ES2340155T3

ES2340155T3 - Determinacion de la posicion de un sensor de rueda usando señales de aceleracion.

Info

Publication number: ES2340155T3
Application number: ES03726296T
Authority: ES
Inventors: William David Stewart; Idir Boudaoud; Nevin Robert Molyneaux; Samuel Kane Strahan; Alan Kenneth Mccall; Trevor Anthony Jordan
Original assignee: Schrader Bridgeport International Inc
Current assignee: Schrader Bridgeport International Inc
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2010-05-31
Anticipated expiration: 2023-04-14
Also published as: AU2003228539A1; ATE459489T1; EP1494877B1; US7010968B2; DE60331532D1; WO2003089260A1; EP1494877A1; US20030197603A1

Abstract

Un método de supervisión de neumáticos que comprende: en un controlador de neumático, la determinación de una primera aceleración a lo largo de un primer eje y de una segunda aceleración a lo largo de un segundo eje; basándose en la primera aceleración y la segunda aceleración, la determinación de la información de posición sobre la posición del controlador de neumático en un vehículo, y la transmisión de señales de radio para comunicar los datos representativos de la información de posición; caracterizado por la determinación de una cantidad recibida de señales de radio; y basándose en la cantidad recibida, la determinación de información de posición adicional acerca de la posición del controlador de neumático sobre el vehículo.

Description

Determinación de la posición de un sensor de rueda usando señales de aceleración.

Antecedentes

La presente invención se refiere de modo general a un sistema de supervisión de neumáticos. Más particularmente, la presente invención se refiere a un método y aparato para actualizar automáticamente la información de posición de controladores de neumático en tal sistema.

Se han desarrollado sistemas para supervisar una característica tal como la presión del neumático de un vehículo para informar de la característica a un receptor en una estación de supervisión central usando señales de radio. Se coloca un supervisor en cada neumático y periódicamente toma una medida de la característica del neumático. El supervisor transmite entonces los resultados de las mediciones en una transmisión en frecuencia de radio a la estación de supervisión central que produce una alarma o una visualización en respuesta a la medición.

Un problema con tales sistemas ha sido la necesidad de programar la localización del transmisor en la estación central. Para ser completamente útil, los datos de características del neumático se asocian preferiblemente con el neumático que originó la medición cuando se presenta una visualización o alarma. Cada supervisor incluye información de identificación que puede transmitirse con la medición. El controlador de neumático se activa preferiblemente para producir esta información y se transfiere entonces la información a la estación central y asociada con la posición del neumático.

En la técnica de la Patente de Estados Unidos N° 5.600.301, cada controlador de neumático incluye un interruptor de láminas magnéticas (reed) u otro dispositivo magnético. Se pasa un imán cerca del interruptor de láminas magnéticas, haciendo que el supervisor transmita una transmisión de frecuencia de radio que incluye los datos de identificación. Un técnico de servicio repite este proceso en cada rueda y entonces carga la información de identificación y posición en la estación de supervisión central. Otro método proporciona un código de barras impreso en cada controlador de neumático que contiene la información de identificación y que puede leerse con un lector de código de barras adecuado.

En la Patente de Estados Unidos N° 5.880.363, se proporciona una señal de activación desde el controlador central a un transmisor de baja frecuencia en cada paso de rueda. El transmisor genera una señal de baja frecuencia para activar el controlador de neumático. El supervisor de presión del neumático responde generando una señal de identificación de onda larga y transmitiendo esa señal con la presión del neumático y los datos de identificación directamente a la unidad de control. La señal de identificación de onda larga se usa para identificar la posición del neumático y para distinguir esta transmisión de otras transmisiones recibidas por el controlador.

La Patente de Estados Unidos N° 5.883.305 describe una comunicación bidireccional mediante señales de radio. Se activa un supervisor de presión mediante una señal en frecuencia de radio transmitida por una antena en el paso de rueda adyacente al neumático. El supervisor de presión del neumático transmite una segunda señal en frecuencia de radio que se detecta por la antena del paso de rueda. Se desmodula la segunda señal para detectar los datos de presión del neumático.

De acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 14, la Patente de Estados Unidos N° 6.204.758BI describe un método/sistema de supervisión de neumáticos que incluye un acelerómetro tangencial para detectar la aceleración del controlador de neumático. Se detecta la aceleración tangencial a lo largo de un único eje para determinar la aceleración. Se determina la información de posición del controlador de neumático en respuesta a la aceleración.

La Patente de Estados Unidos N° 6.259.361 describe un sistema de supervisión de la presión del neumático con un circuito de control acoplado a un sensor de temperatura y a un acelerómetro para cada neumático para recibir información procesada para discriminar entre los numéricos izquierdo y derecho y delantero y trasero respectivamente.

El documento EP 1172656 describe un sensor para detectar la dirección de giro de un cuerpo, con dos acelerómetros con direcciones de detección que no son paralelas entre sí ni con el eje de rotación del cuerpo.

Estas técnicas previas han sido limitadas en su eficacia. La técnica de programación magnética puede estar sujeta a interferencias y a interferencias cruzadas, por ejemplo en una fábrica donde se están montando muchos de tales controladores de neumático con neumáticos y vehículos. El sistema de etiquetas con códigos de barras requiere una etiqueta en cada neumático que puede perderse o llegar a estar sucia o ilegible. El aparato para transmitir una señal de activación de onda larga y generar una señal de identificación de onda larga a partir de ella es demasiado caro para algunas aplicaciones. Las técnicas de comunicación bidireccional de datos requieren la desmodulación de las señales de radio recibidas en el paso de rueda y un cableado coaxial hacia el controlador central, ambos de los cuales se añaden al coste del sistema. La aceleración tangencial que debe detectarse requiere un acelerómetro altamente sensible que puede ser prohibitivamente caro en la aplicación real.

Una limitación adicional de algunas de estas técnicas anteriores es la operación manual que requiere la activación por un técnico de servicio. Se desea un sistema que transfiera automáticamente los datos de posición de rueda al receptor. Tal sistema sería particularmente útil después de cualquier cambio en la posición del neumático, tal como un giro del neumático o una sustitución de un neumático.

La patente de Estados Unidos número 6.518.876, asignada en común con la presente solicitud, describe un sistema y un método en los que los controladores de neumático se localizan en cada rueda del vehículo y transmiten periódicamente datos del neumático junto con un identificador del controlador de neumático. Se colocan cerca de cada rueda cuatro pequeños, no caros detectores de RF. Cada detector de RF se conecta a la unidad de control central mediante una línea de alimentación y una línea de tierra. Cuando un controlador de neumático transmite datos mediante la emisión de una transmisión de RF, el detector de RF que está más cercano al transmisor detectará la ráfaga de energía de RF. El detector de RF responde a la energía de RF mediante la modulación de la línea de alimentación a la unidad de control con la envolvente de los datos transmitidos. La unidad de control detecta esta modulación sobre una de sus líneas de alimentación. Asimismo, el receptor de RF de la unidad de control recibe y desmodula los datos transmitidos por el controlador de neumático. La unidad de control asocia los datos recibidos con la indicación de posición proporcionada por la modulación sobre la línea de alimentación. Cuando las posiciones de las ruedas sobre el vehículo se cambian, la unidad de control puede determinar la nueva posición usando la línea de alimentación modulada en asociación con el identificador del controlador de neumático en los datos transmitidos.

Aunque este sistema ha tenido mucho éxito en su aplicación, se desea un sistema que ofrezca costes y pesos reducidos. Los cables que deben llevarse desde la unidad de control a los cuatro detectores de RF añaden un coste sustancial y un peso de una instalación. En consecuencia, hay una necesidad para un sistema y un método que proporcione las ventajas funcionales de sistemas anteriores en un sistema que ofrezca complejidad, número de partes, peso y coste reducidos.

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Sumario

La presente invención proporciona un método de supervisión de neumáticos como se establece en la reivindicación 1 y un sistema de supervisión remota de neumáticos como se establece en la reivindicación 14.

Solamente a modo de introducción, un controlador de neumático para utilización conjuntamente con un sistema de supervisión remota de neumáticos de un vehículo incluye en una realización un acelerómetro de doble eje y una unidad de control configurada para determinar la información de posición sobre la posición del controlador de neumático en el vehículo en respuesta a una señal de aceleración desde el acelerómetro de doble eje.

En otra realización, un método de supervisión de neumáticos incluye, en un controlador de neumático, la determinación de la primera aceleración a lo largo de un primer eje y de una segunda aceleración a lo largo de un segundo eje y, basándose en la primera aceleración y en la segunda aceleración, la determinación de la información de posición sobre la posición del controlador de neumático en un vehículo.

En otra realización más, un sistema de supervisión remota de neumáticos para un vehículo incluye una diversidad de controladores de neumático asociados con los respectivos neumáticos de un vehículo y un circuito de control. Cada controlador de neumático incluye un acelerómetro, un circuito de determinación de la información de posición del supervisor en respuesta a una señal de aceleración desde el acelerómetro y un circuito de transmisión por radio de la información de posición. El circuito de control incluye un circuito receptor de radio de la información de posición y un circuito de determinación de la posición del controlador de neumático respectivo.

En otra realización más, un controlador de neumático para uso en un sistema de supervisión de neumáticos remoto para neumáticos de un vehículo incluye medios para determinar una dirección de giro de una rueda asociada y medios para la determinación de la información de posición derecha/izquierda basados en la dirección de giro. El controlador de neumático incluye además medios de transmisión para la transmisión de los datos relativos a la información de posición derecha/izquierda del controlador de neumático.

En aún otra realización, un método de supervisión de neumático para un controlador de neumático situado en una rueda de un vehículo incluye la recepción de una indicación de movimiento del neumático, el muestreo de la señal de aceleración producida por un acelerómetro de eje múltiple, la determinación de la dirección de giro para la rueda basándose en la señal del acelerómetro y la determinación de la información de posición para la rueda basándose en la dirección de giro.

El método incluye además la transmisión de los datos a un receptor remoto basándose en la información de posición.

En una realización adicional, un método de supervisión de neumáticos para un controlador de neumático situado en una rueda de un vehículo incluye el muestreo de una señal de acelerómetro producida por un acelerómetro de eje múltiple. Si una indicación de aceleración de la señal del acelerómetro excede un umbral, el método incluye la determinación de la dirección de giro para la rueda basada en la señal del acelerómetro, la determinación de la información de posición para la rueda basada en la dirección de giro y la transmisión de los datos a un receptor remoto basada en la información de posición.

El tratamiento precedente de las realizaciones preferidas se ha proporcionado sólo a modo de introducción. Nada en esta sección debería tomarse como una limitación en las reivindicaciones siguientes, que definen el alcance de la invención.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es un diagrama de bloque de una realización de un sistema de supervisión remota de neumáticos mostrado en conjunto con partes de un vehículo;

la Figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra una realización de un método de aprendizaje automático para el sistema de supervisión remota de neumáticos de la Figura 1;

la Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra una realización de un método de aprendizaje automático para el sistema de supervisión remota de neumáticos de la Figura 1

la Figura 4 es un diagrama de bloques de un vehículo con un sistema de supervisión remota de neumáticos;

las Figuras 5 y 6 son diagramas de flujo que ilustran una realización de un sistema de supervisión remota de neumáticos;

la Figura 7 es un diagrama de bloques de una realización de un controlador de neumático;

las Figuras 8-12 ilustran la aceleración experimentada por el controlador de neumático de la Figura 7;

la Figura 13 es un diagrama de bloques de una unidad de control de un sistema de supervisión remota de neumáticos;

la Figura 14 es un diagrama esquemático de una realización de un detector del pico para uso en la unidad de control de la Figura 13;

las Figuras 15 y 16 son diagramas de flujo que ilustran realizaciones de funcionamiento del controlador de neumático de la Figura 7;

la Figura 17 es un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento de la unidad de control de la Figura 12;

la Figura 18 es una vista detallada de una realización del método ilustrado en la Figura 17; y

la Figura 19 es un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento de una realización alternativa de un sistema de supervisión remota de neumáticos.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas actualmente

Con referencia ahora al dibujo, la Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de supervisión remota de neumáticos 100 mostrado juntamente con partes de un vehículo 102. El vehículo 102 incluye en este ejemplo cuatro neumáticos 104. Pueden incluirse otro número de neumáticos, tal como un quinto neumático de repuesto o neumáticos adicionales si el vehículo es un camión, tráiler u otro vehículo de múltiples ruedas.

Asociado con cada uno de los neumáticos 104 hay un transmisor o controlador de neumático 106. Cada uno de los controladores de neumático 106 incluye un transmisor en frecuencia de radio (RF) alimentado por baterías. Puede usarse cualquier controlador de neumático adecuado. La Patente de Estados Unidos 6.110.108, titulada "Method And Apparatus For A Remote Tire Pressure Monitor System", presentada el 5 de febrero de 1999 en nombre de McClelland et al., y asignada en común con la presente solicitud ilustra un controlador de neumático adecuado para uso en el sistema de supervisión remota de la presión de neumáticos 100. Cada controlador de neumático 106 incluye un sensor tal como un sensor de presión para la medición de una característica del neumático. El controlador de neumático 106 convierte la característica del neumático medida en datos del neumático. Los datos del neumático se codifican para la transmisión desde el controlador de neumático 106.

El controlador de neumático incluye además un transmisor configurado para transmitir señales de RF que incluyen los datos de neumático. En algunas realizaciones, las transmisiones se codifican o se hacen aleatorias para minimizar colisiones en un receptor. Por ejemplo, la Patente de Estados Unidos 6.486.113 titulada "Method For Communicating Data In A Remote Tire Pressure Monitoring System", presentada el 5 de febrero de 1999 en nombre de Baille, et al., y asignada en común con la presente solicitud muestra una técnica en la que se transmiten palabras de datos separadas por un retardo de tiempo. El retardo de tiempo para cada palabra de datos respectiva se define de acuerdo con un patrón de repetición común para los neumáticos de modo que las palabras de datos se transmiten durante una diversidad de ventanas de tiempo no periódicas. Los parámetros de transmisión tales como técnicas de modulación, frecuencia de transmisión y potencia de transmisión se eligen de acuerdo con las regulaciones locales para asegurar una recepción fiable de las señales de RF.

El controlador de neumático 106 incluye un interruptor de movimiento 139. El interruptor de movimiento 139 se cierra tras la detección del movimiento del vehículo 100. El detector de movimiento 139 proporciona una señal al procesador 124 que indica el cierre del interruptor 139 y el movimiento del vehículo. En respuesta al cierre del interruptor, el sistema de supervisión de neumáticos 100 comienza el funcionamiento, por ejemplo, mediante la transmisión de datos del neumático. En la realización ilustrada, durante el funcionamiento normal, el controlador de neumático 106 transmite la información de presión del neumático supervisada una vez por minuto. Puede utilizarse cualquier interruptor de movimiento adecuado para el interruptor 139.

El sistema de supervisión remota de neumáticos 100 incluye una unidad de control 110 y una diversidad de detectores de frecuencia de radio (RF) 112. En una realización alternativa, el sistema de supervisión remota de neumáticos 100 incluye adicionalmente una pantalla de usuario para proporcionar información al usuario tal como información de la presión del neumático y alarmas de baja presión del neumático. En la realización ilustrada, cada detector de RF 112 se monta sobre el vehículo 102 próximo a un controlador de neumático asociado 106 para detectar las señales de RF del controlador de neumático asociado 106 y produce una indicación de transmisión en respuesta a las señales de RF detectadas. Cada uno de los detectores de RF 112 se acopla eléctricamente mediante un conductor 114 a la unidad de control 110. La estructura y funcionamiento de los detectores de RF 112 se describirán con mayor detalle a continuación.

La unidad de control 110 incluye un receptor de RF 120, un decodificador de RF 122 y un controlador 124. El receptor de RF 120 se configura para recibir señales de RF que transfieren datos del neumático desde al menos un transmisor del controlador de neumático 106 de una diversidad de controladores de neumático 106 asociados con las ruedas o neumáticos 104 del vehículo 102. Puede usarse cualquier circuito receptor de RF adecuado. El diseño e implementación del receptor de RF 120 dependerá del tipo de modulación usada para las señales de RF, la frecuencia de transmisión de las señales de RF y las limitaciones físicas tales como el tamaño, peso y disipación de potencia permitidos.

El decodificador de RF 122 se configura para recibir una indicación de transmisión desde al menos un detector de RF 112 que recibe de una diversidad de detectores de RF 112 asociados con ruedas o neumáticos 104 del vehículo 102. De ese modo, un controlador de neumático 106 transmite señales de RF que se detectan mediante el detector de RF 112 asociado con el transmisor del controlador de neumático 106. El detector de RF 112 que recibe señaliza su detección de las señales de RF proporcionando la indicación de transmisión sobre su conductor asociado 114.

El decodificador de RF 122 se configura adicionalmente para identificar una posición de un controlador de neumático que transmite sobre el vehículo en respuesta a la indicación de transmisión recibida desde un detector de RF. En consecuencia, el decodificador de RF 122 incluye una diversidad de circuitos de entrada 123 acoplados a los conductores 114 que a su vez se acoplan a los detectores de RF 112. Una indicación de transmisión señalada sobre un conductor 114 se detecta mediante un circuito de entrada asociado 123. En la realización ilustrada, hay una relación uno a uno entre los circuitos de entrada 123 y los detectores de RF 112. De esta forma, el detector de RF 112 que originó la indicación de transmisión puede identificarse mediante el decodificador de RF que determina qué circuito de entrada 123 detecta la indicación de transmisión. En realizaciones alternativas el decodificador de RF 122 puede incluir menos de cuatro circuitos de entrada 123 que se multiplexan de alguna manera entre la diversidad de los detectores de RF 112. Por ejemplo, puede compartirse un único circuito de entrada 123 entre los diversos detectores de RF 112 para reducir el costo y complejidad del decodificador de RF 122.

El decodificador de RF 122 se conecta eléctricamente con el circuito de RF 120. Tras la recepción de las señales de RF en el circuito de RF 120, se desmodulan las señales de RF para extraer los datos del neumático contenidos dentro de las señales de RF. En algunas aplicaciones, puede requerirse una decodificación adicional de los datos tras la desmodulación. Los datos de los neumáticos en una realización de ejemplo incluyen un identificador del controlador de neumático, o un código de identificación único que identifica de modo único el controlador de neumático 106 que transmite las señales de RF. Además, en esta realización de ejemplo, los datos del neumático también incluyen datos de la presión del neumático relativos a una presión del neumático detectada del neumático 104 en el que se localiza el transmisor del controlador de neumático 106. Los datos del neumático alternativos pueden incluirse o sustituirse por los datos de presión del neumático, tal como un número de revoluciones del neumático, temperatura del neumático y otros similares.

Tras la extracción de los datos del neumático de las señales de RF, se transfieren los datos del neumático desde el receptor de RF 120 al decodificador de RF 122. El decodificador de RF 122 asocia los datos del neumático con una posición del controlador de neumático 106 que transmite en el vehículo 102. La información de posición se determina usando el circuito de entrada 123 y una indicación de transmisión recibida sobre un conductor 114 desde el detector de RF 112. Los datos del neumático y la posición del neumático asociado se transfieren desde el decodificador de RF 122 al controlador 124.

El controlador 124 controla el funcionamiento del sistema de supervisión remota de neumáticos 100. El controlador 124 es preferiblemente un microcontrolador que incluye un procesador 128 y una memoria 126. El procesador 128 funciona en respuesta a los datos e instrucciones almacenados en la memoria 126 para controlar el funcionamiento global del sistema 100.

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En la realización ilustrada, el procesador 128 almacena los datos de posición para una diversidad de controladores de neumático 106 del sistema de supervisión remota de neumáticos 100. El controlador 124 se acopla eléctricamente al decodificador de RF 122 para recibir los datos del neumático y los datos de posición desde el decodificador de RF 122. En la realización ilustrada, cuando se reciben los datos del neumático y los datos de posición en el microcontrolador 124, el procesador 128 recupera los datos de posición almacenados en la memoria 126. En una realización, los datos de posición se almacenan en asociación con una posición sobre el vehículo, tal como delantera izquierda, trasera izquierda, delantera derecha o trasera derecha. Los datos de posición recibidos se comparan con los datos de posición almacenados. Si no hay cambio, los datos de posición no se actualizan y puede tener lugar un procesamiento adicional de los datos del neumático recibidos. Sin embargo, el procesador 128 actualiza los datos de posición para el controlador de neumático 106 que transmite cuando la posición del controlador de neumático 106 que transmite varía respecto a los datos de posición almacenados para el supervisor de posición que transmite. De ese modo, el controlador 124 incluye una memoria 126 y un procesador configurado para almacenar en la memoria 126 la posición de una diversidad de controladores de neumático 106 que incluye la posición del controlador de neumático que transmite que originó los datos de posición recibidos.

En una realización alternativa, la memoria 126 no se usa para el almacenamiento de los datos de posición. Por el contrario, los datos del neumático recibidos se asocian mediante la unidad de control 110 con la información de posición proporcionada por la indicación de transmisión desde el detector de RF 112. Los datos del neumático y la información de posición desde el circuito de entrada 123 se usan conjuntamente para producir una visualización o alarma, si es apropiado, mediante el sistema 100. Adicionalmente, en aún otra realización, los datos del neumático omiten cualquier información de identificación en el controlador de neumático 106 que transmite y de nuevo, los datos del neumático y la información de posición desde el circuito de entrada 123 se usan conjuntamente para producir la visualización o alarma apropiadas.

Completando la identificación de los elementos en la Figura 1, el vehículo 102 incluye además un controlador de CAN 130, un regulador de tensión 132, un supresor de ruido de línea de alimentación 134 y una batería 136. La batería 136 proporciona la alimentación de funcionamiento para los sistemas eléctricos del vehículo 102 incluyendo el sistema de supervisión remota de neumáticos 100. La batería 136 es una parte del sistema de alimentación eléctrico del vehículo, que típicamente incluye también un alternador y otros componentes. Tales sistemas de alimentación eléctrica de vehículos son bien conocidos. El supresor de línea de alimentación 134 reduce el ruido en la línea de alimentación desde la batería 136. El ruido puede originarse en otros componentes eléctricos del vehículo 102, tales como el sistema de encendido. El regulador de tensión 132 recibe la tensión de batería u otra tensión de funcionamiento desde el supresor de línea de alimentación 134 y produce una tensión bien regulada para componentes tales como la unidad de control 110 y el controlador de CAN 130. El controlador de CAN 130 proporciona la interfase eléctrica con otros elementos de la red de área controlada. La red de área controlada o CAN (del inglés, "Controlled Area Network") es un protocolo de comunicación serie para los datos usado comúnmente en automoción y otras aplicaciones. El bus CAN 138 al que se accede mediante el controlador de CAN 130 se usa para interconectar una red de nodos electrónicos o módulos. El bus CAN funciona de acuerdo con la norma adoptada. En conjunto con un sistema de supervisión remota de presión de neumáticos 100, el bus CAN 138 puede usarse para transferir los datos de supervisión del neumático a otras localizaciones en el vehículo 102. Por ejemplo, puede controlarse una alarma o una visualización (no mostrada) para proporcionar una indicación visual o audible a un operador del vehículo 102 de que los datos del neumático indican una condición fuera de límites, tal como baja presión del neumático.

En la Figura 1, el decodificador de RF 122 y el controlador 124 se muestran como elementos separados de la unidad de control 110. En realizaciones alternativas, pueden combinarse en un único procesador o bloque lógico o circuito. Cualesquiera otros elementos ilustrados o elementos adicionales incluidos para mejorar la funcionalidad del sistema 100 pueden integrarse o combinarse con otros componentes del sistema 100.

Adicionalmente, el sistema 100 no debería restringirse para el uso en conjunto con un bus CAN. En realizaciones alternativas, puede emplearse cualquier otro medio de comunicación para la interconexión del sistema 100 con otros elementos del vehículo 102. Por ejemplo, puede sustituirse por buses de comunicación de acuerdo con las normas J-1850 o USB, o la unidad de control 110 puede cablearse directamente con otros elementos del vehículo 102. Aún adicionalmente, pueden omitirse las comunicaciones externas completamente de forma que el sistema 100 sea completamente autocontenido.

La Figura 1 muestra adicionalmente una vista detallada de una realización de un detector de RF 112 para uso en un sistema de supervisión remota de neumáticos 100. El detector de RF 112 incluye una antena 140 para detectar las señales en frecuencia de radio (RF) transmitidas desde el controlador de neumático 106, un amplificador 142, un detector de envolvente acoplado a la antena 140 a través del amplificador 142 y un circuito de salida 146 acoplado al detector de envolvente 144. El detector de envolvente 144 incluye un filtro 149, un diodo 150, un condensador 152 conectado a masa y un amplificador 154. El detector de RF 112 está alimentado desde una línea de alimentación 156 y una línea de masa 158 proporcionada sobre el conductor 114 que conecta el detector de RF 112 al circuito de entrada 123 del decodificador de RF 122. Para aislar el circuito funcional del detector de RF 112 del ruido sobre la línea de alimentación 156, el detector de RF 112 incluye además una resistencia 160 y un condensador 162 a masa.

El detector de envolvente 144 responde a las señales de entrada recibidas en la antena y amplificadas por el amplificador 142 para producir en el circuito de salida 146 datos que corresponden a la envolvente de las señales de radiofrecuencia transmitidas por los controladores de neumático 106. De ese modo, el filtro 148, el diodo 150 y el condensador 152 forman juntos un circuito acoplado con la antena 140 para detectar una envolvente de señales eléctricas producidas por la antena en respuesta a las señales de RF. El envolvente en sí es una señal eléctrica que se amplifica en el amplificador 154. La señal de salida del amplificador 154 se aplica a la base de un transistor 164. En respuesta a esta señal en su base, el transistor 164 modula una señal por cable sobre el conductor 114 en respuesta a la envolvente de las señales de RF recibidas en el detector de RF 112. Eso es, las señales aplicadas en la base del transistor 164 controlan la conducción del transistor 164, conduciendo la intensidad desde su colector en el nodo de potencia del conductor 114 a su emisor en el nodo de masa del conductor 114. Como resultado, la intensidad del conductor 114 se modula en respuesta a las señales de RF recibidas en la antena 140 del receptor de RF 112.

En una realización, para detectar la intensidad modulada, los circuitos de entrada 123 del decodificador de RF en la realización ilustrada pueden incluir un espejo de corriente que duplica la intensidad extraída de la etapa de entrada del circuito de entrada 123, acoplado al conductor 114. La intensidad de salida del espejo de corriente en el circuito de entrada 123 se proporciona a una resistencia que convierte la señal de intensidad en una señal de tensión que puede leerse mediante el microcontrolador 124. Los circuitos de espejo de corriente adecuados están dentro del ámbito de aquellos normalmente expertos en la materia de diseño de circuitos.

En esta forma, a continuación, la señal proporcionada sobre el conductor 114 forma una indicación de transmisión que indica que el controlador de neumático 106 asociado con el detector de RF 112 ha transmitido una señal de RF que se detectó mediante el detector de RF 112. La producción de la indicación de transmisión incluye la detección de la envolvente de las señales de RF transmitidas por el controlador de neumático 106 y la producción de una señal por cable sobre el conductor 114 en respuesta a la envolvente de las señales de RF. En particular, en la realización ilustrada, la señal por cable se produce mediante la modulación de una intensidad en un conductor 114 acoplado con la unidad de control 110. La unidad de control 110 detecta la modulación de la intensidad para localizar el controlador de neumático 106 que transmite.

Significativamente, el detector de RF 112 no desmodula los datos transmitidos por el controlador de neumático 106. Solamente el circuito de RF 120 de la unidad de control 110 desmodula los datos para extraer el contenido de la señal de RF 106. El detector de RF sólo detecta la presencia de las señales de RF transmitidas. Esto reduce el costo de los detectores de RF 112 y el coste global del sistema de supervisión remota de neumáticos 100.

También, mediante la modulación de la intensidad en el conductor 114, se reduce la sensibilidad de los detectores de RF al ruido. El ruido tendrá lugar en la forma de picos o pulsos de tensión sobre el conductor 114. Sin embargo, este ruido tendrá un pequeño efecto sobre el funcionamiento del detector de RF 112 y tendrá un pequeño efecto sobre los niveles de intensidad del conductor. Como resultado, el conductor 114 puede ser, por ejemplo, un par de cables retorcidos o cualquier otro cable de dos hilos no caro. El cable coaxial u otro cable apantallado no son necesarios para la implementación del sistema 100 usando el detector de RF 112.

En realizaciones alternativas, puede omitirse el circuito de RF 120. En tal realización, se usan los detectores de RF 112 para detectar las variaciones en las señales de frecuencia de radio y modular una señal por cable sobre los conductores 114. El decodificador de RF 122 en tal realización se configura para desmodular los datos conjuntamente con el microcontrolador 124. Los pulsos de intensidad sobre el conductor 114 se detectan mediante el decodificador de RF 122 y se convierten en pulsos de tensión. Los pulsos de tensión pueden leerse mediante el microcontrolador 124. En esta forma, el microcontrolador 124 obtiene los datos de los detectores de RF y del decodificador de RF, sin el uso del circuito de RF 120. Esto tiene la ventaja de eliminar el circuito de RF relativamente caro. Adicionalmente, esto permite la reducción en la potencia transmitida usada por los controladores de neumático 106 para transmitir las señales en frecuencia de radio que transmiten los datos completos. En algunas jurisdicciones, se requiere una potencia de transmisión sustancialmente atenuada para aplicaciones tales como controladores de neumático. Estos requisitos de baja potencia de transmisión pueden satisfacerse en tanto se sigue proporcionando un rendimiento fiable en el sistema de supervisión remota de neumáticos 100 mediante el uso de los detectores de RF 112.

Aún en otras realizaciones, la funcionalidad descrita en este documento puede incrementarse usando un ordenador programado u otro procesador funcionando en respuesta a los datos e instrucciones almacenados en memoria. El procesador puede funcionar conjuntamente con alguno o todos los elementos de hardware descritos en las realizaciones mostradas en este documento.

El sistema de supervisión de neumáticos descrito puede usarse para proporcionar un método de auto aprendizaje o auto entrenamiento mejorado para identificar automáticamente posiciones de una diversidad de controladores de neumático sobre un vehículo. Como se ha indicado anteriormente, se utilizaron en las plantas de automóviles dispositivos previos tales como un transpondedor o herramientas de activación magnéticas para entrenar a la unidad de control del sistema supervisor remoto de neumáticos con identificadores para los sensores de rueda o controladores de neumático. Con el vehículo colocado en la cabina de entrenamiento o área de activación en la fábrica, se activaban los sensores de neumático en secuencia y la unidad de control, que esperaba las transmisiones de presión activadas en un cierto orden, aprendía la identificación y posición sobre el vehículo de los sensores de rueda. Para impedir la interferencia cruzada desde otras cabinas de entrenamiento, se requería que cada área de activación estuviese apantallada frente a RF. Otro método de entrenamiento de los receptores era usar lectores de códigos de barras para escanear los identificadores de los sensores de rueda e introducir estos datos en el receptor. Todos estos métodos requerían una operación adicional bien manualmente o bien mediante lectores automáticos. Estas operaciones añadían coste y posibilidad de tiempos de espera.

En la realización ilustrada en la Figura 1, no se requiere ninguna de tales herramientas. En la planta de automóviles al final de la línea de producción, se usa un ensayo dinámico normalizado de uno a dos minutos para probar y calibrar la dirección, frenos, etc. del vehículo. Para esta realización ilustrada, las posiciones e identidades de los cuatro sensores de rueda supervisores de presión de neumáticos se aprenden automáticamente durante este ensayo diná-
mico.

Esto se consigue colocando la unidad de control o receptor en un "estado de aprendizaje" en una cabina de ensayo dinámico. Los sensores de rueda transmiten una vez por minuto como en el modo normal, o en un modo inicial especial que corresponde a un nuevo modelo, directamente de la caja, que transmite más a menudo, por ejemplo cada 30 segundos o cada 10 segundos.

Por ejemplo, cuando los sensores de rueda salen de la línea de producción del fabricante, se colocan en un modo de desconexión. Este modo significa que cada sensor de rueda está durmiente hasta que se activa mediante el cierre de su interruptor de movimiento. El cierre del interruptor de movimiento sólo se puede alcanzar a través de la fuerza centrífuga producida por el giro del controlador de neumático en una rueda giratoria. Durante el funcionamiento normal, el sensor de rueda, mientras se circula, transmite la información del neumático que incluye la presión del neumático supervisada una vez cada minuto. Sin embargo, en la realización ilustrada, para los periodos de circulación durante las primeras 16 activaciones del interruptor de movimiento, el sensor de rueda transmite los datos de presión supervisados una vez cada 30 segundos (para acomodarse a los requisitos normativos de Estados Unidos) o cada 10 segundos fuera de Estados Unidos. Pueden usarse otros intervalos de tiempo. Después de las 16 transmisiones iniciales, o cualquier otro número adecuado, se cambia el intervalo de transmisión a su valor de modo normal, tal como un minuto. Este modo inicial se conoce como modo de ensayo de fábrica.

En el momento del ensayo dinámico del vehículo, se acelera el vehículo, haciendo que los sensores de rueda se activen con el giro de las ruedas y el cierre asociado de sus interruptores de movimiento. Cuando los sensores de rueda comienzan a transmitir la presión, digamos una vez cada 30 segundos, cada identificador de sensor se transmite mediante el sensor y se recibe por el circuito de RF de la unidad de control. En este estado inicial no aprendido, el receptor carga el nuevo identificador en memoria, asociando la transmisión con uno de los cuatro detectores de RF. Sólo los datos recibidos que también se sincronizan con la actividad en uno de los conductores de los detectores de RF se consideran como válidos. Durante la duración del ensayo dinámico de uno a dos minutos, cada sensor de rueda transmitirá numerosas veces y la unidad de control puede verificar la información de neumático, tal como cada identificador de sensor de rueda y posición de rueda asociada. La unidad de control puede cargar entonces estos datos en la memoria no volátil para un uso normal posterior.

Las ventajas clave de esta técnica de auto aprendizaje es la ausencia de cualquier labor o equipo adicional en la planta de montaje del vehículo, y la ausencia de una necesidad de un componente transpondedor o interruptor magnético en el sensor de rueda. Tampoco existe la posibilidad de aprender erróneamente las ruedas de otros vehículos debido a interferencias cruzadas o de obtener la posición errónea. De ese modo, se reducen los costes, se simplifica la operación y se aumenta la fiabilidad. Usando la realización ilustrada del sistema de supervisión de neumáticos, no se requiere ninguna activación adicional o herramientas de aprendizaje para entrenar a la unidad de control con la posición de los sensores de rueda en el vehículo. El único dispositivo requerido para entrenar la unidad de control es el ensayo dinámico del vehículo normal al final de la línea de ensayos en la planta de montaje de vehículos. Debido a que el procedimiento de entrenamiento puede llevarse a cabo en paralelo con los ensayos de dirección y frenos en la marcha sobre rodillos y debido a las características del modo de ensayos de fábrica, no se requiere ningún tiempo o coste extra para el "auto aprendizaje" del sistema de supervisión de neumáticos.

La realización ilustrada proporciona adicionalmente la actualización automática de la información de posición del controlador de neumático en la unidad de control tras la sustitución de uno de los controladores de neumático del sistema. Esto ocurriría, por ejemplo, si una de las ruedas o neumáticos del vehículo se sustituye. Debido a la naturaleza de la realización actual, donde los detectores de RF están indicando continuamente la posición de los sensores de rueda, puede sustituirse un sensor de rueda y detectarse mediante la unidad de control sin necesidad de intervención del usuario. En este caso, donde se pone un nuevo sensor de rueda sobre la rueda, la unidad de control se da cuenta inicialmente que está recibiendo un identificador erróneo para el controlador de neumático, aunque aún recoge el detector de RF pulsos de una posición de rueda particular. Además, la unidad de control detecta que el identificador almacenado previamente para esa posición no está siendo ya recibido. Durante un periodo de tiempo, digamos diez minutos de conducción, el receptor verifica que se ha detenido la recepción de un identificador almacenado y que está ahora recibiendo un nuevo ID para esa posición. Tras la verificación, se almacena el nuevo identificador para esa posición y el funcionamiento continúa normalmente.

La gran ventaja de esto es la ausencia de necesidad de intervención del usuario y eliminación de la necesidad de una herramienta de servicio en cada instalación de servicio. La posición del controlador de neumático y la identificación se actualizan automáticamente.

La Figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra un método de auto aprendizaje para el sistema de supervisión remota de neumáticos de la Figura 1. El método comienza en el bloque 200. En el bloque 202, se montan uno o más neumáticos con nuevos controladores de neumático sobre un vehículo que incluye un sistema de supervisión remota de neumáticos. En esta realización, los controladores de neumático están en una condición sin utilizar, directamente de la caja del fabricante. La instalación del bloque 202 puede tener lugar como parte del montaje final del vehículo en la fábrica. Alternativamente, la instalación puede tener lugar cuando se instalan nuevos neumáticos sobre el vehículo o cuando se añade un sistema de supervisión remota de neumáticos al vehículo.

En el bloque 204, se inicia el ensayo dinámico del vehículo y, en respuesta, en el bloque 206, los controladores de neumático comienzan la transmisión de señales de frecuencia de radio (RF). El ensayo dinámico del vehículo es un ensayo para comprobar el funcionamiento apropiado de los sistemas del vehículo, incluyendo el tren de transmisión y los frenos. Alternativamente, cualquier actividad que hace que los controladores de neumático comiencen a transmitir puede sustituirse en el bloque 204 para iniciar la transmisión en el bloque 206. Por ejemplo, el proceso de hacer circular el vehículo desde el final de la línea de montaje al área de almacén o a un área de comprobación final en el bloque 204 puede ser adecuado para comenzar la transmisión en el bloque 206. Se contempla que cada controlador de neumático incluya un interruptor de movimiento que activa el controlador de neumático en respuesta al movimiento del controlador de neumático en la rueda del vehículo.

Adicionalmente, en el bloque 206, el controlador de neumático comienza a transmitir en intervalos de modo ensayo, tal como una vez cada 30 ó 60 segundos. Este aspecto puede omitirse pero añade comodidad para la inicialización del sistema de supervisión de neumáticos. Tras la inicialización, el intervalo puede reducirse para reducir el consumo de energía de la batería que alimenta el controlador de neumático.

Tras la transmisión de las señales de RF en el bloque 206, las señales de RF se reciben mediante un receptor del sistema de supervisión remota de neumáticos en el bloque 208. Las señales de RF se desmodulan, decodifican y procesan por lo demás para extraer los datos transferidos sobre las señales de RF. Por ejemplo, el controlador de neumático puede modular una señal portadora usando los datos correspondientes a la presión del neumático o a un identificador del controlador de neumático. El receptor del sistema de supervisión remota de neumáticos desmodula las señales de RF recibidas para recibir los datos. En el bloque 212, los datos que incluyen un identificador de controlador de neumático, si hay alguno, se proporcionan a una unidad de control del sistema de supervisión remota de neumáticos.

Mientras tanto, las mismas señales de RF recibidas y desmoduladas en los bloques 208, 210 se detectan en el bloque 214. En la realización preferida, las señales de RF se reciben sin desmodulación, por ejemplo, usando un detector del tipo ilustrado anteriormente en conjunto con la Figura 1. Pueden usarse otros detectores de RF adecuados. En el bloque 206, en respuesta a las señales de RF detectadas, se proporciona una indicación de transmisión a la unidad de control. La indicación de transmisión indica a la unidad de control qué detector de RF del vehículo detectó las señales de RF transmitidas por el controlador de neumático y recibidas por el receptor en el bloque 208.

En el bloque 218, se almacena la información de identificación asociada con el controlador de neumático. En una realización, los datos que forman el identificador transmitido por el controlador de neumático y recibido por el receptor de un sistema de supervisión remota de neumáticos se almacenan en memoria. Pueden almacenarse otros tipos y formatos de información de identificación.

Por ejemplo, la unidad de control puede almacenar un indicador del detector de RF que indica qué detector de RF detectó las señales de RF recibidas.

En esta forma, el método descrito proporciona una capacidad de aprendizaje automático en un sistema de supervisión remota de neumáticos. No es necesaria intervención manual para que la unidad de control identifique y almacene las identidades y localizaciones de los controladores de neumático individuales sobre vehículo. Esto reduce el tiempo y el coste asociado con la operación de iniciación del sistema de supervisión remota de neumáticos.

La Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra un método de autoaprendizaje para el sistema de supervisión remota de neumáticos de la Figura 1. El método de la Figura 3 comienza el bloque 300.

En el bloque 302, las señales de RF transmitidas por un controlador de neumático asociado con una rueda de un vehículo se reciben mediante un receptor del sistema de supervisión remota de neumáticos. En el bloque 304, las señales de RF se desmodulan, decodifican y se procesan por lo demás para extraer los datos transferidos sobre las señales de RF. Por ejemplo, el controlador de neumático puede modular una señal portadora usando datos que corresponden a la presión del neumático o un identificador del controlador de neumático. El identificador del controlador de neumático puede ser un número de serie u otro dato único o casi único asociado con el controlador de neumático. Por ejemplo, el identificador del controlador de neumático puede ser un dato de múltiples bits almacenados en el controlador de neumático en el momento de fabricación del controlador de neumático. El receptor del sistema de supervisión remota de neumáticos desmodula las señales de RF recibidas para recibir los datos. En el bloque 306, los datos que incluyen un identificador del controlador de neumático, si hay alguno, se proporcionan a una unidad de control del sistema de supervisión remota de neumáticos.

Mientras tanto, las mismas señales de RF recibidas y desmoduladas en los bloques 302, 304 se detectan en el bloque 308. En la realización preferida, las señales de RF se reciben sin desmodulación, por ejemplo, usando un detector del tipo ilustrado anteriormente en conjunto con la Figura 1. Pueden usarse otros detectores de RF adecuados. En el bloque 310, en respuesta a las señales de RF detectadas, se proporciona una indicación de transmisión a la unidad de control. La indicación de transmisión indica a la unidad de control qué detector del vehículo detectó las señales de RF transmitidas por el controlador de neumático y recibidas por el receptor en el bloque 302.

En el bloque 312, se recupera la información almacenada de identificación de la memoria en la unidad de control. En la realización ilustrada, se almacena la información de identificación en una localización de memoria asociada con la indicación de transmisión o detector de RF. De ese modo, la unidad de control recibe una indicación por el cable del detector de RF receptor de que se ha recibido una transmisión. Usando la indicación del cable, la unidad de control selecciona la localización de memoria desde la que se recupera la información de identificación previa.

En el bloque 314, la unidad de control determina si el identificador recibido desde el controlador de neumático que transmite coincide con la información de identificación almacenada. En esta aplicación, una coincidencia puede significar una coincidencia bit por bit de los datos recibidos almacenados o algún otro nivel o asociación entre los datos recibidos y los datos almacenados. Si los datos coinciden, en el bloque 316, se actualiza la información del neumático tal como los datos de presión. Por ejemplo, en una realización, los datos de presión del neumático se almacenan junto con la información de identificación del controlador de neumático. Si los datos de presión del neumático recibidos varían en una cantidad predeterminada respecto a los datos de presión del neumático almacenados, se almacenan los datos de presión del neumático recibidos y se genera una alarma u otra indicación al usuario.

En el bloque 318, si no hay coincidencia entre el identificador recibido y la información de identificación almacenada, el método espera para recibir una transmisión adicional asociada con este detector de RF. Preferiblemente, el controlador de neumático transmite datos de presión y un identificador del controlador de neumático periódicamente, tal como una vez por minuto. Tras la recepción de una transmisión posterior, en el bloque 320, el método intenta verificar el identificador del controlador de neumático recibido previamente. Esto se realiza mediante la comparación del identificador del controlador de neumático recibido nuevamente y el identificador del controlador de neumático recibido previamente para determinar si hubo un error en la comunicación del identificador del controlador de neumático recibido previamente. En algunas realizaciones, puedan recibirse transmisiones posteriores múltiples para comparación. Si no hay verificación, en el bloque 322, la transmisión no coincidente recibida en el bloque 302 se descarta. Esta condición indica que el mismo controlador de neumático continúa transmitiendo, y que la transmisión no coincidente se recibió con un error.

Si en el bloque 320 los datos recibidos nuevamente verifican los datos recibidos previamente, se actualiza la información de identificación almacenada para este detector de RF con el identificador del controlador de neumático de la transmisión recibida. Esta condición indica que el controlador de neumático se ha cambiado y está comunicando fiablemente. En esta forma, el sistema y el método ilustrado proporcionan una capacidad de actualización automática después de que se ha cambiado un controlador de neumático. Esto puede ocurrir si los neumáticos del vehículo se rotan o si uno o más neumáticos se sustituyen. De ese modo no hay necesidad de intervención manual para que el sistema de supervisión remota de neumáticos actualice las identidades y localizaciones de los controladores de neumático sobre vehículo.

La Figura 4 es un diagrama de bloques de un vehículo 400 con un sistema de supervisión remota de neumáticos 402. En la realización de ejemplo de la Figura 4, el vehículo 402 incluye las ruedas 404, 406, 408, 410. Cada rueda incluye un neumático montado sobre una llanta. En otras realizaciones, el vehículo 400 puede tener otro número de ruedas. Por ejemplo, en una realización particular, un camión tiene 18 ruedas.

El sistema de supervisión remota de neumáticos 402 incluye una unidad de control 412, un detector delantero 414 y un detector trasero 416. El detector delantero 414 se conecta eléctricamente a la unidad de control 412 mediante un cable 418. De modo similar, el detector trasero 416 se conecta eléctricamente a la unidad de control 412 mediante un cable 420.

El sistema de supervisión remota de neumáticos 402 incluye además un controlador de neumático asociado con cada rueda del vehículo 400. De ese modo, un controlador de neumático 424 se asocia con la rueda 404; el controlador de neumático 426 se asocia con la rueda 406; el controlador de neumático 428 se asocia con la rueda 408 y el controlador de neumático 430 se asocia con la rueda 410. Los controladores de neumático son generalmente del tipo descrito en este documento y se configuran para detectar una condición del neumático tal como la presión del neumático y para ocasionalmente transmitir una transmisión que incluye los datos del neumático, tal como la presión del neumático y la información de identificación que identifica de modo único el respectivo controlador de neumático.

En la realización ilustrada, el detector delantero 414 se sitúa próximo a la rueda delantera izquierda 404. Por ejemplo, el detector delantero 414 puede montarse en el paso de rueda adyacente a la rueda 404. De modo similar, el detector trasero 416 se sitúa cerca de la rueda trasera izquierda 408, tal como en el paso de rueda adyacente a la rueda 408. Con esta configuración de montaje, el detector delantero 414 se sitúa para detectar transmisiones desde el par de controladores de neumático 424, 426 asociados con las ruedas delanteras 404, 406. El detector delantero 414 está próximo al controlador de neumático delantero izquierdo 424 y distante del controlador de neumático delantero derecho 426. De modo similar, el detector trasero 416 se sitúa para detectar transmisiones del controlador de neumático trasero izquierdo 428 y del controlador de neumático trasero derecho 430. El detector trasero 416 se sitúa próximo al controlador de neumático trasero izquierdo 428 y distante del controlador de neumático trasero derecho 430.

La realización ilustrada es sólo de ejemplo. En la Figura 4, los detectores 414, 416 se designan para detectar transmisiones en frecuencia de radio de las ruedas delanteras 404, 406 y de las ruedas traseras 408, 410, respectivamente. En realizaciones alternativas, los detectores de RF 414, 416 pueden situarse para detectar transmisiones de RF de la ruedas del lado izquierdo 404, 408 y de la ruedas del lado derecho 406, 410, respectivamente. De modo similar, mientras que en la Figura 4 el detector delantero 414 se sitúa en la proximidad de la rueda delantera izquierda 404, lejos de la rueda delantera derecha 406, esta situación puede invertirse de forma que el detector delantero 414 se sitúe cerca de la rueda delantera derecha 406, tal como en el paso de rueda delantera derecha. En la misma forma, el detector trasero 416, mostrado en la Figura 4 en la proximidad de la rueda trasera izquierda 408, puede situarse en proximidad de la rueda trasera derecha 410. La posición real de los detectores de RF 414, 416 no es importante. Por el contrario, la fuerza de la señal relativa o frecuencia de recepción de las transmisiones de RF de los controladores de neumático es lo que se mide mediante los detectores 414, 416 en conjunto con la unidad de control 412. Es importante que cada detector de RF se sitúe en un lado o extremo del coche, lejos de la línea central, de modo que pueda determinarse la fuerza de la señal relativa o número de transmisiones recibidas por el detector de RF de cada uno de sus controladores de neumático asociados.

La unidad de control 412 incluye un receptor para recibir transmisiones en frecuencia de radio de los controladores de neumático del sistema de supervisión de neumáticos 402, un controlador 432 y un dispositivo de memoria 434. El controlador 432 forma unos medios de procesamiento y puede ser cualquier dispositivo de control adecuado tal como un microprocesador, microcontrolador, circuito integrado de aplicación específica (ASIC) o dispositivo lógico acoplados conjuntamente para realizar las funciones necesarias descritas en este documento.

El dispositivo de memoria 434 forma unos medios de memoria para almacenar datos y preferiblemente se hace con memoria de semiconductor. En la realización ilustrada, el dispositivo de memoria de la unidad de control 412 incluye memoria persistente o no volátil tal como una E^{2}PROM y memoria de trabajo tal como una memoria de acceso aleatorio (RAM). Por ejemplo, la memoria persistente puede usarse para almacenar identificadores de neumático y datos de presión en periodos de tiempo extendidos, tales como cuando el vehículo 400 está aparcado. La RAM puede organizarse como una matriz que almacena valores de contador asociados con identificadores del controlador de neumático y posiciones del controlador de neumático, como se describirá con mayor detalle a continuación.

La Figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento de una realización de un sistema de supervisión remota de neumáticos. El método ilustrado en la Figura 5 puede usarse en conjunto con un sistema de supervisión remota de neumáticos del tipo ilustrado en la Figura 4

El método de la realización de la Figura 5 permite a una unidad de control de tal sistema aprender automáticamente las posiciones de los controladores de neumático del sistema en el vehículo, denominado como método de aprendizaje o rutina de aprendizaje. Esta determinación se realiza tras recibir varios marcos de datos de neumático transmitidos desde los respectivos controladores de neumático del sistema. La unidad de control establece una matriz de datos en la memoria de trabajo y usa los datos de la matriz para determinar la información de posición de cada controlador de neumático en el sistema. Un ejemplo de matriz de datos se ilustra a continuación.

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En este ejemplo, las filas de la matriz se definen por la información de identificación para cada controlador de neumático desde el que se reciben datos. En el ejemplo anterior, la información de identificación se lista como "id1", "id2", etc. Sin embargo, en un ejemplo más típico, la información de identificación será un valor numérico que forma un identificador único o código de identificación de un controlador de neumático que transmite. El código de identificación se transmite típicamente junto con la presión del neumático u otros datos del neumático por el controlador de neumático en un marco de transmisión. En la matriz de ejemplo se muestra con cuatro filas, una para cada controlador de neumático del vehículo en este ejemplo. La matriz puede formarse también con filas adicionales para registrar datos de controladores de neumático transmisores adicionales cuyas transmisiones son recibidas por el controlador.

En la matriz de ejemplo anterior, las columnas de la matriz corresponden a los valores del contador de marcos que cuentan el número de marcos recibidos en el respectivo detector de RF del sistema. De ese modo, en este ejemplo, un marco etiquetado con el identificador del controlador de neumático id1 se ha recibido en el detector de RF delantero 22 veces. Un marco con el mismo identificador id1 se ha recibido en el detector de RF trasero dos veces, y así sucesivamente. La etiqueta de recuento ContMarcosRF_totales es una cuenta del número total de marcos recibidos por el receptor del controlador desde el controlador de neumático identificado. La cuenta total de marcos registrados en esta columna es siempre mayor que o igual a un contador de marcos de detector de RF porque el receptor tiene una mayor sensibilidad que los detectores de RF y detecta transmisiones que han sido perdidas por los detectores de RF.

El método de la Figura 5 comienza en el bloque 500. El método de la Figura 5 muestra la rutina de aprendizaje sobre la línea de producción, cuando los neumáticos del vehículo se montan por primera vez con los controladores de neumático y se añaden al sistema de supervisión remota de neumáticos. En el bloque 502 se determina si los identificadores de neumático están ya almacenados en la memoria eléctricamente borrable (E^{2}). Esta memoria es la memoria no volátil o persistente que retiene datos almacenados en la misma incluso cuando se quita la alimentación a la memoria. En el sistema ilustrado, tras la instalación sobre un vehículo, la memoria persistente está vacía. Tan pronto como se reciben identificadores de neumáticos y se verifican de acuerdo con el procedimiento de la Figura 5, los controladores de neumático se almacenan en la memoria persistente. De ese modo, el bloque 502 determina si ésta es la primera vez que el sistema controlador de neumático ha funcionado tras la instalación sobre un vehículo. Si es así, no habrá almacenados identificadores de neumáticos en la memoria persistente y se sigue el camino "no" hacia el bloque 504. Si están ya almacenados los identificadores de neumáticos en la memoria persistente, se sigue el camino "sí" hacia el bloque 602.

En el bloque 504, se determina si se ha recibido un marco de datos. Si no, el control continúa en un bucle que incluye el bloque 504 hasta que se ha recibido un marco de datos. Como se ha indicado anteriormente, cada marco de datos transmitido por el controlador de neumático incluye típicamente datos correspondientes al identificador de neumático que identifica de modo único el controlador de neumático que transmite y los datos del neumático, tales como los datos correspondientes a la presión medida del neumático. Puede transmitirse asimismo otra información, tal como una cabecera o datos de sincronización.

Una vez que se ha recibido un marco de datos en el bloque 504, el identificador del controlador de neumático contenido en el marco de datos se extrae y se compara con otros identificadores ya recibidos almacenados en la lista en la memoria de trabajo. Si el identificador de neumáticos extraído no está presente en la lista, bloque 506, se añade a la lista, bloque 508. El control prosigue entonces en el bloque 510, donde se incrementan los contadores de posición de rueda relevantes. Como se ha indicado anteriormente, cada identificador tiene tres contadores asociados. Cada contador se asocia con un detector de RF del sistema y almacena los datos correspondientes al número de transmisiones detectadas por ese detector de RF respectivo. El tercer contador cuenta el número total de marcos recibidos desde un controlador de neumático identificado y se incrementa tras la recepción de un marco en el receptor del controlador. De ese modo, los contadores de posición de rueda relevantes que se incrementan en el bloque 510 incluyen el contador de marcos de RF totales y el contador de marcos que corresponde a cada detector de RF delantero o detector de RF trasero.

En el bloque 512, se realiza un ensayo para determinar si se han cumplido los criterios específicos. Primero, se determina si los cuatro identificadores de neumáticos en la lista tienen los valores del contador de Marcos de RF Totales que son mayores que un número predeterminado, 20 en este ejemplo. Esto es, antes de aplicar el criterio de paso, al menos cuatro contadores de identificadores de neumático deben tener un valor de 20 o superior. Este ensayo se implementa para asegurar que hay una fuerte señal desde el controlador de neumático y para eliminar cualquier identificador de neumático erróneo o incorrecto que se haya añadido al sistema. Si la señal recibida desde un controlador de neumático es débil, probablemente se recibirá sólo unas pocas veces, en lugar de 20 o más veces. Cualquier otro número adecuado puede sustituirse por el número predeterminado 20. Reducir el número aumentará la velocidad en la que se aprende la posición del controlador de neumático por el sistema, pero puede aumentar la probabilidad de aprendizaje incorrecto de la posición del controlador de neumático.

De acuerdo con el segundo criterio de la realización ilustrada, el contador para el detector de RF delantero debe ser mayor que el contador para el detector de RF trasero para dos de los cuatro identificadores de neumáticos diferentes. De acuerdo con el tercer criterio, se determina si el contador de marcos del detector de RF trasero almacena un valor mayor que el contador de marcos del detector de RF delantero para los dos identificadores de neumáticos restantes en la lista. Si no se cumple este criterio usando los identificadores de neumáticos en la lista, el control vuelve al bloque 504 para esperar la recepción de marcos de datos adicionales.

Si, sin embargo, se cumplen estos tres criterios, en el bloque 514, se seleccionan dos identificadores de neumático de la lista para el eje delantero del vehículo, de acuerdo con el segundo criterio anterior y se seleccionan dos identificadores de neumáticos de la lista para el eje trasero, de acuerdo con el tercer criterio anterior. De ese modo, en el bloque 518, el método ha elegido cuatro identificadores de neumático con un valor del contador de marcos de RF total mayor de 20 y ha distinguido los identificadores de neumáticos seleccionados entre delanteros del vehículo y traseros del vehículo utilizando el valor del contador de marcos delantero y el valor del contador de marcos trasero. Por ejemplo, usando los valores mostrados en la lista del ejemplo anterior, los identificadores de neumático correspondientes a los controladores de neumático situados en la delantera del vehículo son los identificadores de neumáticos id1 e id2. Los identificadores de neumáticos que corresponden a los controladores de neumático situados en la trasera del vehículo son los id3 e id4.

Comenzando en el bloque 516, el método identifica el controlador de neumático derecho e izquierdo para cada eje. Primero se determina si, entre los identificadores de neumático identificados de la lista para cada uno de los ejes delantero y trasero, un valor del contador del detector de RF tiene un valor del contador de marcos mayor que el otro. Si no es así, el método no puedo distinguir los dos controladores de neumático sobre el eje. El control vuelve al bloque 504 para esperar la recepción de marcos de datos adicionales. Si el criterio del bloque 516 se cumple, en el bloque 518 el indicador de neumáticos con valor del contador de marcos de detector de RF más alto se selecciona como que está en el mismo lado del vehículo que el detector de RF para este extremo del vehículo. De ese modo, en la Figura 4, entre las ruedas delanteras 404, 406, el identificador de neumático asociado con el contador del detector de RF con el valor más grande se selecciona como que corresponde al controlador de neumático 426. De modo similar, el identificador de neumático que tiene el valor del contador del detector de RF con el valor más bajo se selecciona como asociado con el controlador de neumático 424. Alternativamente, si, como se sugiere en la Figura 5, los detectores 414 y 416 se sitúan en el lado izquierdo del vehículo 400, entonces, de los neumáticos del identificador de neumáticos seleccionados en el bloque 514, el contador de marcos del detector de RF con el valor más grande se asocia con el controlador de neumático del lado izquierdo para ambos ejes. En la ilustración de la Figura 4, si el detector de RF 414 se montase por el contrario en el lado izquierdo del vehículo 400, el identificador de neumáticos con el valor más grande se seleccionaría como asociado con el controlador de neumático 424 y el contador de marcos del detector de RF con el valor más grande se seleccionaría como asociado con el controlador de neumático 428. Usando la lista de ejemplos de los datos anteriores, y suponiendo que ambos supervisores están en el lado izquierdo del vehículo, el método seleccionaría id1 para el controlador de neumático delantero izquierdo e id2 para controlador de neumático delantero derecho. De modo similar, el método seleccionaría id3 para el controlador de neumático trasero izquierdo e id4 para el controlador de neumático trasero derecho.

En el bloque 520, los cuatro identificadores de neumáticos seleccionados se almacenan en memoria no volátil tal como la E^{2}PROM u otra memoria persistente descrita anteriormente.

Durante el funcionamiento posterior del sistema de supervisión de neumáticos, cuando se reciben los marcos de datos de neumático, la información de identificación del neumático contenida en el marco se comparara con uno de los identificadores de neumáticos seleccionados en la memoria. Si hay una coincidencia, la información de presión del neumático u otros datos del neumático contenidos en el marco se usarán para actualizar la información de presión del neumático actual. En el bloque 522, se sale de la rutina de aprendizaje ilustrada en la Figura 5 y el finaliza el método de la Figura 5.

La Figura 6 ilustra un método para que el sistema de supervisión remota de neumáticos aprenda las posiciones de los controladores de neumático sobre un vehículo durante una operación de conducción normal. El método comienza en el bloque 602, al que se accede después de determinar en el bloque 502 (Figura 5) que los identificadores de los controladores de neumático ya se han almacenado en la memoria persistente del sistema.

En el bloque 602, los valores de los controladores de neumático almacenados en la memoria persistente se insertan en la lista de la matriz de la memoria de trabajo. El Contador de Marcos de RF Totales, el valor del contador de detectores de RF delantero (para identificadores que estaban en la delantera) y el valor de contadores de detectores de RF traseros (para identificadores que estaban en la trasera) para cada una de estas entradas en la matriz se precargan con un valor predeterminado, tal como 5. Los valores precargados almacenados tal como éste dan una ponderación a los identificadores del neumático almacenados en la memoria persistente y copiados en la matriz de la memoria de trabajo. El beneficio de ponderar los valores del controlador de neumático precargados en la matriz en esta forma es reducir la probabilidad de que un controlador de neumático en un vehículo adyacente sea detectado y seleccionado como uno de los cuatro controladores de neumático del vehículo. Esto podría ocurrir, por ejemplo, si más de un vehículo con sistemas comparables están aparcados adyacentes entre sí, tal como al final de una línea de montaje o en otra situación. Adicionalmente, ponderando los valores precargados de los controladores de neumático reduce el tiempo requerido para el proceso de aprendizaje de forma que puede darse información fiable al conductor más pronto. Este proceso ocurre cada vez que el vehículo se arranca y se comienza un nuevo viaje.

En el bloque 604, se determina si se ha recibido un marco de datos. Si no, el control permanece en un bucle que incluye el bloque 604 hasta que se recibe un marco de datos. Una vez se ha recibido un marco de datos, el control prosigue en el bloque 606.

En el bloque 606 se determina si el identificador del controlador de neumático contenido en el marco recibido está ya almacenado en la memoria persistente o E^{2}PROM. Si no, en el bloque 608 el identificador del controlador de neumático recibido se añade a la lista de trabajo de identificadores de neumáticos en la memoria de trabajo. El control prosigue en el bloque 610.

En el bloque 610, se incrementan los contadores de posición de ruedas relevantes. El funcionamiento aquí es similar al funcionamiento en el bloque 510, Figura 5. La lista de datos de trabajo incluye columnas para cada uno de los marcos de RF totales. En el bloque 610, se incrementa el contador de marcos de RF totales correspondiente a los identificadores de neumáticos recibidos. También en el bloque 610, se incrementa el contador correspondiente al detector de RF delantero o trasero, dependiendo de qué detector de RF percibió o detectó la transmisión desde el controlador de neumático que transmite.

En el bloque 612, se ensayan tres criterios para determinar si se han recibido suficientes marcos de datos para distinguir de modo fiable las posiciones de los controladores de neumático delanteros de los traseros. El funcionamiento del bloque 612 es similar al funcionamiento del bloque 512, Figura 5. En el bloque 614, se seleccionan dos identificadores de neumático correspondientes al extremo delantero del vehículo y se seleccionan dos identificadores de neumático correspondientes al extremo trasero del vehículo. En el bloque 612, si no se cumplen los tres criterios, el control vuelve al bloque 604 para esperar la recepción de marcos de datos adicionales.

En el bloque 616, se determina si, para cada uno de los conjuntos delantero y trasero de controladores de neumático, un controlador de neumático tiene un valor de contador del detector de RF más alto. Si no, el control vuelve al bloque 604 para esperar la recepción de datos adicionales. Si es así, en el bloque 618, los pares de controladores de neumático seleccionados delantero y trasero son cada uno clasificado entre controlador de neumático derecho e izquierdo, seleccionando un controlador de neumático delantero izquierdo, delantero derecho, trasero izquierdo y trasero derecho. En el bloque 620, los cuatro identificadores de controladores de neumático se almacenan en una memoria no volátil o persistente, junto con la información de posición para el controlador de neumático. Se sale entonces de la rutina de aprendizaje de la Figura 6 en 622.

La Figura 7 es un diagrama de bloques de un controlador de neumático 700 de acuerdo con una realización adicional de la presente invención. El controlador de neumático 700 incluye un controlador 702, una batería 704, una bobina de transpondedor 706, un sensor de presión 708, un acelerómetro 710, un detector de movimiento 712, una etapa de RF 714 y una antena 716. Se prevé que cada rueda o neumático de un vehículo tendrá un controlador de neumático como el controlador de neumático 700 asociado con él para supervisar las condiciones del neumático tal como la presión del neumático. Los controladores de neumático se accionan en parte mediante señales producidas por el acelerómetro y se controlan mediante el controlador 702. El controlador 702 determina las posiciones del controlador de neumático, por ejemplo, en el lado izquierdo o en lado derecho del vehículo, basándose en las señales producidas por el acelerómetro. El controlador 702 forma de este modo un circuito de determinación de la información de posición del controlador de neumático que es sensible a una señal de aceleración del acelerómetro. El controlador 702 forma un circuito de control configurado para determinar la información de posición de la posición del controlador de neumático sobre un vehículo en respuesta a una señal de aceleración desde el acelerómetro 710.

El controlador 702 puede ser cualquier procesador, microprocesador, microcontrolador adecuado u otro dispositivo de procesamiento de datos adecuado para realizar las funciones descritas en este documento. En una realización, el controlador 702 se configura como un circuito integrado de aplicación específica (ASIC). El ASIC se diseña usando bloques de circuitos preexistentes que son capaces de realizar las funciones necesarias, bien por separado o bien en conjunto con software de control. El procesador generalmente incluye además memoria para almacenar datos en instrucciones para uso en conjunto con los datos recibidos y generados.

La batería 704 proporciona alimentación funcional para el controlador de neumático 700, incluyendo el controlador 702. La batería 704 puede ser sustituible o puede estar instalada de modo permanente.

La bobina del transpondedor 706 se configura para actuación en respuesta a la energía electromagnética transmitida desde el exterior al controlador de neumático 700. En respuesta a la energía de RF, la bobina del transpondedor produce una señal de tensión o intensidad que puede detectarse mediante el controlador 702. La comunicación con el controlador 702 usando una bobina de transpondedor en esta materia se conoce para activar el funcionamiento del controlador de neumático tal como el controlador de neumático 700 o para la comunicación de datos u otra información producida en el controlador de neumático 700. En la realización ilustrada, la bobina del transpondedor 706 puede detectar una actuación de programación producida llevando un excitador en la proximidad de la bobina del transpondedor 706. El excitador activa la bobina del transpondedor para producir una señal detectable mediante el controlador 702. Esto puede hacer que el controlador, por ejemplo, transmita información del neumático en una forma que se describe a continuación. Esta transmisión inicial de la información del neumático puede usarse entonces para programar la unidad de control de un sistema de supervisión remota de neumáticos del tipo descrito en este documento.

El sensor de presión 708 forma un dispositivo detector para la detección de una condición de neumático y producir datos de neumático en respuesta a ello. En la realización ilustrada, el sensor de presión 708 detecta la presión de aire del neumático con la que se asocia el controlador de neumático 700. En realizaciones alternativas, el sensor de presión 708 puede suplementarse con o sustituirse por un sensor de temperatura u otros dispositivos para la detección de datos del neumático. Se proporciona una indicación de los datos del neumático mediante el controlador 702 en una entrada 720.

El acelerómetro 710 forma un sensor rotativo para el controlador de neumático 700.

En la realización preferida, el acelerómetro es un acelerómetro de doble eje pero puede usarse cualquier acelerómetro de múltiples ejes. Alternativamente, pueden sustituirse dos o más acelerómetros de eje único para realizar la misma función del acelerómetro 710. Un ejemplo de un acelerómetro adecuado es cualquiera de los acelerómetros de doble eje producidos por Memsic Inc., Andover, Massachusetts. El acelerómetro de doble eje determina primero la aceleración a lo largo del primer eje y segundo la aceleración a lo largo de un segundo eje. Como se describe a continuación en conjunto con las Figuras 8-11, durante el funcionamiento, el primer eje y el segundo eje están en un plano de giro del respectivo neumático con el que se asocia el controlador de neumático 700. El controlador de neumático 700 y su rueda asociada giran sobre un tercer eje que es ortogonal al primer eje y al segundo eje.

El funcionamiento del controlador de neumático en conjunto con el acelerómetro 710 se describirá a continuación en conjunto con las Figuras 8 a 11. El acelerómetro de ejemplo no tiene partes móviles mecánicas pero trabaja sobre el principio de convección de aire para determinar la aceleración a lo largo de dos ejes ortogonales. El acelerómetro 710 produce una señal en una entrada 722 del controlador 702. En una realización, esta señal es una tensión analógica proporcional a la aceleración detectada por el acelerómetro 710. En otra realización, esta señal incluye una primera señal de aceleración en el eje representativa de la aceleración a lo largo de un primer eje y una segunda señal de aceleración en el eje representativa de la aceleración a lo largo del segundo eje. La señal de salida puede ser una tensión o una intensidad o puede ser una señal analógica, una señal digital o una señal de radiometría. En una salida 724, el controlador 702 proporciona una señal de control de alimentación al acelerómetro para conectar y desconectar el acelerómetro 710 bajo el control del controlador 702.

El detector de movimiento 712 proporciona una indicación en una entrada 726 del controlador 702 cuando el controlador de neumático está en movimiento debido a la rodadura del neumático con el que se asocia el controlador de neumático 700. El detector de movimiento 712 puede denominarse también como interruptor de rodaje. En algunas realizaciones, el detector de movimiento 712 produce la indicación cuando la velocidad del vehículo excede un umbral predeterminado, tal como 25 kilómetros por hora. En otras realizaciones, como se describe a continuación, el detector de movimiento 712 puede omitirse o combinarse con la del acelerómetro 710.

La etapa de RF 714 incluye los circuitos necesarios para la transmisión de señales de radiofrecuencia que transfieren datos de neumático, datos de identificación, datos de estado y otra información desde el controlador de neumático 700. La antena 716 se conecta eléctricamente con la etapa de RF 714 para facilitar la transmisión de RF. En una realización, el vástago de la válvula se usa como la antena 716. En la realización preferida, la etapa de RF 714 transmite las señales de radio para comunicar los datos representativos de la información de posición determinada por el controlador de neumático, tal como la posición del controlador de neumático 700 en el lado derecho o izquierdo del vehículo. La etapa de RF 714 forma de ese modo un circuito de transmisión por radio de la información de posición.

La Figura 8 ilustra la aceleración experimentada por un controlador de neumático tal como el controlador de neumático 700 de la Figura 7. La Figura 8 ilustra un controlador de neumático 800 montado sobre una rueda 802 asociada con un neumático 804. La rueda 802 y el neumático giran sobre el eje 806 en la dirección de las agujas del reloj o en la dirección contraria a la de las agujas del reloj. El giro en la dirección de las agujas del reloj (CW, del inglés "ClockWise") se ilustra en la Figura 8. Como se ilustra adicionalmente en la Figura 8, el controlador de neumático 800 experimenta dos tipos de aceleración durante el giro del neumático. La aceleración centrífuga a_{n} que puede encontrarse por un controlador de neumático o dependiendo de la máxima velocidad del vehículo y de la combinación de neumático y rueda (llanta) utilizada. La velocidad de activación requerida para el controlador de neumático en una realización, que indica cuándo el controlador de neumático determina que debería cambiar el estado, es cuando el vehículo ha alcanzado una velocidad de aproximadamente 25 kilómetros por hora. Las fuerzas vistas por el controlador de neumático a esta velocidad pueden variar. Empíricamente se especifica una fuerza del acelerómetro de 2G, o dos veces la aceleración debida a la gravedad. La máxima aceleración vista por el acelerómetro 800 tendrá lugar en ciertos automóviles de alta velocidad que pueden alcanzar velocidades de 320 kilómetros por hora o más, que corresponden a una aceleración centrífuga a_{n} de 1800G en el controlador de neumático.

Como se ilustra adicionalmente en la Figura 8, el controlador de neumático 800 experimenta también un aceleración tangencial, a_{t}. La aceleración tangencial experimentada por el controlador de neumático es, en contraste con la aceleración centrífuga a_{n}, de muy pequeña magnitud. Los valores de ejemplo son fracciones de la fuerza G. También, tales aceleraciones tangenciales pueden tener sólo cortas duraciones.

La Figura 9 ilustra adicionalmente la aceleración en un controlador de neumático 900 tal como el controlador de neumático de la Figura 7. El controlador de neumático 900 incluye un acelerómetro de doble eje que es sensible a la aceleración a lo largo de dos ejes ortogonales. Como se muestra en la Figura 9, estos incluyen un eje x 902 y un eje z 904. El acelerómetro, en conjunto con el controlador de neumático 900 gira sobre el centro 906 de la rueda en la que se monta el controlador de neumático 900. Un eje y se extiende a través del centro 906, perpendicular al plano de la página y ortogonal al eje x 902 y al eje z 904. Cuando gira la rueda, el controlador de neumático 900 se mueve o bien en una dirección en el sentido de las agujas del reloj 908 o en una dirección contraria a las agujas del reloj 910.

El acelerómetro 900 se coloca sobre el controlador de neumático con su eje sensible orientado como se muestra en la Figura 9. Cuando se mueve el vehículo hacia delante, el controlador de neumático 900 y los dos ejes perpendiculares del acelerómetro girarán alrededor del eje y o eje de la rueda en el centro de la rueda 906. En la realización en la que se usa un acelerómetro que produce una salida analógica, cada señal de salida del acelerómetro, una salida por eje, producirá una onda senoidal. Esta onda senoidal describe la aceleración debida a la gravedad más los componentes centrífugos o tangenciales de la aceleración. Las dos ondas senoidales se ilustran en las Figuras 11 y 12. El acelerómetro de doble eje 900 producirá unas señales de aceleración del primer y segundo eje que tienen una característica de onda senoidal tal como la ilustrada en las figuras dibujadas.

La Figura 10 es un diagrama que muestra la aceleración o fuerza G con relación a la posición angular de la rueda cuando la rueda se mueve en una dirección contraria a las agujas del reloj (CCW).

La Figura 10 muestra la aceleración a lo largo del eje x 1002 y el eje z 1004. De modo similar, la Figura 11 muestra la aceleración o fuerza G en relación a la posición angular de la rueda cuando la rueda se mueve en una dirección en el sentido de las agujas del reloj (CW). La Figura 11 muestra la aceleración a lo largo del eje x 1102 y la aceleración a lo largo del eje z 1104. Tanto en la Figura 10 como en la Figura 11 la máxima aceleración detectada por el acelerómetro es aproximadamente más o menos 1G o una vez la aceleración debida a la gravedad. Como se ha indicado anteriormente, en aplicaciones típicas, la aceleración real experimentada en una rueda en movimiento puede ser mucho mayor o mucho más pequeña que esta cantidad.

La Figura 12 muestra el componente AC de las fuerzas en ambos planos del acelerómetro cuando el vehículo acelera. La fuerza sobre el plano X se traza como la línea 1204. La fuerza sobre el plano Z se traza como la línea 1202. Ambas aceleraciones comienzan en un valor sustancialmente 0 y aumentan hasta un valor generalmente constante AC. El plano Z, línea 1102, tiene un desplazamiento proporcional a la velocidad del vehículo debido a la fuerza centrífuga.

En la Figura 10 y en la Figura 11, puede verse que, cuando la rueda gira, las dos formas de onda producidas por el acelerómetro de doble eje están desfasadas 90 grados. Dependiendo de la dirección de giro de la rueda, en el sentido de las agujas del reloj o contrario a las agujas del reloj, un eje se adelantará o retrasará respecto al otro eje. De ese modo, en la Figura 10, que muestra el giro en una dirección contraria a las agujas del reloj, la aceleración a lo largo del eje z 1004 adelanta a la aceleración a lo largo del eje x en 90 grados aproximadamente. De modo similar, en la Figura 11, la aceleración a lo largo del eje x 1102 adelanta a la aceleración a lo largo del eje z 1104 en 90 grados aproximadamente.

En la realización ilustrada, el acelerómetro convierte la aceleración que detecta en una señal tal como una forma de onda de tensión. Esta señal, que incluye una primera señal para la aceleración sobre un eje y una segunda señal para la aceleración en un segundo eje, puede entonces muestrearse por el controlador del controlador de neumático. La información de posición sobre la posición de un neumático que incluye un controlador de neumático puede determinarse entonces basándose en la señal. Puede tomarse posteriormente una decisión de si el controlador de neumático está girando en una dirección igual a la de las agujas del reloj o contraria a las agujas del reloj. Basándose en la señal muestreada del acelerómetro. La información de posición, tal como la posición en el lado derecho o la posición en el lado izquierdo puede determinarse a partir de la dirección de giro.

Por ejemplo, el controlador del controlador de neumático puede determinar la relación de retraso/avance de la primera señal de aceleración para el eje x y la segunda señal de aceleración del eje z. El controlador determina si la señal del eje x avanza o se retrasa respecto a la señal del eje z. La información de retraso/avance indicará bien un giro en el sentido de las agujas del reloj o contrario al de las agujas del reloj para la rueda o neumático asociado con el controlador de neumático. Basándose en la información de giro en la dirección en el sentido de las agujas del reloj o contrario al de las agujas del reloj, y la información de que el vehículo está viajando hacia delante en lugar de retrocediendo, el controlador puede determinar si el controlador de neumático está en el lado derecho o en el lado izquierdo del vehículo. Como se ilustra en la Figura 12, el eje z tendrá un desplazamiento de fuerza centrífuga. Sin embargo, para la dirección de giro, el método y el aparato descrito sólo miran al componente alterno +1g / -1g. En consecuencia, las Figuras 10 y 11 no ilustran todos los componentes de aceleración vistos en la salida del acelerómetro del eje z sino que son representativos del componente alterno. El funcionamiento del controlador de neumático se describirá con mayor detalle a continuación conjuntamente con las Figuras 14 y 15.

La Figura 13 es un diagrama de bloque que ilustra una realización de una unidad de control 1300 para uso en conjunto con el sistema de supervisión de presión remoto de neumáticos descrito en este documento. La unidad de control 1300 se monta preferiblemente en una localización conveniente del vehículo, tal como en el salpicadero cerca de la parte delantera del vehículo o en el maletero cerca de la parte trasera del vehículo. La unidad de control 1300 incluye una antena 1302, un receptor de radio frecuencia (RF) 1304, un detector del pico 1306, un microcontrolador 1308, un regulador de tensión 1310 y un circuito de interfase de comunicaciones 1312.

La unidad de control 1300, recibe las transmisiones de una diversidad de controladores de neumático del vehículo. Estas transmisiones pueden codificarse o modularse en cualquier formato adecuado de acuerdo con cualquier técnica adecuada. En una realización, cada transmisión tiene la forma de un marco o palabra de datos digitales codificados. Los datos se organizan como campos de datos. En un ejemplo, los datos incluyen una diversidad de bits de estado que transfieren los datos de estado o función, bits de identificador que transfieren información de identificación para el controlador de neumático que transmite, bits de presión que transfieren la presión del neumático medida, bits de temperatura que transfieren la temperatura del neumático medida y bits de comprobación de error. Algunos de estos campos de datos pueden omitirse u otros datos pueden sustituirse.

La antena 1302 y el receptor de RF 1304 funcionan juntos para recibir las transmisiones en frecuencia de radio desde los controladores de neumático del sistema de supervisión remota de neumáticos. Como se ha indicado en este documento, los respectivos controladores de neumático transmiten información incluyendo datos del neumático, datos de identificación e información de estado de vez en cuando. El receptor de RF 1304 incluye un circuito indicador de la fuerza de la señal recibida (RSSI, del inglés "Received Signal Strength Indicator") y circuitos de desmodulación y decodificación. Los circuitos de desmodulación y decodificación funcionan para extraer la información transmitida de las señales de RF recibidas. Esta información, en una realización, incluye datos del neumático, datos de identificación para el controlador de neumático que transmite y datos de estado. Los datos de estado en una realización incluyen la información de posición tal como la posición izquierda/derecha determinada por el controlador de neumático que transmite. De ese modo, el receptor de RF 1304 forma un circuito receptor de radio de la información de posición. Los datos recuperados se proporcionan al controlador 1208 para operaciones adicionales.

El circuito indicador de la fuerza de la señal recibida produce una señal relativa a la fuerza de la señal recibida de la transmisión de RF recibida en el receptor de RF 1304. Puede usarse cualquier circuito de RSSI convencional. El circuito de RSSI proporciona una indicación de RSSI al detector del pico 1306. Una realización del detector del pico 1306 se describirá a continuación en conjunto con la Figura 14.

El detector del pico 1306 proporciona una señal del pico al microcontrolador 1308. En la realización ilustrada, el microcontrolador incluye un conversor analógico a digital (ADC) 1320 que muestrea la fuerza de la señal del pico recibida proporcionada por el detector del pico 1306 después de que se ha recibido una palabra o un marco de datos mediante el receptor de RF 1304. El ADC 1320 produce de ese modo un valor digital del pico de la fuerza de la señal recibida durante la transmisión del marco.

El detector del pico 1306 incluye una entrada de reposición 1314. Justamente al comienzo de cada marco de datos, se aplica una señal de reposición a la entrada de reposición 1314 mediante el controlador 1308 para reponer el detector del pico. Esto funciona para rechazar cualquier influencia de otras fuentes de ruido de RF. Los datos del pico pueden asociarse con otra información recibida por el receptor de RF, tal como los datos de identificación para el controlador de neumático que transmite. Estos datos pueden almacenarse entonces para uso posterior.

En la realización ilustrada, el controlador 308 desarrolla una media móvil de los valores del pico de RSSI para cada rueda. Esto se realiza mediante, por ejemplo, la recuperación de los datos del pico almacenados asociados con el identificador del controlador de neumático recibido con cada transmisión, desarrollando una media y almacenando el valor medio. Cuando se reciben transmisiones adicionales desde cada controlador de neumático, la media móvil para ese controlador de neumático respectivo se actualiza.

Basándose en la media móvil, el controlador 1308 toma una decisión de si la transmisión del controlador de neumático está situada en una rueda delantera o en una rueda trasera del vehículo. Por ejemplo, si el receptor de RF 1304 y la antena 1302 están situados más cercanas a las ruedas delanteras del vehículo, tal como en el salpicadero, la fuerza de la señal recibida desde las ruedas delanteras será mayor cuando se recibe en esa localización que la fuerza de la señal recibida desde las ruedas traseras. Por lo tanto, el valor del pico medio será mayor para dos ruedas, que corresponden a las ruedas delanteras. Por el contrario, si la antena 1302 y el receptor de RF 1304 se sitúan cerca de la parte posterior del vehículo, tal como en el maletero, la fuerza de la señal recibida desde las ruedas traseras será mayor que la fuerza de la señal recibida para las ruedas delanteras. Basándose en los valores detectados del pico medio, pueden distinguirse las ruedas delanteras de las ruedas traseras basándose en sus transmisiones.

En realizaciones alternativas, pueden usarse otros detectores de señal para identificar la mayor fuerza o mayor debilidad de las señales recibidas y por lo tanto determinar la información de delantera respecto a trasera para los controladores de neumático que transmiten. Por ejemplo, podría usarse un detector de debilitamiento o detector del pico negativo para determinar la señal más débil recibida para cada rueda y la decisión de delantera o trasera podría basarse en esa información.

La realización ilustrada tiene una ventaja particular en que la unidad de control 1300 tiene que determinar solamente la información de posición delantera y trasera para los controladores de neumático del lado izquierdo, por ejemplo, y a continuación para los controladores de neumático del lado derecho. En otras palabras, suponiendo que la unidad de control 1300 se sitúa en el maletero, de forma que la recepción de las transmisiones desde los controladores de neumático de rueda trasera es más fuerte, la unidad de control 1300 sólo necesita determinar que la transmisión del controlador de neumático trasero del lado izquierdo (LI) es más fuerte que la transmisión delantera del LI y que la transmisión trasera del lado derecho (LD) es más fuerte que la transmisión delantera del LD. No importa si la transmisión delantera del LD es más fuerte que la transmisión trasera del LI. La unidad de control, usando la información de fuerza de señal recibida y el detector del pico 1306, sólo se requiere que determine delantera respecto a trasera a partir de las transmisiones recibidas. La información sobre la posición izquierda respecto a derecha se determina a partir del contenido de las transmisiones respectivas.

Esta ventaja se proporciona en una realización en la que las transmisiones del controlador de neumático se reciben desde los controladores de neumático situados en todas las ruedas del vehículo. La información de posición derecha/izquierda para cada uno de los controladores de neumático se determina para identificar los controladores de neumático del lado derecho y los controladores de neumático del lado izquierdo. Posteriormente, se determina qué controlador de neumático del lado derecho es el controlador de neumático derecho delantero y cual es el controlador de neumático derecho trasero. También, se determina qué controlador de neumático del lado izquierdo es el controlador de neumático delantero izquierdo y qué controlador de neumático del lado izquierdo es el controlador de neumático izquierdo trasero.

En la realización descrita en este documento, los datos de posición izquierda/derecha contenidos en cada transmisión del controlador de neumático respectivo se usan para determinar la información de posición izquierda/derecha. Los datos de posición izquierda/derecha se codifican basándose en la aceleración detectada por el acelerómetro de doble eje en cada controlador de neumático.

También, en esta realización, la cantidad de señal recibida para las transmisiones del controlador de neumático respectivo se usa para distinguir el controlador de neumático delantero derecho del controlador de neumático trasero derecho y para distinguir el controlador de neumático delantero izquierdo del controlador de neumático trasero izquierdo. En una realización, la cantidad de señal recibida se define como la fuerza de la señal recibida, pero pueden usarse otras mediciones, como se ha descrito en este documento. De ese modo, una vez se determina en qué lado (derecho o izquierdo) del vehículo está el controlador de neumático que transmite, entonces se determina la posición delantera y trasera del controlador de neumático, estadísticamente las posibilidades de identificar correctamente las posiciones de los controladores de neumático sobre el vehículo se mejoran grandemente sobre el caso de determinar primero la posición delantera respecto a la trasera, y a continuación determinar la posición derecha/
izquierda.

El regulador de tensión 1310 recibe la alimentación, la masa y la señal de encendido del sistema eléctrico del vehículo y produce una tensión de funcionamiento para el controlador 1308 y una entrada 1316 del controlador 1308. La tensión proporcionada en la entrada 1316 se usa para alimentar los circuitos del microcontrolador 1308 así como otros componentes de la unidad de control 1300, tales como receptor de RF 1304, el detector del pico 1306 y la interfase de comunicaciones 1312.

La interfase de comunicación 1312 proporciona una interfase a un bus 1318 para comunicación de la información a otros componentes del vehículo. En una realización, la interfase de comunicación 1312 incluye un controlador de bus de la Red de Área Controlada (CAN) para la transmisión y recepción de datos sobre el bus 1218. Puede sustituirse por otros tipos de circuitos de interfase de comunicaciones.

La Figura 14 es un diagrama de circuito que ilustra el detector del pico 1306 de la Figura 13 en conjunto con el controlador 1308. El detector del pico 1306 incluye una entrada de señal RSSI 1402, un filtro paso bajo 1404, un amplificador 1406, un detector del pico 1408, un acondicionador 1410 y un circuito de reposición 1412.

La entrada de RSSI 1402 recibe la señal de RSSI producida por el receptor de RF 1304 (Figura 13) de la unidad de control 1300. La señal de RSSI transfiere información sobre la fuerza de la señal recibida relativa detectada por el receptor de RF 1304. En una realización, la magnitud de la tensión de la señal RSSI es mayor dependiendo de la fuerza de la señal recibida.

El filtro paso bajo 1404 incluye una resistencia y un condensador en la realización ilustrada. El filtro 1404 funciona para bloquear o filtrar relativamente las frecuencias altas que pueden interferir con el funcionamiento del circuito detector del pico 1306. La señal de RSSI recibida en la entrada de RSSI es preferiblemente una señal en corriente continua que varía en el tiempo dependiendo de la fuerza de la señal recibida.

El amplificador 1406 funciona para amplificar la señal de RSSI filtrada. El detector del pico 1408 incluye un diodo rectificador 1414 y un condensador 1416. El diodo 1414 y el condensador 1416 funcionan como un circuito de mantenimiento del pico simple. Entre activaciones de la señal de reposición, el valor del pico de la señal amplificada se almacena en el nodo común 1418 entre el diodo 1414 y el condensador 1416, en la entrada al acondicionador 1410.

El acondicionador 1410 se configura como un amplificador de ganancia unidad en la realización ilustrada. El acondicionador 1410 funciona para aislar el nodo 1418 en el que se almacena el valor de la señal de pico de otros circuitos. El valor de pico se proporciona desde el circuito detector del pico 1406 al ADC 1320 para procesamiento adicional.

El circuito de reposición 1412 incluye un transistor y resistencias de polarización para reponer el nodo de almacenamiento del detector del pico en respuesta a la señal de reposición recibida desde el controlador 1408. Tras la recepción de la señal de reposición, el transistor se pone en conducción, poniendo a masa el nodo de almacenamiento y reponiendo el circuito detector del pico 1406.

Como se apreciará por aquellos normalmente expertos en la materia, pueden sustituirse otros tipos de circuitos detectores del pico por el circuito detector del pico 1406 de la Figura 14 para uso en conjunto con la unidad de control 1300 de la Figura 13.

La Figura 15 es un diagrama de flujo que ilustra una realización de un método para el funcionamiento del controlador de neumático 700 de la Figura 7. En la realización de la Figura 15, el método se asocia con una realización del controlador de neumático 700 que incluye un interruptor detector de movimiento 712 (Figura 7). El método comienza en el bloque 1500.

En el bloque 1502, el controlador de neumático espera a la activación mediante el interruptor de movimiento o detector de movimiento. Como se ha descrito anteriormente, el detector de movimiento proporciona una indicación a un controlador del controlador de neumático cuando el neumático que incluye el controlador de neumático está rodando. La indicación puede proporcionarse cuando la velocidad del neumático alcanza un umbral predeterminado, tal como 25 kilómetros por hora. En el bloque 1502, el controlador permanece en un bucle o estado estable esperando la activación por el interruptor de movimiento.

Una vez que se ha recibido la activación del interruptor de movimiento, el controlador del controlador de neumático conecta o activa el acelerómetro, bloque 1504. En la realización preferida, el acelerómetro puede conectarse y desconectarse bajo el control del controlador para conservar energía en la batería que alimenta al controlador de neumático. En el bloque 1506, las señales de aceleración desde el acelerómetro se muestrean por el controlador. Como se ha descrito anteriormente, el acelerómetro proporciona, en una realización, una señal analógica que incluye dos tensiones relativas a la aceleración detectada a lo largo de dos ejes ortogonales. Esta señal se muestrea en un periodo de tiempo para determinar la aceleración. Por ejemplo, se determina el estado de avance y retardo de las señales de tensión del acelerómetro de doble eje para determinar si la rueda está girando en dirección de las agujas del reloj o contraria a las agujas del reloj, bloque 1508.

En el bloque 1510, el acelerómetro se desconecta bajo el control del controlador del controlador de neumático. Desconectando el acelerómetro elimina la alimentación funcional del acelerómetro y sus circuitos, reduciendo de ese modo el consumo y la disipación de energía en el controlador de neumático, extendiendo la vida de la batería que alimenta el controlador de neumático.

En el bloque 1512, habiendo determinado la dirección de giro de la rueda y por lo tanto, el lado derecho o izquierdo del vehículo sobre el que se sitúa el controlador de neumático, el controlador de neumático entra en su modo de transmisión normal. Periódicamente, el controlador de neumático transmite datos para la recepción por la unidad de control del sistema de supervisión de neumático. Las transmisiones preferiblemente incluyen información de estado incluyendo la información de posición, datos del neumático e información de identificación. La información de estado puede incluir indicadores de que el controlador ha determinado la dirección de viaje del vehículo y la posición derecha o izquierda del controlador de neumático. Los datos del neumático indican información sobre el neumático, tal como la presión del neumático, temperatura, etc. La información de identificación incluye un identificador que identifica de modo único el controlador de neumático.

En la realización de la Figura 15, que incluye el interruptor de movimiento en el controlador de neumático, puede determinarse que el vehículo está realmente circulando y no simplemente dando marcha atrás simplemente mirando a la salida del acelerómetro tras haber contactado el interruptor de rodadura. El vehículo no puede conseguir una velocidad suficiente para activar el interruptor de rodadura cuando se mueve marcha atrás, de modo que el acelerómetro nunca se conecta, bloque 1504 o se muestrea, bloque 1506, en este caso.

La Figura 16 es un diagrama de flujo que ilustra una realización alternativa de un método para el funcionamiento del supervisor remoto de neumático. Esta realización puede usarse en conjunto con una realización del controlador de neumático en el que se omite el detector de movimiento y se usa el acelerómetro para proporcionar la función del interruptor de movimiento, dando al acelerómetro doble funcionalidad, detección de movimiento y detección de dirección de giro. El método comienza en el bloque 1600. En el bloque 1602, el acelerómetro determina si ha transcurrido una duración de tiempo predeterminada tal como 10 segundos desde que se recibió la última muestra del acelerómetro. Si no, la operación permanece en un bucle que incluye el bloque 1602. Una vez ha transcurrido el tiempo predeterminado, en el bloque 1604 el acelerómetro se conecta proporcionando alimentación de funcionamiento al acelerómetro de forma que puede comenzar el funcionamiento. En el bloque 1606, la señal de salida desde el acelerómetro se muestrea para determinar la aceleración detectada.

En el bloque 1608, se determina si la fuerza centrífuga detectada por el acelerómetro excede un umbral predeterminado, tal como 10G o 10 veces la aceleración debida a la gravedad de la tierra. Esto se determina, por ejemplo, sólo en el plano Z del acelerómetro. Si la fuerza centrífuga no excede este umbral, el control vuelve al bloque 1610 y el acelerómetro se desconecta para esperar el paso del tiempo predeterminado, tal como otros 10 segundos.

Si se determina que la fuerza centrífuga excede el umbral predeterminado, en el bloque 1612 se determina si esta es la primera vez que ha tenido lugar. Si no, en el bloque 1614 se desconecta el acelerómetro y el controlador de neumático entra en un modo de transmisión normal. Esto corresponde al caso de la operación en curso, en la que el vehículo está en marcha y la información de posición se ha almacenado para cada rueda del vehículo. El control retorna entonces el bloque 1602 para esperar el transcurso del periodo de tiempo predeterminado.

Si, por otro lado, es la primera vez que el nivel de aceleración detectado ha excedido el umbral predeterminado o 10G, en el bloque 1618, la señal de aceleración del acelerómetro se muestrea. Esto corresponde al caso de un nuevo viaje en el vehículo que ha comenzado el funcionamiento tras estar aparcado durante un tiempo. Debido a la posibilidad de que los neumáticos hayan rotado o cambiado desde el último viaje, la posición de información debe volver a comunicarse y actualizarse si es necesario en la unidad de control. En el bloque 1620, basándose en la señal de aceleración muestreada, el controlador determina la dirección de giro de la rueda. El controlador determina si la rueda está girando en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario a las agujas del reloj. De acuerdo con la realización de ejemplo dada anteriormente, el giro en el sentido de las agujas del reloj o contrario al de las agujas del reloj de la rueda se determina basándose en la condición de adelanto o retraso de las señales de aceleración producidas por el acelerómetro.

Para determinar que el vehículo está avanzando y no simplemente dando marcha atrás, el acelerómetro se usa para estimar la velocidad del vehículo. Esto puede realizarse mediante la medición de la velocidad de cambio de la salida del acelerómetro en un intervalo predeterminado, tal como, por ejemplo, +1 G a -1 G. Alternativamente, esto puede realizarse mediante la medición de la fuerza G absoluta en la dirección z, por ejemplo. Por debajo de cierto valor de fuerza G, tal como 10G, equivalente a, por ejemplo, 30 kilómetros por hora, no se realiza evaluación de la salida del acelerómetro. Una vez que la fuerza centrífuga excede ese umbral, indicando que la velocidad del vehículo excede la velocidad de umbral de 30 kilómetros por hora, se realiza la evaluación de la dirección. Este segundo método se ilustra en la Figura 16.

La Figura 17 es un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento de la unidad de control tal como la unidad de control 1300 (Figura 13) de un sistema de supervisión remota de neumáticos como el descrito en este documento. El método comienza en el bloque 1700.

En el bloque de 1702, se determina si el receptor ha detectado el comienzo de la recepción de frecuencias de radio (datos de RF). Esto puede determinarse, por ejemplo, mediante el examen de la corriente de datos recibidos e identificando el carácter inicial de la transmisión, tal como una cabecera de cadena de datos de bit cero u otro patrón de datos. Los controladores de neumático que transmiten los datos recibidos deben configurarse para transmitir el patrón especificado para la identificación por el receptor. Si el comienzo de la transmisión, que puede denominarse como un marcador de marco, no se ha recibido, el control permanece en un bucle que incluye el bloque 1702.

Una vez se ha detectado el comienzo del marco, en el bloque 1704, se repone el detector del pico de la unidad de control. Esto se realiza, por ejemplo, mediante el envío de una señal de reposición al detector del pico. En el bloque 1706, se determina si se ha recibido toda la palabra de datos transmitida. Si no, el control permanece en un bucle que incluye el bloque 1706 hasta que se haya recibido la transmisión completa. Esto puede determinarse contando el número de bits, donde cada transmisión tiene un número de bits o muestras predeterminado. Alternativamente, esto puede determinarse mediante la observación de la recepción de otro marcador de marco, que indica la transmisión de un marco posterior. Pueden usarse asimismo otros métodos para identificar la transmisión del marco completo.

Una vez que la palabra de datos o marco completo se ha recibido, en el bloque 1708, el controlador muestrea el detector del pico y registra o almacena un valor digital producido por un conversor analógico a digital (ADC) que funciona en respuesta al valor del detector del pico muestreado. El valor almacenado se usará posteriormente para determinar el valor de media móvil para la información de pico.

En el bloque 1710, se actualiza el valor de media móvil para la información del pico para esta rueda. El pico medio almacenado se recupera, por ejemplo, usando el identificador del controlador de neumático como un índice de almacenamiento para recuperar los datos almacenados correctos. Posteriormente, se ajusta la nueva media usando el valor del pico recibido de nuevo. Se almacena entonces la nueva media, usando de nuevo el valor del identificador recibido.

En el bloque 1712, se determina si al menos se ha recibido un número predeterminado de palabras para cada rueda. El número predeterminado puede ser cualquier número adecuado. Un número más grande de palabras de datos recibidas aumenta la fiabilidad y certeza de que los datos se han recibido correctamente. Un número reducido de palabras de datos recibidas disminuye la cantidad de tiempo requerido para recibir información de modo fiable para cada rueda. Si el umbral no se ha excedido, el control vuelve al bloque 1702 para esperar la recepción de una nueva transmisión desde un controlador de neumático.

Si se ha excedido el umbral, en el bloque 1714, las medias de los picos determinadas durante el método de la Figura 17 se usan para determinar qué controladores de neumático se sitúan en las ruedas delanteras o frontales y cuáles se colocan en las ruedas traseras del vehículo. Se proporciona a continuación detalles adicionales en relación con una realización del bloque 1714 en conjunto con la Figura 18. El resultado de la determinación del bloque 1714 se usa en conjunto con los datos del lado izquierdo o lado derecho transmitidos para determinar la localización de cada respectivo sensor o controlador de neumático sobre el vehículo.

La Figura 18 es una vista detallada de una realización de una parte del método ilustrado en la Figura 17. La realización ilustrada supone que el receptor o la unidad de control se coloca en o cerca del maletero del vehículo, más cercano a los neumáticos traseros y lejos de los neumáticos delanteros. Después del bloque de procesamiento 1712 en la Figura 17 y la determinación de que se ha recibido el número de palabras de umbral, en el bloque 1802 el método comienza por la recuperación de los datos almacenados para los dos controladores de neumático del lado izquierdo (LI). Preferiblemente, la información de fuerza de la señal recibida (RSSI) para cada controlador de neumático se ha guardado o promediado y se han almacenado para recuperación los datos de media móvil. La información de posición determinada por los controladores de neumático por sí mismos se almacena también y se usa para recuperar solamente, por ejemplo, los datos de los controladores de neumático del lado izquierdo. En el bloque 1802, usando un identificador adecuado tal como el identificador del controlador de neumático, se recuperan los datos para los controladores de neumático del lado izquierdo. Se comparan los datos de media móvil para cada controlador de neumático del lado izquierdo.

En el bloque 1804, el controlador de neumático del lado izquierdo que tiene la media móvil más alta de datos de RSSI se asigna a la posición trasera izquierda sobre el vehículo. De modo similar, en el bloque 1806, la más baja de las dos medias móviles de datos de RSSI se asigna a la posición delantera izquierda. De nuevo, esto supone que el receptor está en el maletero o parte trasera del vehículo de forma que la transmisión de radio desde las ruedas traseras tiene un RSSI medio más alto que las transmisiones de las ruedas delanteras. Si, por el contrario, el receptor se coloca más cercano a las ruedas delanteras, tal como en el salpicadero, las asignaciones serán las opuestas a las indicadas en la Figura 18. Esto es, el controlador de neumático que tiene la media de RSSI más alta se asignará a la posición delantera izquierda y el controlador de neumático que tenga la media de RSSI más baja se asignará a la posición trasera izquierda.

Después de que se realizan las asignaciones de posición, se almacenan los datos de posición completos para los controladores de neumático del lado izquierdo. Los datos de posición completos incluyen los datos de posición derecha/izquierda determinados por los controladores de neumático por sí mismos y los datos de posición delantera/trasera determinados por la fuerza de la señal de supervisión de los controladores de neumático que transmiten.

El proceso se repite para los controladores de neumático del lado derecho, comenzando en el bloque 1808. En el bloque 1808, se recuperan los datos almacenados para los dos controladores de neumático del lado derecho (LD) y se comparan para determinar cual tiene la fuerza media de señal más alta o RSSI. En el bloque 1810, el controlador de neumático que se determina que tiene la fuerza media de señal más alta se asigna a la posición trasera derecha. En el bloque 1812, el controlador de neumático que se determina que tiene la fuerza media de señal más baja se asigna a la posición delantera derecha. Después de que se realizan las asignaciones de posición, se almacenan los datos de posición completos para los controladores de neumático del lado derecho. Los datos de posición completos incluyen los datos de posición derecha/izquierda recibidos de los controladores de neumático y los datos de posición delantera/trasera determinados por la fuerza de la señal de supervisión de los controladores de neumático que transmiten. Después de la ejecución del bloque 1812, el control prosigue en el bloque 1716, Figura 17.

En la realización de la Figura 17, la posición delantera/trasera se determina usando una media móvil de la fuerza de la señal recibida almacenada para los respectivos controladores de neumático del vehículo. En realizaciones alternativas, pueden usarse asimismo o como alternativa otras informaciones y técnicas. Por ejemplo, podría usarse una única transmisión recibida para la determinación de los datos de posición, a diferencia de la media móvil de datos descrita anteriormente. Alternativamente, a diferencia de los datos de RSSI, puede usarse otra información, tanto determinada directamente como derivada de las transmisiones recibidas, para determinar la proximidad de un controlador de neumático respectivo al receptor.

En realizaciones alternativas, es posible usar la fuerza de la señal recibida para distinguir derecha de izquierda usando una única antena receptora, comparando las intensidades de la señal recibida conjuntamente con los identificadores del transmisor para determinar la posición real de la rueda. Sin embargo, esta técnica alternativa puede ser difícil de obtener con fiabilidad. Primero, esta técnica requiere una posición realmente única del receptor dentro del vehículo, normalmente en una esquina. Incluso entonces, no se garantiza que sea fiable. Segundo, en la producción de los controladores de neumático, hay una dispersión o tolerancia de fabricación en la potencia transmitida de dispositivo a dispositivo, típicamente 6 dB. Esta variación puede hacer la detección de izquierdo respecto a derecho muy difícil. Tercero, otros objetos dentro o alrededor del vehículo pueden alterar drásticamente el entorno de RF, disminuyendo la fiabilidad de la determinación derecha/izquierda cuando se usa una única antena receptora.

La Figura 19 es un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento de una realización alternativa de un sistema de supervisión remota de neumáticos. La Figura 19 ilustra el funcionamiento paralelo tanto de un controlador de neumático como de un controlador o unidad de control electrónica de un sistema de supervisión remota de neumáticos. El método comienza en los bloques 1902, 1904.

La realización de la Figura 19 muestra otra forma de determinar la localización delantera respecto a trasera que es usar el acelerómetro conjuntamente con el sensor de presión dentro del transmisor. El concepto puede describirse como sigue.

Cuando el vehículo acelera o desacelera, las presiones de la rueda delantera y trasera variarán en pequeñas pero diferentes cantidades. Analizando la presión en el sensor de presión con mayor resolución es posible detectar los pequeños cambios en la presión que tienen lugar cuando el vehículo está frenando o acelerando. El sensor de presión del controlador de neumático puede tener una resolución seleccionable o el controlador del controlador de neumático puede funcionar solamente sobre un número seleccionable de bits de los datos de presión.

En esta realización, el sensor de la rueda muestrea la presión del neumático cuando detecta un nivel suficiente de aceleración o desaceleración. La aceleración o desaceleración puede detectarse mediante la medición de la aceleración a lo largo del plano z del acelerómetro. Entonces el controlador de neumático transmite un mensaje de aceleración especial. El mensaje especial puede indicarse de cualquier manera adecuada. Una forma conveniente de indicar esta información es usar un código de función separado. Este mensaje incluye la ID normal pero también incluye unos pocos bits extra para indicar cuánta presión ha cambiado desde la última transmisión (la normal) y un código de función de aceleración o desaceleración. Esta fluctuación de presión o delta podría ser positiva o negativa.

Estos datos se procesan entonces mediante el receptor o unidad de control electrónica (ECU). Como ejemplo, si la ECU puede asociar una fluctuación positiva de la presión en una rueda del lado izquierdo (LI) y una fluctuación negativa o hacia menor en la presión en la restante rueda del LI cuando el vehículo está frenando (indicado por el código de función de desaceleración), y de modo similar para el lado derecho (LD) entonces la ECU puede determinar la localización delantera/trasera de los sensores. Durante el frenado, la presión de la rueda delantera aumenta momentáneamente y la presión de la rueda trasera disminuye. Como las otras realizaciones descritas en ese documento, el ECU basará su decisión de delantera/trasera mediante el análisis de los datos de los sensores del LI y de los sensores del LD por separado.

Esta técnica puede modificarse para usarse con otros tipos de vehículos. Por ejemplo, cuando un coche con tracción en las ruedas traseras está acelerando, la presión de las ruedas traseras aumentará mientras que las ruedas delanteras verán una disminución en la presión. Los códigos transmitidos pueden cambiarse para adaptarse a las variaciones que pueden procesarse dados los datos recibidos.

En la Figura 19, el controlador de neumático espera en un bucle que incluye el bloque 1906 hasta que el controlador de neumático determina que el vehículo está acelerando o frenando en cantidad suficiente para distinguir de modo fiable la rueda delantera de la trasera. Otras condiciones tales como la variación de la presión debida a la temperatura pueden normalizarse o tenerse en cuenta por lo demás para este proceso. Si no se ha detectado una aceleración adecuada, el proceso permanece en un bucle que incluye el bloque 1906.

En el bloque 1908, el controlador de neumático determina si experimenta un nivel suficiente de aceleración para distinguir las ruedas delanteras de las traseras. Esta acción puede realizarse mediante la comparación de la señal de aceleración del eje z del acelerómetro de doble eje con un umbral predeterminado. Este umbral puede basarse en datos empíricos que pueden normalizarse para mejorar la fiabilidad reduciendo las falsas transmisiones. Este proceso asegura que las variaciones de aceleración de bajo nivel no se usan como una base para la decisión delantera/trasera, aumentando la fiabilidad del sistema. Si no se ha detectado una diferencia de presión adecuada, el proceso permanece en un bucle que incluye el bloque 1908.

En el bloque 1910, se transmite un mensaje de aceleración 1922 por parte del controlador de neumático. En la realización ilustrada, se incluye un código de función particular 1924 en el mensaje de aceleración para indicar la naturaleza del mensaje y para activar un proceso especial en la unidad de control. También, el mensaje de aceleración en esta realización incluye un campo de datos adicional 1926 que indica la variación de presión desde la transmisión base. La transmisión base puede ser la transmisión previa o puede ser una transmisión inicial realizada al comienzo de un viaje o después de que ha transcurrido un tiempo determinado desde el comienzo del viaje, o de acuerdo a cualquier otra condición. Asimismo, el mensaje de aceleración en esta realización incluye un campo de datos adicional 1928 que indica si el controlador de neumático determinó que estaba acelerando o desacelerando cuando se obtuvo la variación de datos de presión. El procesamiento en el controlador de neumático finaliza en el bloque 1912.

En la unidad de control, el procesamiento se suspende en el bloque 1914, esperando la recepción de la transmisión desde el controlador de neumático o desde otro controlador de neumático del vehículo. Cuando se recibe la transmisión, bloque 1916, los datos transmitidos se analizan para determinar cómo debe manejarse la transmisión.

En respuesta al código de función contenido en el mensaje transmitido, el controlador procesa el mensaje para determinar si la rueda transmisora es una rueda delantera o trasera. Esto se realiza, en una realización, considerando los datos de lado derecho o lado izquierdo incluidos en el mensaje por el controlador de neumático basado en la señal de aceleración de doble eje del acelerómetro. Usando los datos de LD o LI y los datos de presión transmitidos y el código de aceleración o desaceleración, el controlador puede determinar la posición derecha respecto a izquierda de la rueda transmisora.

A partir de lo precedente, puede verse que las presentes realizaciones proporcionan un método y un aparato que transfiere automáticamente la posición de la rueda y datos a un receptor en un vehículo. Los controladores de neumático del sistema emplean acelerómetros de doble plano, múltiples ejes para determinar su localización sobre el vehículo usando detección en cuadratura. Esta información se comunica a la unidad de control del sistema. La unidad de control del sistema usa la fuerza de la señal de la transmisión para determinar la información de posición restante, permitiendo que se actualice de forma completamente automática la información de posición. Incluso después de que haya cambios en la posición del neumático debido a rotación de neumáticos o sustitución de un neumático, el sistema automáticamente vuelve a aprender la posición de los neumáticos sobre el vehículo. El giro de las ruedas puede supervisarse mediante acelerómetros de doble plano a cualquier velocidad del vehículo, sin limitaciones impuestas por la fuerza centrífuga detectada por los acelerómetros. Esto significa que puede fijarse un umbral de detección de velocidad suficientemente alto para eliminar las determinaciones falsas cuando el vehículo está en marcha atrás. Más aún, sólo la información de posición derecha/izquierda obtenida de los respectivos controladores de neumático y una indicación de la fuerza de la señal del controlador de neumático se requieren para identificar con fiabilidad las posiciones del neumático sobre el vehículo. No se requiere información adicional, tal como datos sobre un bus de comunicaciones o datos de sincronización.

Así, los controladores de neumático de acuerdo con las realizaciones descritas en este documento son capaces de determinar al menos una parte de su propia posición sobre un vehículo. Sistemas de supervisión de neumático previos se limitaban a transmitir la información tal como la información de presión del neumático y el identificador del controlador de neumático. No se transmitía ninguna información de posición real. El receptor había de responder a esta información transmitida desde dos o más neumáticos para determinar la posición de los controladores de neumático sobre el vehículo.

Es una mejora sustancial para la eficiencia y la precisión del funcionamiento del sistema que, la primera vez, los controladores de neumático de las presentes realizaciones pueden determinar su propia posición en un vehículo. Los neumáticos detectan la dirección de giro de la rueda con la que se asocia cada controlador de neumático. La dirección de giro se usa para determinar la información de posición derecha o izquierda para el vehículo. En una realización, los controladores de neumático y el método descritos detectan si el vehículo ha comenzado su viaje o si está simplemente dando marcha atrás, impidiendo una determinación errónea de la dirección de giro y de la información de posición. En otra realización, incluso no se requiere esta operación, la dirección de giro puede determinarse directamente a partir de un acelerómetro y más fiablemente a partir de una indicación de la aceleración centrífuga del neumático.

En tanto que se ha mostrado y descrito una realización particular de la presente invención, pueden realizarse modificaciones.

Claims

1. Un método de supervisión de neumáticos que comprende:

: en un controlador de neumático, la determinación de una primera aceleración a lo largo de un primer eje y de una segunda aceleración a lo largo de un segundo eje;

: basándose en la primera aceleración y la segunda aceleración, la determinación de la información de posición sobre la posición del controlador de neumático en un vehículo, y

: la transmisión de señales de radio para comunicar los datos representativos de la información de posición;

caracterizado por la determinación de una cantidad recibida de señales de radio; y basándose en la cantidad recibida, la determinación de información de posición adicional acerca de la posición del controlador de neumático sobre el vehículo.

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2. El método de supervisión de neumáticos de la reivindicación 1 en el que la información de posición comprende la información de posición derecha/izquierda y la información de posición adicional comprende la posición de información delantera/trasera.

3. Un método de supervisión de neumáticos de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

: la recepción de una indicación de movimiento del neumático;

: el muestreo de la señal de aceleración producida por un acelerómetro de eje múltiple;

: la determinación de la dirección de giro para la rueda basándose en la señal del acelerómetro;

: la determinación de la información de posición para la rueda basándose en la dirección de giro; y

: la transmisión de los datos a un receptor remoto basándose en la información de posición,

: conectando el acelerómetro antes del muestreo de la señal del acelerómetro; y

: desconectando el acelerómetro tras la determinación de la dirección de giro de la rueda.

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4. Un método de supervisión de neumáticos de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

: el muestreado de una señal de acelerómetro producido por un acelerómetro de eje múltiple;

: si la indicación de la aceleración de la señal del acelerómetro excede un umbral,

: la transmisión de los datos a un receptor remoto basándose en la información de posición

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5. El método de supervisión de neumáticos de la reivindicación 4 que comprende además:

: la espera de un evento de activación predeterminado;

: la conexión del acelerómetro para muestrear la señal del acelerómetro;

: si la velocidad del vehículo tal como se indica por la señal del acelerómetro no excede un umbral, desconectar el acelerómetro; y

: la espera de un evento de activación posterior.

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6. El método de supervisión de neumáticos de la reivindicación 4 que comprende además:

: la comparación de la indicación de aceleración con un umbral de conexión para determinar la velocidad del vehículo.

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7. El método de supervisión de neumáticos de la reivindicación 4, que comprende además:

: la comparación de la indicación de aceleración con un umbral de conexión para determinar si el vehículo está circulando hacia adelante o en marcha atrás.

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8. El método de supervisión de neumáticos de la reivindicación 4, que comprende además:

: si la velocidad del vehículo excede el umbral, la determinación de si la velocidad del vehículo ha excedido previamente el umbral;

: si la velocidad del vehículo ha excedido previamente el umbral, la desconexión del acelerómetro; y

: la espera de un evento de activación posterior.

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9. Un método de supervisión de neumáticos de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

: la determinación de los datos de posición derecha/izquierda basándose en la aceleración detectada en un acelerómetro de doble eje;

: en el controlador de neumático, la determinación de una condición de aceleración del vehículo desde el acelerómetro de doble eje;

: en el controlador de neumático, la determinación de los datos de presión del neumático asociados con la condición de aceleración;

: la transmisión desde el controlador de neumático de la información de presión del neumático, la información de aceleración relacionada con la condición de aceleración y la información de posición derecha/izquierda para la determinación de la posición del controlador de neumático en el vehículo,

: la detección de la aceleración del vehículo basándose en una señal de aceleración desde el acelerómetro de doble eje;

: la comparación de la aceleración detectada con un umbral de aceleración; y

: la transmisión de la información de aceleración sólo cuando la aceleración detectada excede el umbral de aceleración.

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10. Un método de supervisión de neumáticos de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

: en el controlador de neumático, la determinación de los datos de presión del neumático asociados con la condición de aceleración; y

en el que la determinación de los datos de presión del neumático comprende:

: la determinación de una variación en la presión del neumático a partir de un valor base de la presión del neumático.

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11. El método de supervisión de neumáticos de la reivindicación 10 en el que la transmisión de la información de presión del neumático comprende:

: la transmisión de la información sobre la variación en la presión del neumático.

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12. Un método de supervisión de neumáticos de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

: la recepción de las transmisiones del controlador de neumático desde los controladores de neumático situados en todas las ruedas del vehículo,

: la determinación de la información de posición izquierda/derecha para cada uno de los controladores de neumático para identificar los controladores de neumático del lado derecho y los controladores de neumático del lado izquierdo; y

: posteriormente, la determinación de qué controlador de neumático del lado derecho es un controlador de neumático delantero derecho y qué controlador de neumático del lado derecho es un controlador de neumático trasero derecho y la determinación de qué controlador de neumático del lado izquierdo es un controlador de neumático delantero izquierdo y qué controlador de neumático del lado izquierdo es un controlador de neumático trasero izquierdo,

: la determinación de la cantidad de señal recibida para las respectivas transmisiones de los controladores de neumático; y

: la distinción del controlador de neumático trasero derecho del controlador de neumático delantero derecho y del controlador de neumático trasero izquierdo del controlador de neumático delantero izquierdo basándose en la cantidad de señal recibida.

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13. El método de supervisión de neumáticos de la reivindicación 12 en el que la determinación de la información de posición izquierda/derecha para cada uno de los controladores de neumático comprende:

: la detección de los datos de posición izquierda/derecha contenidos en cada transmisión del controlador de neumático respectivo.

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14. Un sistema de supervisión remota de neumáticos para un vehículo, comprendiendo el sistema de supervisión remota de neumáticos:

: una diversidad de controladores de neumático asociados con los neumáticos respectivos de un vehículo, incluyendo cada controlador de neumático

: un dispositivo detector configurado para producir una señal de aceleración,

: un circuito de determinación de la información de posición del supervisor sensible a la señal de aceleración desde el dispositivo detector, y

: un circuito transmisor por radio de la información de posición; y

: un circuito de control que incluye

: un circuito receptor por radio de la información de posición, y

: un circuito de determinación de la posición del controlador de neumático respectivo,

en el que el circuito de determinación de la posición del supervisor se configura para recibir la señal de aceleración y determinar la información de posición derecha/izquierda para cada controlador de neumático, caracterizado por que el circuito de control se configura para determinar la cantidad de señal recibida desde cada respectivo transmisor por radio de la información de posición.

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15. El sistema de supervisión remota de neumáticos de la reivindicación 14, en el que el dispositivo detector comprende un acelerómetro.

16. Un sistema de supervisión remota de neumáticos según la reivindicación 14, en el que el acelerómetro se configura para proporcionar señales del acelerómetro indicativas de la aceleración en dos o más ejes sustancialmente en un plano rotacional del neumático respectivo con el que se asocia cada controlador de neumático.

17. El sistema de supervisión remota de neumáticos de la reivindicación 16 o la reivindicación 17, en el que el circuito respectivo de determinación de la posición del controlador de neumático se configura para determinar la información de posición delantera/trasera basándose en la cantidad de señal recibida por cada respectivo circuito de transmisión por radio de la información de posición.