度α所需的时长，发送第二帧信号402。接着，延时m个轮胎旋转周期T0，再延时轮胎经过旋转角度α所需的时长，发送第三帧信号403。最后，延时m个轮胎旋转周期T0，再延时轮胎经过旋转角度α所需的时长，发送第四帧信号404。通常，只要所有的四帧信号中的任意一帧与盲区无交集，且α≥β，则该帧信号可以被接收到。周期T0从每帧信号发送结束的时刻起算，m通常取0或1。

如图4所示，各帧信号之间有相互重叠的情况出现。例如，第一帧信号401和第三帧信号403有重叠，第四帧信号404分别与第一帧信号401和第二帧信号402有重叠。如果车速越快，那么各帧信号之间的重叠区域越大，若盲区101出现在信号帧之间的重叠区域，那么重叠区域所发送的帧将不会被接收到。按照本发明的防止胎压检测系统信号丢失的方法需要在每包数据中发送足够多的相同帧，并保证k帧没有相同的重叠区域，且α≥β，那么在本包数据发送的多帧信号中必定有一帧能够被接收到。

图5示出了本发明一个实施例的防止胎压检测系统信号丢失的方法的信号发送示意图。在该实施例中，设定k＝3，轮胎状态检测装置发送的一包数据包含3帧，旋转角度α为20°。首先发送第一帧信号501，经过0°到198°。在发送完第一帧信号501后，延时m个轮胎旋转周期T0，再延时轮胎经过旋转角度20°所需的时长，发送第二帧信号502。第二帧信号502从218°到56°。第一帧信号501与第二帧信号502在0°到56°重叠。在发送完第二帧信号502后，延时m个轮胎旋转周期T0，再延时轮胎经过旋转角度20°所需的时长，发送第三帧信号503。第三帧信号503大约从76°到274°。第三帧信号与第一帧信号在76°到198°重叠，并且第三帧信号与第二帧信号在218°到274°重叠。由于三帧信号没有共同重叠的区域，且盲区101(图未示)角度小于等于20°，则盲区101无论出于哪个位置，至多只能蕴含在两帧信号之中，这样就能保证一包数据中的另外一帧信号与盲区无交集，保证能够被接收到。

图6示出了计算轮胎的旋转周期T0的计算步骤的流程框图。较佳地，轮胎的旋转周期T0的计算步骤如下：

T1，根据轮胎状态检测装置的安装半径r计算周长C，周长C＝2πr；

T2，获取轮胎的加速度a，根据公式加速度a＝(V*V)/r，求取轮速V；

T3，根据周长C和轮速V计算轮胎当前的旋转周期T0，周期T0＝周长C/轮速V。

较佳地，轮胎经过旋转角度α所需的时长Tα的计算公式：

时长Tα＝(α/360°)*T0。

较佳地，若每帧信号的帧旋转角度占比大于一设定阈值，则轮胎状态检测装置将k帧信号中的每一帧拆分为p帧信号进行发送。其中，帧旋转角度占比＝(每帧信号的时长+Tα)/T0。根据实际测试，当帧旋转角度占比小于50％的时候，可以保证一包中间隔的两帧信号在轮胎的旋转周期T0上不会有重叠，且两帧信号之间的间隔时长对应的旋转角度α大于盲区角度β，则无论盲区出现在什么角度(位置)都不会同时干扰掉两帧信号。理论上，当帧旋转角度占比小于50％，一包发送两帧信号，即可保证每包数据中的一帧能被收到。

较佳地，设定阈值为40％。在实际发送信号过程中，考虑到误差等影响，在帧旋转角度大于40％时即可执行帧拆分操作，以保证一包k帧中的至少一帧能够被接收到。

较佳地，将k帧信号中的每一帧拆分成p帧信号依次进行发送，p帧信号的每两帧信号之间的发送延时间隔DelayT2，DelayT2＝n*T0，n为整数且n≥1。图7示出了本发明一个实施例的拆分信号的发送示意图。如图所示，将一包k帧中的完整一帧信号701拆分为p帧，在本实施例中取p＝2。则k帧中的完整一帧信号701被拆分为第一拆分帧702和第二拆分帧703。在两拆分帧中的第一拆分帧702发送后，轮胎状态检测装置通过轮速V及轮辋直径计算出车辆轮胎转动一周的时间T0。在第一拆分帧702发送后延时n*T0(从第一拆分帧702发送开始的时刻计时)，这里的n≥1，通常取1。再发送第二拆分帧703，保证第二拆分帧703在第一拆分帧702的同一角度(位置)进行发送。同角度(位置)发送的好处在于，避免一帧没撞到盲区101，另外一帧却撞到盲区101的可能性，从而降低系统的丢帧率。在本实施例中，盲区101的角度β为10°。当发送K帧中的下一帧中的拆分帧时，发送延时间隔DelayT1。下一帧同样拆分为两个拆分帧，两拆分帧发送时间间隔DelayT2。容易理解的，对于k帧信号中的每一帧拆分为p帧的情况下，相邻k帧之间的发送延时间隔DelayT1，而同一帧的拆分帧之间的发送时间间隔为DelayT2。

举例说明，将k帧信号中的每一帧拆分成p帧信号依次进行发送，p帧信号的每两帧信号之间的发送延时间隔DelayT2，k帧信号之间的发送延时间隔DelayT1。设k＝3，p＝2。则第一帧拆分为第1-1拆分帧和第1-2拆分帧，两帧之间的发送延时间隔DelayT2；第二帧拆分为第2-1拆分帧和第2-2拆分帧，两帧之间的发送延时间隔DelayT2；第三帧拆分为第3-1拆分帧和第3-2拆分帧，两帧之间的发送延时间隔DelayT2。同时，第一帧、第二帧和第三帧之间的发送延时间隔DelayT1。采用本方法，由于第一帧、第二帧和第三帧之间的发送延时间隔DelayT1，因此至少有一帧信号能够避开盲区被接收。假设接收端接收到的是第2-1拆分帧和第2-2拆分帧，则接收端可以装配组合这两帧拆分信号形成原来一帧完整信号，从而保证了胎压检测系统信号的接收。

较佳地，将k帧信号中的每一帧拆分成p帧信号，使k帧信号中的每一帧在同一拆分位置上对应的拆分帧信号完全相同，将所有k*p帧信号分成p组，每组包含k帧信号中的每一帧在同一拆分位置上对应的拆分帧信号，按p组顺序发送，组内的每两帧拆分信号之间的发送延时间隔DelayT1，每两组之间的发送延时间隔DelayT2。设k＝3，p＝2。每帧信号只有两个拆分位置，第一拆分位置和第二拆分位置。第一帧拆分为第1-1拆分帧和第1-2拆分帧；第二帧拆分为第2-1拆分帧和第2-2拆分帧；第三帧拆分为第3-1拆分帧和第3-2拆分帧。因为每一帧在同一拆分位置上对应的拆分帧信号完全相同，所以第1-1拆分帧、第2-1拆分帧和第3-1拆分帧完全相同，第1-2拆分帧、第2-2拆分帧和第3-2拆分帧完全相同。将所有6帧拆分信号分成两组，每组包含三帧信号中的每一帧在同一拆分位置上对应的拆分帧信号。则第一组包括第1-1拆分帧、第2-1拆分帧和第3-1拆分帧；第二组包括第1-2拆分帧、第2-2拆分帧和第3-2拆分帧。按两组顺序发送，先发送第1-1拆分帧、第2-1拆分帧和第3-1拆分帧，每两帧拆分信号之间的发送延时间隔DelayT1。接着，延时间隔DelayT2，使第一组和第二组在同一角度发送。第二组按照第1-2拆分帧、第2-2拆分帧和第3-2拆分帧发送，每两帧拆分信号之间的发送延时间隔DelayT1。实际上，由于分组后的每一组内的拆分帧完全相同，所以组内的拆分帧并没有次序要求，只需发送完毕。又因为第一组和第二组在同一角度发送，所以先发送第一组或第二组也没有差别，只需按组发送。采用本方法，在第一组中至少有一个拆分帧能够避开盲区被接收，在第二组中至少有一个拆分帧能够避开盲区被接收。假设接收端接收到的是第2-1拆分帧和第3-2拆分帧，则接收端可以装配组合这两帧拆分信号形成原来一帧完整信号，从而保证了胎压检测系统信号的接收。

本发明提供的一种防止胎压检测系统信号丢失的方法能有效解决信号接收盲区问题，保证胎压检测系统信号的接收。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (8)

1.一种防止胎压检测系统信号丢失的方法，设置于轮胎上的轮胎状态检测装置发送的每一包数据包含k帧相同的信号，信号接收盲区角度为β，每两帧信号之间的发送延时间隔DelayT1，DelayT1＝m*T0+Tα；

若每帧信号的帧旋转角度占比大于一设定阈值，则所述轮胎状态检测装置将k帧信号中的每一帧拆分为p帧信号进行发送，所述帧旋转角度占比＝(每帧信号的时长+Tα)/T0；

将k帧信号中的每一帧拆分成p帧信号依次进行发送，p帧信号的每两帧信号之间的发送延时间隔DelayT2，DelayT2＝n*T0；

其中，T0为所述轮胎的旋转周期，α为所述轮胎旋转角度，Tα为所述轮胎经过旋转角度α所需的时长，α≥β，m为整数且m≥0，n为整数且n≥1，k为整数。

2.一种防止胎压检测系统信号丢失的方法，设置于轮胎上的轮胎状态检测装置发送的每一包数据包含k帧相同的信号，信号接收盲区角度为β，每两帧信号之间的发送延时间隔DelayT1，DelayT1＝m*T0+Tα；

若每帧信号的帧旋转角度占比大于一设定阈值，则所述轮胎状态检测装置将k帧信号中的每一帧拆分为p帧信号进行发送，所述帧旋转角度占比＝(每帧信号的时长+Tα)/T0；

将k帧信号中的每一帧拆分成p帧信号，使k帧信号中的每一帧在同一拆分位置上对应的拆分帧信号完全相同，将所有k*p帧信号分成p组，每组包含k帧信号中的每一帧在同一拆分位置上对应的拆分帧信号，按p组顺序发送，组内的每两个拆分帧信号之间的发送延时间隔DelayT1，每两组之间的发送延时间隔DelayT2，DelayT2＝n*T0；

其中，T0为所述轮胎的旋转周期，α为所述轮胎旋转角度，Tα为所述轮胎经过旋转角度α所需的时长，α≥β，m为整数且m≥0， n为整数且n≥1，k为整数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轮胎的旋转周期T0的计算步骤如下：

T1，根据所述轮胎状态检测装置的安装半径r计算周长C，周长C＝2πr；

T2，获取所述轮胎的加速度a，根据公式加速度a＝(V*V)/r，求取轮速V；

T3，根据周长C和轮速V计算所述轮胎当前的旋转周期T0，周期T0＝周长C/轮速V。

4.如权利要求3所述的防止胎压检测系统信号丢失的方法，其特征在于，所述轮胎经过旋转角度α所需的时长Tα的计算公式：

时长Tα＝(α/360°)*T0。

5.如权利要求1所述的防止胎压检测系统信号丢失的方法，其特征在于，所述设定阈值为40％。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述轮胎的旋转周期T0的计算步骤如下：

T1，根据所述轮胎状态检测装置的安装半径r计算周长C，周长C＝2πr；

T2，获取所述轮胎的加速度a，根据公式加速度a＝(V*V)/r，求取轮速V；

T3，根据周长C和轮速V计算所述轮胎当前的旋转周期T0，周期T0＝周长C/轮速V。

7.如权利要求6所述的防止胎压检测系统信号丢失的方法，其特征在于，所述轮胎经过旋转角度α所需的时长Tα的计算公式：

时长Tα＝(α/360°)*T0。

8.如权利要求2所述的防止胎压检测系统信号丢失的方法，其特征在于，所述设定阈值为40％。

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