用於優化傳輸車輛輪胎的參數的測量結果的方法和單元的製作方法

2023-06-11 15:33:21

專利名稱：用於優化傳輸車輛輪胎的參數的測量結果的方法和單元的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於優化傳輸車輛輪胎的參數的測量結果的方法和単元，所述車輛輪胎的參數特別是壓力、和/或加速度和/或溫度。
背景技術：
輪胎參數測量是由通稱為TPMS(「輪胎壓カ監控系統(Tire Pressure MonitoringSystem)」的首字母)的類型的用於監控輪胎的壓カ的系統的車載模塊(所謂的車輪單元)中的傳感器來執行的。在TPMS系統中，每個車輪單元都包括用於測量壓力、和/或溫度和/或加速度的參數的傳感器，以及包括存儲裝置和一般為電池形式的自備供電的裝置，再加上處理器，其 中所述處理器用於根據給定的時基處理由所述傳感器所提供的數據。內部時基調節構成每個車輪単元的這些各種元件的任務的定吋。特別地，時基定期地觸發所述參數的測量及其存儲。所測量的和所存儲的值被射頻(在下文稱為RF)發射電路傳輸到中央単元，用於例如在車輛的儀錶板上顯示、用於警報觸發(在檢測到異常值的情況下)以及可選地用於在四個輪胎的參數之間的比較分析。為了無誤差地使所存儲的測量結果與相對應的輪胎的標識相關，實施了車輪單元的識別碼到中央単元的傳輸的精確定吋。以低強度發射相對應的信號，以便減少傳輸成本。這些信號到中央単元的傳輸是通過射頻發射電路以精確限定的頻率(在歐洲是具有為+/_50 kHz的嚴格的公差的433. 92 MHz)來執行的。通過一般為石英鐘的精確時鐘來調節該頻率。該時鐘將被稱為發射電路的時鐘。為了減少成本，處理器擁有比石英鐘更便宜的通過低頻或者甚至非常低的頻率的振湯器電路調整的另一時基，所述另一時基被稱為LFO (低頻振湯器(Low FrequencyOscillator)的首字母)時鐘。這個LFO時鐘管理所述參數(溫度、壓カ、加速度等)的測量的頻率。該LFO時鐘將被稱為處理器的時鐘。令人遺憾地是，該處理器的這個時鐘是溫度敏感的，井隨著時間的推移而漂移。這產生了測量和參數發射的周期變化，這些變化是不可忽略的或者的確是顯著的(處理器的時鐘的時基與發射電路的時鐘的時基去相關)，也就是說可能為多達20%至30%。因此，為了避免過大的反應時間，在參數之一變化時，在該處理器的這個時鐘投入使用之前執行對該處理器的這個時鐘的時間預校準預設地與期望的和/或法規規定的標稱值相關地增加參數測量的頻率。該參數測量頻率的這個增加在能量和時間方面是昂貴的。事實上，每次測量都要求(在下面解釋的)補償，也就是說由處理器執行的消耗能量的計算。傳感器所測量的原始數據(電源電壓、壓力、溫度、加速度等)是相互依賴的，並且必須通過三次複數多項式的計算來校正。由此校正的原始數據作為最終數據而被傳輸到中央單元。一般地，最終數據是根據以下方案來計算的
電源電壓的最終數據Vf與電源電壓的原始數據Vb有夫，也就是說VF= f\(VB)，
溫度的最終數據Tf與電源電壓的原始數據Vb和溫度的原始數據Tb有夫，也就是說Tp= f2(VB, Tb)，
壓カ的最終數據Pf以及加速度的最終數據Af與電源電壓的原始數據Vb、溫度的原始數據Tb和壓カ的原始數據Pb有關，也就是說PF= f3(VB，Tb，Pb)和Af= f4(VB，Tb，Pb)。現在，這些數值補償在處理器計算時間方面是昂貴的，並且因此在能量方面是昂貴的。給每個車輪單元供給能量的電池的壽命因此被大幅減少，並且因此需設想更大容量的電池，以便保持相同的壽命。此外，該處理器那麼必須具有足夠的計算容量，由此也要求適於這種類型的處理器的成本投入。為了增加電池的壽命，已知通過以規則的頻率測量車輪單元的切線加速度來識別車輛的若干操作模式。車輪單元的這個切線加速度(不要與車輛的加速度相混淆)事實上與車輛的速度成比例。如果該切線加速度為零，則車輛在「停車(parking)」模式下靜止，並且參數測量的頻率和最終數據的發射的頻率被降低。因此，這允許在不需對輪胎的參數進行 增強監控的特定模式下節省專用於補償計算的能量以及專用於RF發射的能量。如果切線加速度的值提高到高於閾值(例如高於5g，其中g=9. 81 m/s2)，也就是說，如果車輛的速度突然増加，則已知在預確定的時間內從「停車」模式切換到「加速發射」模式，其中參數測量的頻率和最終數據的發射的頻率被増加。這使得能夠在車輛開始開走時快速地檢測到輪胎異常。一旦該預確定的時間已經過去並且如果車輛的速度保持恆定，也就是說，如果所述切線加速度仍然高於該閾值(5g)，則處理器切換到「行車」模式，該「行車」模式具有對於該模式特定的測量和發射頻率。如果車輛的速度突然下降，例如如果車輛處於交通燈處，則設想切換到「過渡時期(int6rim)」模式。在該「過渡時期」模式下，參數測量的頻率和最終數據的發射的頻率是高的，以便快速檢測到車輛運動的恢復並能夠快速檢測到任何輪胎壓カ異常。通過根據車輛所處的狀態(停車模式、突然加速、減速或恆定速度)來使參數測量的頻率以及最終數據的發射的頻率相適配，由此避免了無用的電池消耗。然而，這是不夠的，並且無論執行何種駕駛模式，對原始數據(VB、TB、PB、AB)的這些各種補償都消耗大量能量並要求大容量的電池。該能量消耗也被増加到由於處理器時鐘的漂移而導致的測量頻率的増加所引起的能量消耗。

發明內容
本發明g在解決這些漂移的問題，而在增加電池壽命的同時沒有附加成本。本發明提出一種經過射頻電路將車輛的輪胎的參數的最終數據優化傳輸到中央単元的方法，其中所述數據基於由安裝在車輛上的用於監控輪胎的壓カ的系統的車輪單元的傳感器所測量的參數的原始數據而獲得，所述車輪単元中的每個都包括
位於處理模塊中的處理器，用於基於原始數據計算最終數據，
存儲器，以便存儲原始數據和最終數據，
處理器的時鐘，所述處理器的時鐘被連結到處理器，擁有用於管理原始數據的測量的頻率的時基，
發射電路的時鐘，所述發射電路的時鐘擁有時基並管理髮射電路將最終數據發射到中央單元的頻率，
所述方法包括以下步驟
步驟1，在每個車輪單元中，通過位於處理模塊中並且連結到所述處理器和連結到所述傳感器的比較裝置驗證至少ー個參考參數的在給定時刻提供的新的原始數據與該相同參數的在較早時刻提供並存儲在存儲器中的原始數據之間的差在絕對值方面大於預確定的變化閾值，
步驟2，如果越過該變化閾值，則由處理器進行計算，
步驟3，將該新的原始數據和相對應的新的最終數據存儲在存儲器中，
步驟4，利用發射電路將該最終數據發送到中央単元。因此，當原始測量結果並沒有大幅改變或在該時間過程中緩慢地演變時，本發明準備抑制對參數測量的補償；只有當檢測到原始數據變化時，本發明才準備發生對測量的補償。本發明還提出，在步驟3之前，由處理器利用發射電路的時鐘的時基對處理器的時鐘的時基校正，以便獲得更精確的經校正的時基。這使得能夠糾正處理器的時鐘的任何漂移。

有利地，本發明提出，在原始數據之間的比較由位於在處理器的外部的比較裝置中的基本邏輯來執行。因此，只有當用於比較相繼的原始數據的預備處理檢測到顯著的環境變化時，才利用所述處理器。因此，本發明通過限定由基本邏輯部件實現的在純數值處理與預備處理之間的劃分而使得能夠減少數據數值處理部分。因此，更少地利用處理器，並且處理器的計算速度相對應地被増加。因此，合適的處理器要求更少的功率，並且因此在更低的成本範圍內被選擇。此外，電池的容量並不需要像先前為了保持相同的壽命那樣被増加。根據本發明的特定模式，所述參考參數為溫度。根據該實施例的變型方案，溫度的變化閾值至少等於2°C。在本發明的另ー實施例中，所述參考參數為電源電壓。根據該實施例的變型方案，電壓的變化閾值至少等於100mV。可替換地，在第三實施例中，溫度和電源電壓是被累積地考慮的兩個參考參數，以校正和存儲新的原始數據。本發明還涉及用於實施上述方法的車輪單元。


在參考所附的附圖閱讀隨後的以及和詳細的示例性實施例有關的描述時，本發明的其它特徵和優點將變得明顯，所述附圖分別地
圖I表示根據本發明的TPMS系統的車輪單元的示意圖，以及 圖2表示根據本發明的方法的示例性實施方案的邏輯圖。
具體實施例方式圖I圖示了 g在被安裝在車輛輪胎的閥(未示出)上的根據本發明的示例性車輪單元10。該車輪単元10包括用幹與以下各種部件相結合地處理數據12的模塊溫度「T」的傳感器14、壓力「P」的傳感器16、加速度「 A」的傳感器(或加速計)17、存儲器18、RF數據發射電路20和給所有這些元件供電的紐扣電池22。處理模塊12包括耦合到處理器15的比較器裝置13以及處理器15的調節各種傳感器的測量頻率的低頻振蕩器(LFO)定時電路或時鐘19。發射電路20通過RF天線21將(源自模塊12的處理器15的)壓カPf、溫度Tf和加速度Af的最終數據Df傳輸到中央単元(未示出)。發射電路20包括發射電路20的石英鐘或時鐘26，該石英鐘或時鐘26精確地調節最終數據Df的發射頻率以及所涉及的輪胎的識別碼。發射電路20的時鐘26的頻率在這裡為13MHz。發射具有低強度，以便限制能量消耗和延長電池22的壽命。這裡，比較器裝置13由在處理器15的外部的專用電子電路構成。可替換地，這些裝置可以是基本邏輯電部件。比較器裝置13接收原始數據D』B (D』B獨立地或以成組的方式表示源自存儲器18的溫度T』 B或壓カP』 B或加速度A』 B或電源電壓V』 B)以及這些相同的參數的分別源自傳感器14、16和17以及源自電池20的其它原始數據Db (Db獨立地或以成組的方式表示溫度Tb或壓カPb或加速度Ab或電源電壓VB)。通過激活處理器15的時鐘19，根據由構成處理器15的時鐘19的該振蕩器電路限定的時基所調節的定時速率來傳輸源自傳感器的原始數據Db。在該實例中，處理器15的時鐘19的頻率為1kHz。更精確地，在相應的傳感器的級別，通過適當的轉換器將傳感器14、16和17所執行的測量數位化為原始數據、即分別為Tb、Pb和Ab。電池22傳輸通過惠斯通電橋或通過例如可變電容器之類的 任意其它裝置在電池22的端子上測量的原始電壓Vb的測量結果。在圖2中圖示了根據本發明的方法。該方法首先在於，通過比較裝置13，將參考參數的在給定時刻源自傳感器14、16、17的每個新的原始數據Db (也就是說，Tb、Pb、Ab、Vb)與該參數的在較早時刻的並且存儲在存儲器18中的原始數據D』b (也就是說，T』b、P』b、A』b、V』B)相比較(步驟10)。如果這兩個原始數據之間的差在絕對值方面大於所確定的閾值S，也就是說，如果|Db-D』b| > S (步驟10)，則利用處理器15。處理器15計算針對所有參數的新的最終數據Df，也就是說，Tf、Pf、Af和Vf (步驟20)。然後，處理器15通過使用發射電路20的時鐘26的更加精確的時基(也就是說，Tps)來校正處理器15的時鐘19的已漂移的時基(也就是說，CLKb)(步驟21)。下個原始數據將以處理器15的時鐘19的經校正的時基CLKf來測量。然後，由此計算的新的最終數據Df和相對應的原始數據Db代替曾存儲在存儲器18中的較早時刻的等同數據而被存儲在存儲器18中，也就是說，Db變成D』 B，且Df變成D』 F(步驟22)。此後，處理器15將最終數據Df發送到RF發射電路20，該RF發射電路20根據發射電路20的時鐘26的時基Tps將這些最終數據Df發射到車輛的中央單元(步驟23)。應當注意，根據該實施例，可以設想，最終數據Df並不是被車輪單元立即傳輸的，而是隨後被傳輸的，例如是根據中央單元的要求或在車輛的操作模式變化時被傳輸。因此，優選的是將最終數據Df存儲在存儲器18中，使得最終數據Df可用於隨後的使用。另ー方面，如果兩個原始數據之間的差在絕對值方面小於所確定的閾值S，也就是說，如果|db-d』b| < S (步驟10)，則不利用處理器15，不對原始數據執行補償或計算，並且比較裝置13繼續將接收到的每個新的原始數據與存儲在存儲器18中的原始數據相比較。而且也不校正處理器15的時鐘19的時基CLKb。應當注意，車輪單元可以隨時地(例如在中央単元請求時)傳輸存儲在存儲器18中的最新的最終數據D』f。由於原始數據在最新的比較期間相對於其相應的閾值尚未改變，所以這些最新的最終數據D』 F完全代表輪胎在中央單元請求最終數據的時刻所處的狀態。在本發明的特定實施例中，如果兩個原始數據之間的差在預確定的時間tdelta期間在絕對值方面小於所確定的閾值S，也就是說，如果|db-d』b| < s(步驟10)，也就是說，如果輪胎已經處於穩定的熱力學條件下持續一定時間，則本發明提出計算輪胎中存在的空氣的摩爾數n。事實上，關於輪胎監控的法規不僅對於輪胎壓カ的監控而且對於輪胎中包含的空氣的摩爾數的監控正日益放寬。通過理想的氣體關係PV=nRT，其中
n為摩爾數，
R為理想氣體常數，
P和T為壓カ和溫度的最終數據，
以及V是已知的輪胎體積，
可能由此推斷輪胎中包含的空氣的摩爾數。該計算由處理器15執行。只有當輪胎處 於穩定條件下時，也就是說，如果原始數據(Tb，Pb, Ab, Vb)已在一定時間內未改變時，該計算才可行。本發明使得能夠監控原始數據的該演變，當相繼的原始數據Db之間的比較在預確定的時間td6lta期間不大於閾值S吋，處理器15基於存儲在存儲器18中的最新的最終數據(也就是說D』F)計算空氣的摩爾數n，並將該信息發送到中央単元。該預確定的時間tdelta當然被校準，以便代表為了使輪胎穩定所需的時間，以便計算空氣的摩爾數n。在本發明的變型方案中，溫度T為參考參數，並將由傳感器14在給定時刻「t」測量和提供的新的原始溫度數據Tb與在較早的時刻「t』 」測量和提供的且被存儲在存儲器18中的原始溫度T』B相比較。此後，選擇在於只有當該參考參數(這裡是Tb)呈現出在時刻「t」和「t』 」之間的在絕對值方面大於所確定的變化閾值St (例如2°C)的偏差吋，才補償原始數據Db和處理器15的時鐘19的時基CLKb。如果比較裝置13所計算的在這兩個測量結果之間的差在絕對值方面小於該所確定的閾值st，也就是說，如果|Tb-T』b| < 2°C，則不利用處理器15，並且不執行對原始數據的補償。當然，如果該差在預確定的時間內仍然小於St，則可能如先前所描述的那樣計算空氣的摩爾數n。用於執行補償(在該實例中是三次多項式計算)以便基於溫度、電壓、壓カ和加速度的原始值Db來計算針對溫度、電壓、壓カ和加速度的原始數據的最終值Df的有用的能量對應於姆參數若干ii C(微庫侖(microcoulomb))。本發明使得能夠僅在所確定的條件下才執行該補償且並非系統地執行該補償，以便減少能量消耗本發明通過藉助於在處理器15的外部且包括簡單且不昂貴的邏輯的比較裝置13來選擇要被補償的有用數據而限制處理器15所執行的補償計算的數目。這使得能夠減少能量消耗，並因此能夠使用較低容量的電池,而不減少電池的壽命。此外，當檢測到參數的變化時，在該實例中為檢測到溫度的變化，本發明還提出利用發射電路20的時鐘26的時基Tps來校正處理器15的時鐘19的時基、也就是說CLKb，其中該發射電路20將時鐘26提供給處理器15，以便獲得用於下次測量原始數據Db的更精確的經校正的時基CLKf。這顯著地減少了參數測量的頻率的漂移。該補償在能量方面是快速的、簡單的、不昂貴的，並使得能夠增加輪胎壓力監控系統的期望反應時間的精度。因此，可能相對於現有技術減少處理器15的該時鐘19的時間預校準的值。參數測量的頻率相對於現有技術更精確和被降低，電池的消耗相對應地被減少。在該實例中，溫度為參考參數。但是諸如在電池22的端子上的電源電HVb之類的另ー參數也可以單獨地或與溫度Tb相聚集地用作參考參數。例如，可以分別限定電壓Vb的在絕對值方面為100 mV的變化閾值Sv和溫度變化Tb的在絕對值方面為2°C的變化閾值St,以便觸發處理器15中的補償計算。本發明並不限於所描述或所表示的實例，並且當然可以在車輛的任意操作模式(「停車」、「行車」、「加速發射」、「過渡時期」或其它)期間被應用。例如可能設想的是，在直接相繼或不直接相繼的數據之間執行在參考參數的兩個原始數據之間的比較。此外，可 能根據諸如車輛的類型、輪胎的類型之類的各種標準或簡單地根據期望獲得的電池能量節省而校準至少ー個參考參數的變化的閾值。
權利要求
1.一種經過射頻電路(20)將車輛的輪胎的參數的最終數據(Df)優化地傳輸到中央單元的方法，其中所述數據是基於由用於監控輪胎的壓力的系統的車輪單元(10)的傳感器(14，16，17)所測量的參數的原始數據(Db)而獲得的，所述車輪單元(10)中的每個都包括 被定位在處理模塊(12)中的處理器(15)，用於基於原始數據(Db)計算最終數據(Df), 存儲器(18)，以便存儲原始數據(D』 B)和最終數據(D』 F)， 處理器(15)的時鐘(19)，所述處理器(15)的時鐘(19)被連結到處理器(15)，擁有用於管理原始數據(Db)的測量的頻率的時基(CLKb), 發射電路(20)的時鐘(26)，所述發射電路(20)的時鐘(26)擁有時基(Tps)並管理髮射電路(20)將最終數據(Df)發射到中央單元的頻率， 所述方法的特徵在於所述方法包括以下步驟 步驟I，在每個車輪單元(10)中，通過位於處理模塊(12)中並連結到處理器(15)和連結到傳感器(14，16，17)的比較裝置(13)驗證至少一個參考參數的在給定時刻提供的新的原始數據(Db)與這個相同參數的在較早時刻提供的並存儲在存儲器(18)中的原始數據(D』B)之間的差在絕對值方面大於預確定的變化閾值(S)， 步驟2，如果越過變化閾值，則處理器(15)基於原始數據(Db)計算參數的最終數據(Df), 步驟3，將新的原始數據(D』 B)和相對應的新的最終數據(D』 F)存儲在存儲器(18)中， 步驟4，利用發射電路(20)將最終數據(Df)發送到中央單元。
2.根據權利要求I所述的優化傳輸的方法，其特徵在於，所述方法還包括在步驟3之前，通過處理器(15)利用發射電路(20)的時鐘(26)的時基(Tps)來校正處理器(15)的時鐘(19)的時基(CLKb),以便獲得更精確的經校正的時基(CLKf)。
3.根據權利要求I和2所述的優化傳輸的方法，其特徵在於，在步驟I期間，如果未越過變化閾值，則所述方法包括以下步驟 步驟2，由處理器(15)基於存儲在存儲器(18)中的最新的最終數據(D』 F)來計算在輪胎中所包含的空氣的摩爾數(n)， 步驟3，利用發射電路(20)將空氣的摩爾數(η)發送到中央單元。
4.根據權利要求1-3所述的優化傳輸的方法，其特徵在於，通過位於在處理器(15)的外部的比較裝置(13)中的基本邏輯來執行在原始數據(Db)之間的比較。
5.根據權利要求1-4所述的優化傳輸的方法，其中，參考參數為溫度(Τ)。
6.根據權利要求5所述的優化傳輸的方法，其中，溫度的變化閾值(St)在絕對值方面至少等於2°C。
7.根據權利要求1-4所述的優化傳輸的方法，其中，參考參數為電源電壓(V)。
8.根據權利要求7所述的優化傳輸的方法，其中，電壓的變化閾值(Sv)在絕對值方面至少等於100 mV。
9.根據權利要求1-4所述的優化傳輸的方法，其中，溫度(T)和電源電壓(V)為被累積地考慮的兩個參考參數，以校正和存儲新的原始數據。
10.一種用於實施前述權利要求中的任意一個所述的方法的車輪單元，其包括 用於測量壓力的參數的傳感器(16)、用於測量溫度的參數的傳感器(14)和用於測量加速度的參數的傳感器(17)，以及 自備供電的裝置(22)， 用於基於傳感器所提供的原始數據(Db)計算最終數據(Df)的處理器(15)， 處理器(15)的時鐘(19)，所述處理器(15)的時鐘(19)擁有定期地觸發對參數的測量及參數的存儲的時基(CLKb )， 用於存儲原始數據(Db)和最終數據(Df)的裝置(18)， 射頻發射電路(20)，所述射頻發射電路(20)以通過發射電路(20)的時鐘(26)來預確定的頻率而將最終數據(Df)傳輸到中央單元，其中發射電路(20)的時鐘(26)擁有自己的時基(Tps)， 所述車輪單元的特徵在於所述車輪單元在處理模塊(12)中還包括在處理器(15)的外部的比較裝置(13)，用於在同一參數的相繼的原始數據(Db)之間進行比較。
11.根據權利要求9所述的車輪單元，其中，比較裝置(13)取基本邏輯部件的形式。
全文摘要
在用於監控車輛的輪胎的壓力的系統中，只有當至少一個參考參數的相繼的原始數據的比較呈現出在絕對值方面大於所確定的變化閾值(S)的偏差時，本發明才準備補償輪胎的參數的原始數據(DB)。在TPMS監控系統中，每個車輪單元(10)都包括用於測量壓力的參數的傳感器(16)、用於測量溫度的參數的傳感器(14)和用於測量加速度的參數的傳感器(17)以及存儲裝置(18)和自備供電裝置(22)，再加上處理器(15)。傳感器所提供的原始數據(TB,PB,AB,VB)被存儲、被補償並作為最終數據(TF,PF,AF,VF)由射頻發射電路(20)傳輸到中央單元。本發明提出車輪單元(10)在處理模塊(12)中還包括在處理器(15)的外部的比較裝置(13)，用於在同一參數的由測量傳感器所提供的相繼的原始數據之間進行比較。
文檔編號B60C23/04GK102791500SQ201180015113
公開日2012年11月21日 申請日期2011年3月22日 優先權日2010年3月24日
發明者Y.瓦西利夫 申請人:歐陸汽車有限責任公司, 法國歐陸汽車公司