用于机动车辆的测量方法和单元与流程

本发明涉及机动车辆车轮电子传感器的领域，且更确切地涉及用于检测车辆运动的方法和单元以及用于从轮胎的充气气体的温度来检测车辆的停止的单元。

背景技术：

近来，已知的做法是在机动车辆的每个车轮中（例如，在阀上或在轮胎的内面上）安装用于测量关于所述轮胎的充气气体的一个或更多个参数（例如，其温度和/或压力）的单元。

众所周知，现有的解决方案的测量单元包括温度测量传感器、压力测量传感器、微控制器、供应电能的电池、加速计和用于与车辆的电子控制单元无线通信的机构。

为了节约供电电池，测量单元以两种不同模式来操作：待机模式和激活模式。在对应于车辆停止的待机模式中，微控制器经由不同传感器来测量轮胎的充气气体的温度和压力的参数以及低（所谓的“待机”）频率下（例如，每分钟）车轮的加速度的参数，并分析这些参数而不将其发送到电子控制单元以便节约供应给测量单元的电能。只要车辆是停止的（即，只要车轮的测量的加速度为零），则测量单元保持处于待机模式。另一方面，当车辆开始移动且加速度变成非零时，测量单元切换到激活模式。在这个激活模式中，微控制器测量轮胎的充气气体的温度和压力的参数以及高频率下（例如，每16秒）车轮的加速度的参数，并经由无线通信机构在报告频率下（例如，每分钟）将这些参数发送到电子控制单元。电子控制单元分析这些测量值，尤其是轮胎的充气气体的压力，以便在使用车辆时检测轮胎充气故障并将其通知给驾驶员。

然而，专用于检测车轮运动的加速计的使用确实明显增加了测量单元的复杂性和成本。

技术实现要素：

因此，本发明的目标是通过提出一种解决方案来解决这些缺陷中的至少一些，所述解决方案对用于检测机动车辆的移位或停止的测量单元而言，既是简单的、有效的又并不昂贵的。

为此，本发明的主题首先是一种用于检测机动车辆的移位的方法，所述车辆包括多个车轮，每个车轮包括以充气气体进行充气的轮胎，所述方法包括以下步骤：

·以待机频率来周期性地测量所述轮胎的充气气体的温度；

·比较在用于检测车辆运动的预定时间间隔内所测得的值；

·当轮胎的充气气体的温度在用于检测车辆运动的所述预定时间间隔期间增加了至少第一预定温度值时，检测出车辆的运动；

·当已检测出车辆的运动时，以高于待机频率的激活频率来周期性地测量轮胎的充气气体的温度。

实际上，当行驶时，由于轮胎和轮辋所经受的机械应力和热应力，轮胎的充气气体的温度将增加。因此，根据本发明的方法使得有可能通过分析一个或更多个车轮（优选地，所有车轮）的充气气体的温度变化来检测车辆的移位。

在用于检测运动的时间间隔内实施此分析，该时间间隔能够（例如）具有几分钟的量级，例如，十分钟。实际上，当车辆以超过30km/h的速度行驶10分钟时，充气气体的温度将显著增加几度，例如，5℃。

毫无疑问地，用于检测运动的此时间间隔不能过长（例如，几小时），否则，例如当车辆停在太阳下或接近将使充气气体的温度增加的热源时会检测出车辆的运动。

优选地，所述方法进一步包括：与激活频率下的周期性测量步骤同时进行的是将测量值发送到车辆的电子控制单元的步骤。

甚至更优选地，所述方法进一步包括由电子控制单元实施的以下步骤：接收所发送的值、分析接收到的值和当已从所分析的值检测出故障时对一个或更多个车轮上的充气压力故障作出警告。

本发明还涉及一种用于检测机动车辆的停止的方法，所述车辆包括多个车轮，每个车轮包括以充气气体进行充气的轮胎，所述方法包括以下步骤：

·以激活频率来周期性地测量所述轮胎的充气气体的温度；

·比较在用于检测车辆的停止的预定时间间隔内所测得的值；

·当轮胎的充气气体的温度在用于检测车辆的停止的所述预定时间间隔期间降低了至少第二预定温度值且然后达到稳定时，检测出车辆的停止；

·当已检测出车辆的停止时，以低于激活频率的待机频率来周期性地测量轮胎的充气气体的温度。

术语“稳定”应理解为意指在用于检测车辆的停止的预定时间间隔的子区间（例如，45分钟）期间温度保持在有限的温度间隔内，例如，1℃宽。

这种方法使得有可能当在用于检测停止的时间间隔内观察到充气气体的温度明显下降且然后稳定时检测出车辆的停止。用于检测停止的此时间间隔长于用于检测运动的时间间隔。实际上，当车辆停止移动时，充气气体温度将缓慢降低。作为示例，通过考虑-0.35℃/分钟的量级的或接近21℃/小时的轮胎冷却梯度，用于检测停止的时间间隔根据外部温度能够（例如）在15分钟与1小时之间。

优选地，负温度变化是在十分钟的滑动窗口内进行测量，且每分钟进行评估直到达到预定的低阈值。

本发明还涉及一种用于检测机动车辆的移位或停止的方法，所述车辆包括多个车轮，每个车轮包括以充气气体进行充气的轮胎，所述方法包括以下步骤：

·以第一预定频率来周期性地测量所述轮胎的充气气体的温度；

·比较在预定的检测时间间隔内所测得的值；

·当轮胎的充气气体的温度在所述检测时间间隔期间改变了至少预定温度偏差时，检测出车辆的运动或停止；

·当已检测出车辆的运动或停止时，以第二预定频率来周期性地测量轮胎的充气气体的温度。

根据本发明的一个方面，在检测运动的情况下，第一频率是待机频率，且第二频率是高于待机频率的激活频率。

根据本发明的另一个方面，在检测停止的情况下，第一频率是激活频率，且第二频率是低于激活频率的待机频率。

有利地，当轮胎的充气气体的温度在用于检测车辆的运动的所述预定时间间隔期间增加了至少第一预定温度值时，检测出车辆的运动，且当轮胎的充气气体的温度在所述检测时间间隔期间降低了至少第二预定温度值且然后达到稳定时，检测出车辆的停止。

本发明还涉及一种用于检测机动车辆的运动的测量单元，其旨在安装在所述车辆的车轮中，所述车轮包括以充气气体进行充气的轮胎，所述测量单元配置成：

·以待机频率来周期性地接收车辆的所述轮胎的充气气体的温度的测量值；

·比较在用于检测车辆运动的预定时间间隔内所接收的测量值；

·当轮胎的充气气体的温度在用于检测车辆运动的所述预定时间间隔期间增加了至少第一预定温度值时，检测出车辆运动；

·发送命令，以在已检测出车辆运动时以高于待机频率的激活频率来周期性地测量轮胎的充气气体的温度。

本发明还涉及一种用于检测机动车辆的停止的测量单元，其旨在安装在所述车辆的车轮中，所述车轮包括以充气气体进行充气的轮胎，所述测量单元配置成：

·以激活频率来周期性地接收车辆的所述轮胎的充气气体的温度的测量值；

·比较在用于检测车辆的停止的预定时间间隔内所接收的测量值；

·当轮胎的充气气体的温度在用于检测车辆的停止的所述预定时间间隔期间降低了至少第二预定温度值且然后稳定时，检测出车辆停止；

·发送命令，以在已检测出车辆停止时以低于激活频率的待机频率来周期性地测量轮胎的充气气体的温度。

本发明还涉及一种旨在安装在机动车辆的车轮中的测量装置，其包括如先前所述的用于检测所述机动车辆的运动的单元及如先前所述的用于检测所述机动车辆的停止的测量单元。

在这种情况下，优选地，用于检测机动车辆的运动的测量单元和用于检测机动车辆的停止的测量单元因此形成一个且同一个整体。

本发明还涉及一种机动车辆的车轮，其包括如先前所述的用于检测所述机动车辆的运动的测量单元或用于检测所述机动车辆的停止的测量单元或如先前所述的测量装置。

本发明还涉及一种机动车辆，其包括至少一个如先前所述的车轮。

附图说明

本发明的其它特征和优点将从依据附图给出的以下描述变得清楚的，这些附图以非限制性示例的方式给出且其中给予类似的对象相同的附图标记。

-图1示意性地表示包括多个车轮的机动车辆，每个车轮包括根据本发明的测量单元。

-图2示意性地表示包括根据本发明的测量单元的机动车辆车轮，所述测量单元安装在车轮轮辋的阀上。

-图3示意性地表示包括根据本发明的测量单元的机动车辆车轮，所述测量单元安装在车轮的轮胎内侧上。

-图4示意性地表示根据本发明的测量单元。

-图5示意性地表示根据本发明的第一方法的实施例。

-图6示意性地表示根据本发明的第二方法的实施例。

-图7是从车辆轮胎的充气气体的温度在五分钟的检测时间间隔内增加超过预定阈值来检测出车辆运动的示例。

-图8表示在机动车辆停止后所述车辆的轮胎的充气气体的温度的降低。

-图9表示在机动车辆停止后所述车辆的轮胎的充气气体的温度的平均变化率。

-图10表示在机动车辆停止后所述车辆的轮胎的充气气体的温度的稳定的示例。

具体实施方式

本发明使得有可能简单地且不昂贵地确定机动车辆是正在运动还是已停止，以便检测车辆车轮上的充气问题，且确切地涉及在车辆运动时快速检测充气问题以便能够警告驾驶员该充气问题。

此确定是根据轮胎的充气温度作出的，当车辆行驶时，该温度增加，然后当车辆在已行驶之后停止时，则该温度降低。

为此，参考图1，车辆1包括计算机类型的电子控制单元（ecu）2和四个车轮（分别为3a、3b、3c和3d），在每一个车轮中安装有测量单元（分别为4a、4b、4c和4d）。

参考图2和图3，众所周知，机动车辆1的车轮3a、3b、3c和3d包括其上安装有轮胎34的轮辋32，其界定用于接收轮胎的充气气体的空间。

测量单元4a、4b、4c和4d能够以不同方式安装。

因此，在图2的示例中，测量单元4a、4b、4c和4d安装在车轮3a、3b、3c和3d的阀上；以及在图3的示例中，测量单元4a、4b、4c和4d粘附到轮胎34的内表面上。

在图4中所说明的优选实施例中，测量单元4a、4b、4c和4d包括微控制器40、用于测量充气气体的温度的传感器42、用于测量充气气体的压力的传感器44、用于与电子控制单元2无线通信的机构46和为所述微控制器40供应电能的电池48。

微控制器40配置成一方面收集由温度测量传感器42和压力测量传感器44产生的测量值，且另一方面通过无线通信链路（分别为图1中的la、lb、lc、ld）经由无线通信机构46将所述测量值发送到电子控制单元2。

无线通信机构46能够是基于本领域技术人员所已知的zigbee、wi-fi或蓝牙类型的通信。此类测量单元4a、4b、4c和4d是简单且不昂贵的，因为其不必包括加速计来检测车辆1的运动或停止。

在车辆1的正常操作中，每个车轮3a、3b、3c和3d必须充气至在预定充气区间内的压力。

因此，当车轮3a、3b、3c和3d的轮胎34的充气气体的压力不在所述预定充气区间内时，由电子控制单元2在车轮3a、3b、3c和3d上检测出充气故障。

为此且根据本发明，测量单元4a、4b、4c和4d的微控制器40首先配置来周期性地收集轮胎34的充气气体的温度和压力的测量值，且在已检测出车辆1移位时通过关联的通信链路la、lb、lc、ld经由无线通信机构46将这些测量值发送到电子控制单元2。

微控制器40于是配置来在用于检测车辆1运动的预定时间间隔内所收集的测量值之间进行比较，以便当轮胎34的充气气体的温度在用于检测车辆1的运动的所述预定时间间隔期间增加了预定温度值时，检测出车轮3a、3b、3c和3d及因此车辆1的运动。换言之，当在用于检测运动的时间间隔期间温度至少正向地改变了预定偏差时，微控制器40检测出车辆1的运动。

微控制器40进一步配置来在用于检测车辆1停止的预定时间间隔内所收集的测量值之间进行比较，以便当轮胎34的充气气体的温度在用于检测车辆1停止的所述预定时间间隔期间降低了预定温度值且然后稳定时，检测出车轮3a、3b、3c和3d及因此车辆1的停止。换言之，当在用于检测停止的时间间隔期间温度至少负向地改变了预定偏差时，微控制器40检测出车辆1的停止。

收集测量值的频率根据测量单元4a、4b、4c和4d的操作模式而变化。因此，在所谓的“待机”模式（对应于车辆1停止的情况）中，微控制器40以所谓的“待机”频率（例如，每分钟）来收集温度测量值和压力测量值，但并不将这些测量值发送到电子控制单元2，以便节约电源电池48的能量。实际上，由于车辆1停止，无需将车轮3a、3b、3c和3d的充气问题通知给车辆1的驾驶员。

在所谓的“激活”模式中，微控制器40以高于待机频率的所谓的“激活”频率来收集温度测量值和压力测量值，且通过关联的通信链路la、lb、lc、ld经由无线通信机构46将这些测量值发送到电子控制单元2，以便电子控制单元2分析其并最终将一个或更多个车轮3a、3b、3c和3d上的充气压力故障通知给驾驶员。

因此，电子控制单元2配置成接收由测量单元4a、4b、4c和4d通过无线链路la、lb、lc、ld所发送的温度测量值，分析所接收的测量值并将在此分析期间所识别的任何充气故障通知给驾驶员。

具体地，现将参考图5到图10来在本发明的实施方案中描述本发明。

由于车辆停止，测量单元4a、4b、4c和4d以如图7中所说明的待机模式m1进行操作。

参考图5，在步骤e1中，每个测量单元4a、4b、4c和4d的温度测量传感器42和压力测量传感器44以待机频率（例如，每分钟）周期性地测量相对应轮胎34的充气气体的温度和压力。由微控制器40来收集和存储这些测量值。

同时进行的是，在步骤e2中，微控制器40比较在用于检测车辆运动的预定时间间隔（例如，10分钟）期间所测得的温度值。

在步骤e3中，当轮胎34的充气气体的温度在用于检测车辆1运动的预定时间间隔期间增加了至少第一预定温度值（例如，5℃）时，检测出车辆1的运动。因此，例如，当车辆1长时间（例如，几小时）停止时，轮胎的充气气体的温度是稳定的或变化很小且缓慢（图7中从0到4分钟的间隔），例如具有车辆1外部的环境温度的量级。

另一方面，当车辆1开始行驶时，充气气体的温度快速增加（图7中从4到11分钟的间隔）。

因此，在轮胎的充气气体的温度在如图7中所说明的时刻t1增加时，则监控此温度（例如，每分钟）直到其达到高于运动阈值k2的值k1，且由此推断出车辆1已开始运动（点a）。以示例的方式，按每分钟的频率测量的在10分钟的间隔内测得的充气气体的温度的5℃的增加对应于反映车辆1的运动的受热。

接着，在步骤e4中，微控制器40从待机模式m1切换到激活模式m2。

在此激活模式m2中，现参考图6，在步骤f1中，微控制器40以激活频率（例如，每16秒）周期性地测量轮胎34的充气气体的温度和压力。

同时进行的是，在步骤f2中，微控制器40比较在用于检测车辆停止的预定时间间隔（例如，10分钟）期间所测得的温度值。

在步骤f3中，当轮胎的充气气体的温度在用于检测车辆1停止的预定时间间隔期间至少降低了第二预定温度值（例如，5℃）且然后稳定时，微控制器40检测出车辆1的停止。当在用于检测停止的时间间隔的子区间（例如，至少30分钟）期间温度变化小于1℃时，能够观察到温度的稳定。在另一个示例中，用于检测车辆1停止的预定时间间隔能够遍布在一个小时内，其中45分钟为轮胎34的冷却周期，在此期间，在十分钟的滑动窗口内测得负温度变化，且每分钟进行评估直到达到例如与空气的环境温度相关的低阈值；接着是十五分钟的稳定周期，在此期间，温度变化很小且缓慢（例如，十分之几度）。

在图8中的示例中，当车辆1停止时，温度在时刻t2处开始降低，且参考图9，然后温度首先快速负向地变化，接着在稳定之前较缓慢地变化（变化率为零），如由曲线k3所说明地。

参考图10，当温度快速下降并与下降率阈值k4（点b）相交时，则初始化计数器k5，该计数器在温度的下降率减慢时（点c）开始。

然后认为，当此计数器k5超过稳定阈值k6时，检测出车辆1停止，于是从激活模式m2切换到待机模式m1。

同时进行的是，在测量单元4a、4b、4c、4d处于激活模式m2时，则微控制器40在步骤f4中通过关联的通信链路la、lb、lc、ld经由无线通信机构46至少将所收集的压力测量值发送到电子控制单元2（例如，每分钟）。

电子控制单元2在步骤f5中接收这些压力测量值并在步骤f6中对它们进行分析，以便在相对应的压力低于压力阈值时检测一个或更多个车轮3a、3b、3c、3d上的充气故障，且必要时在步骤f7中警告驾驶员所述故障。

有利地，在当充气气体的温度开始变化时达到激活模式之前，能够作好准备来将轮胎34的充气气体的温度测量值和压力测量值发送到电子控制单元2，此类瞬时模式使得能够涵盖典型情况并总体上增加所述方法的稳健性。非典型情况是其中证明对车辆1的运动与停止之间的状态改变的瞬时管理适当的情况。作为示例，当车辆1离开停车场且空调系统（例如）设定在20℃而外部温度是0℃时，虽然车辆正移动且轮胎的温度最终将升高，但是充气气体的温度由于突然的环境温度差异将首先下降。因此，此处，这是在短时期内发送几个周期性消息（例如，两个或三个）的问题，以保证电子控制单元2监控轮胎34的压力和温度。

一旦在步骤f3中检测出停止，微控制器40便在步骤f7中还原到待机模式，以便节约存储在电源电池48中的能量。

最后，应注意，本发明并不限于上述示例，而是适用于本领域技术人员可获得的若干变型。