具有软件自学习的先进轮胎压力检测系统的制作方法

背景技术：

本主题公开涉及监测车辆轮胎的气压的系统和方法，并且具体地涉及用于学习轮胎定位和压力的系统和方法。

轮胎压力监测系统包括轮胎内的传感器，该传感器测量轮胎压力并向车辆的控制者或驾驶员发送信号。当前的轮胎压力系统每个轮胎具有一个传感器。在安装轮胎时，记录轮胎在车辆处的定位。然而，在日常维护期间将轮胎从车辆的一个定位旋转到另一个定位导致轮胎定位的错误识别，使得当在车辆处接收到此信号时很难确定哪个轮胎具有低压力。因此，希望提供一种方法，通过该方法，车辆可自动地学习和/或识别轮胎的定位，以便有利于保持轮胎压力。

技术实现要素：

在一个示例性实施方案中，公开了一种用于管理车辆的车轮处的轮胎压力的方法。该方法包括经由与车轮相关联的第一传感器来确定车轮的滚动方向，经由与车轮相关联的第二传感器来确定车轮的转向能力，以及经由处理器从滚动方向和转向能力来确定车轮在车辆处的定位。

除了本文所述的特征中的一个或多个之外，该方法还包括经由与车轮相关联的压力传感器来测量与车轮相关的轮胎的轮胎压力，并且经由处理器将所测量的轮胎压力与车轮的定位相关联。在各种实施方案中，第一传感器为沿着第一轴线定向的第一加速度计，并且第二传感器为沿着第二轴线定向的第二加速度计。该方法包括将指示滚动方向的第一二进制信号传输至处理器，将指示转向能力的第二二进制信号传输至处理器，以及在处理器处，从第一二进制信号和第二二进制信号来确定车轮的定位。车辆包括位于车辆的后部定位处的双轮组件，每个双轮组件具有内侧车轮和外侧车轮，还包括在处理器处，识别内侧车轮与外侧车轮。所述方法还包括使用来自防抱死制动系统的时间戳数据和来自时间戳rf数据的感兴趣角度的相关性来确定识别内侧车轮与外侧车轮。该方法还包括在处理器处，在将车轮固定到车辆上时，学习与车轮相关联的传感器id。

在另一个示例性实施方案中，公开了一种用于车辆的轮胎压力管理系统。该轮胎压力管理系统包括第一传感器，该第一传感器对车轮的滚动方向敏感，第二传感器，该第二传感器对车轮的转向能力敏感，和处理器，该处理器被配置成从车轮的滚动方向和车轮的转向能力来确定车轮在车辆处的定位。

除了本文所述的特征中的一个或多个之外，该系统还包括压力传感器，该压力传感器对与车轮相关联的轮胎的轮胎压力敏感，其中处理器将轮胎压力与所确定的车轮的定位相关联。在各种实施方案中，第一传感器为沿着第一轴线定向的第一加速度计，并且第二传感器为沿着第二轴线定向的第二加速度计。第一传感器向处理器传输与滚动方向相关的第一二进制信号，并且第二传感器向处理器传输与转向能力相关的第二二进制信号，该处理器还被配置为从第一二进制信号和第二二进制信号来确定车轮的定位。车辆包括在车辆的后部定位处的双轮组件，每个双轮组件具有内侧车轮和外侧车轮，处理器还被配置为识别内侧车轮与外侧车轮。处理器还被配置为使用来自防抱死制动系统的时间戳数据与来自时间戳rf数据的兴趣角度的相关性来轮识别内侧车轮与外侧车轮。处理器还被配置为在将车轮固定到车辆上时学习与车轮相关联的传感器id。

在又一个示例性实施方案中，公开了一种用于车辆的轮胎压力管理系统。车辆包括多个车轮。该系统包括多个传感器组合件，每个传感器组合件与选自多个车轮的车轮相关联。每个传感器组合件包括第一传感器，该第一传感器对车轮的滚动方向敏感，和第二传感器，该第二传感器对车轮的转向能力敏感。处理器从多个传感器组合件中的每个接收数据，并且从该数据确定相关联的车轮的定位。

除了本文所述的特征中一个或多个之外，处理器还从所选择的车轮的滚动方向和所选择的车轮的转向能力来确定所选择的车轮的定位。在一个实施方案中，第一传感器为沿着第一轴线定向的第一加速度计，并且第二传感器为沿着第二轴线定向的第二加速度计。传感器组合件向处理器传输与滚动方向相关的第一二进制信号和与转向能力相关的第二二进制信号，该处理器还被配置成从第一二进制信号和第二二进制信号来确定与传感器组合件相关联的车轮的定位。每个传感器组合件还包括识别号码，并且处理器被配置为在将与传感器组合件相关联的车轮固定至车辆时学习该传感器组合件的识别号码。在一个实施方案中，每个传感器组合件被附接到其相关联的车轮。

结合附图，通过以下具体实施方式，本公开的上述特征和优点以及其它特征和优点将变得显而易见。

附图说明

其它特征、优点和细节仅以举例的方式出现在以下具体实施方式中，具体实施方式参考附图，在附图中：

图1示出了具有轮胎压力监测系统(tpms)的车辆的平面图；

图2示出了在一个实施方案中适合与tpms一起使用的传感器组合件的示意图；

图3示出了图1的车辆的平面图，示出了由传感器组合件的滚动方向传感器收集的数据；

图4示出了图1的车辆的平面图，示出了由传感器组合件的转向状态传感器收集的数据；

图5示出了用于确定车轮在车辆上的定位的高级流程图；

图6示出了图5的流程图的过程的细节，其用于学习传感器识别；

图7示出了图5的流程图的判定过程的细节，其用于确定车轮的定位；

图8示出了一种双轮组件，示出传感器组合件在该双轮组件内的放置；

图9示出了具有前轮组和包括双轮组件的后轮组的车辆的平面图，其示出了车轮中的每个的旋转数据；

图10示出了图9的车辆的平面图，示出了如转向状态检测器所检测的每个车轮的转向能力；

图11示出了用于确定车轮在具有双装配轮的车辆上的定位的高级流程图；以及

图12示出了图11的流程图的判定过程的细节，其用于确定车轮的定位。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并非旨在限制本公开、其应用或用途。应当理解，在整个附图中，对应的附图标号指示类似的或对应的部件和特征。

根据示例性实施方案，图1示出了具有轮胎压力监测系统(tpms)的车辆10的平面图。出于示例性目的，车辆10包括四个车轮组件，其中车轮组件包括车轮和轮胎。车轮组件或车轮可通过它们在车辆10上的定位来辨别：左前或前排驾驶员侧车轮102、右前或前排乘客侧车轮104、左后或后排驾驶员侧车轮106或后右或后排乘客侧车轮108。每个车轮组件包括可使用tpms的方法操作的传感器组合件200。tpms包括与传感器组合件200通信的控制单元20。传感器组合件可与控制单元20进行有线通信，或者可例如使用射频(rf)通信向控制单元20无线地发射信息。控制单元包括处理器22和可被处理器22访问的存储器存储装置24。存储器存储装置24包括使处理器22能够执行本文所公开的方法的程序和/或指令26，用于定位车轮位置或在车辆10上的定位以及用于确定相关联的轮胎的轮胎压力。控制单元20还与显示器30通信，并且将关于轮胎压力和车轮定位的数据发送至显示器30以供车辆10的使用者或驾驶员查看。

图2示出了在一个实施方案中适合与tpms一起使用的传感器组合件200的示意图。传感器组合件200被附连到车轮组件以便具有相对于车轮组件的所选择的取向。在各种实施方案中，传感器组合件200可被放置在车轮组件内侧。传感器组合件200包括用于确定轮胎的气压(“轮胎压力”)的轮胎压力计202。传感器组合件200还包括滚动方向传感器204和转向状态传感器206。滚动方向传感器204确定从所选择的参照系观察时，车轮滚动的方向(即，顺时针或逆时针)。通常，驾驶员侧车轮在一个方向上旋转，而乘客侧车轮在另一个方向上旋转。转向状态传感器206确定车轮是否有能力从一侧旋转到另一侧以便将车辆10转向。前轮(102、104)通常具有从一侧旋转到另一侧的能力，而后轮(106、108)通常不具有该能力。在各种实施方案中，滚动方向传感器204为第一加速度计，并且转向状态传感器206为第二加速度计。第一加速度计被定向为沿着第一轴线以用于检测其相关联的车轮的滚动运动。第二加速度计被定向为沿着第二方向以用于检测相关联的车轮的侧向运动。滚动方向传感器204的加速度计的取向通常与转向状态传感器206的加速度计的取向正交。

滚动方向传感器204和转向状态传感器206向控制单元20提供其收集的信息，并且控制单元20从该信息确定车轮在车辆10上的定位，如下面的讨论。在各种实施方案中，传感器组合件200包括发射器210，该发射器210用于将由轮胎压力计202、滚动方向传感器204和转向状态传感器206收集的数据传输到控制单元20以用于处理。

图3示出了车辆10的平面图，示出了由滚动方向传感器204收集的数据。驾驶员侧车轮(102、106)具有逆时针旋转方向(“ccw”)，这是从驾驶员侧观察车辆20时的旋转方向。乘客侧车轮(104、108)具有顺时针旋转方向(“cw”)，这是从乘客侧观察车辆20时的旋转方向。应当指出的是，逆时针或顺时针方向的选择取决于观察者的参照系，并且当从四个轮之间的有利点观察滚动方向时，这些方向被改变。因此，本文所示的标签仅用于示例性目的。用于相关联车轮的滚动方向传感器204向控制单元20提供其数据(cw或ccw)以供处理。在各种实施方案中，该数据可为二进制数据，其中，例如，“1”＝cw并且“0”＝ccw。

图4示出了车辆10的平面图，示出了由转向状态传感器206收集的数据。前轮(102、104)具有从一侧到另一侧旋转的能力。后轮(106、108)不具有从一侧到另一侧旋转的能力。相关联车轮的转向状态传感器206向控制单元20提供其数据(例如，“转动”或“稳定”)以供处理。在各种实施方案中，数据可为二进制数据，其中，例如，“1”＝“转动”并且“0”＝“稳定”。

因此这是处理器22能够基于从滚动方向传感器204和转向状态传感器206接收的数据确定车轮或车轮组件的定位或位置。将二进制数据组合提供可用于识别车轮的定位的唯一二进制信号(00、01、10、11)。例如，具有“11”的二进制信号的车轮顺时针旋转并且具有侧向转动的能力，并且因此可被识别为前排乘客侧车轮104。具有二进制信号“10”的车轮顺时针旋转并且不具有侧向转动的能力，因此可被识别为后排乘客侧车轮106。

图5示出了用于确定车轮或车轮组件在车辆上的定位的高级流程图500。在框502中，该过程获得然后用于识别相关联车轮的每个传感器的识别号码。框502的细节在下文中参照图6进行讨论。还参照图5，在框504中，通过从每个传感器获得车轮的滚动方向来开始车轮定位过程。对于每个传感器id，执行判定过程以便确定车轮的定位。框506为针对第一传感器id的判定过程，框508为针对第二传感器id的判定过程，框510为针对第三传感器id的判定过程，框512为针对第四传感器id的判定过程。框506、框508、框510和框512中的每个执行相同的判定过程，这参照图7进行讨论。

图6示出了用于学习传感器识别(传感器id)的流程图500的框502的细节。该过程从框600处开始。在框602中，从设置在车辆上的一个或多个传感器接收传感器id的rf数据。在框604中，控制单元20确定传感器id是否已知。如果传感器id未知，则过程在框606处继续。在框606处，开始学习过程。在框608中，控制单元20在选定时间段内(例如，从每个传感器id接收3分钟)接收选定数量(例如，10块)的数据块，该数据块包括传感器id。当发生这种情况时，控制单元20能够确定已将新车轮和传感器id添加至车辆。返回框604，如果传感器id是已知的，则过程在框610处继续。在框610处，开始再学习过程。在框612中，控制单元20在选定的时间段(例如，3分钟)内从每个已知传感器id接收选定数量(例如，4块)的数据块。该数据量确认传感器id仍保留在tpms中。

在学习过程(框606、框608)或再学习过程(框610、框612)之后，然后在框614处，控制单元20确定学习或再学习过程是否完成。如果未完成，则在框616处，该过程等待下一个驱动循环以尝试确定传感器id。如果已学习传感器id，则在框618处，传感器id被存储在存储器中。在框620中，基于传感器id，该过程继续到框504、框506、框508、框510和框512中的一者，下文将参照图7进行讨论。

图7示出图5的框506、框508、框510和框512中的任一者的判定过程的细节，其用于确定车轮的定位。在框702处，判定车轮是顺时针还是逆时针滚动。如果车轮顺时针滚动，则方法前进至框704。在框704中，判定(从车轮顺时针滚动)车轮在车辆的左侧或驾驶员侧。在框706中，获得车轮的转向状态。在框708中，对车轮的转向状态作出判定。如果车轮可侧向转动，则过程继续到框710，在框710中判定车轮为前排驾驶员侧车轮(例如，车轮102)。然而，如果在框708处确定车轮无法侧向转动，则该过程继续到框712，在框712中确定车轮为后排驾驶员侧车轮(例如，车轮106)。

返回框702，如果车轮逆时针滚动，则该方法前进至框714。在框714处，(从车轮逆时针滚动)判定车轮在车辆的右侧或乘客侧。在框716中，获得车轮的转向状态。在框718中，对车轮的转向状态作出判定。如果车轮可侧向转动，则该过程继续到框720，在框720中，确定车轮为前排乘客侧车轮(例如，车轮104)。然而，如果在框718处确定车轮无法侧向转动，则该过程继续到框722，在框722中确定车轮为后排乘客侧车轮(例如，车轮108)。

图8示出了双轮组件800，示出了传感器组合件200相对于双轮组件800的放置。双轮组件800通常定位于各种车辆(诸如卡车、拖拉机拖车大卡车或长途卡车)的后部。双轮组件800包括内侧车轮802和外侧车轮804。在各种实施方案中，传感器组合件包括在内侧车轮802中，并且另一个传感器组合件包括在外侧车轮804中。内侧车轮802的传感器组合件被定向成使得其滚动方向传感器沿着一个轴线定向，同时外侧车轮804的传感器组合件被定向成使得其滚动方向传感器沿着相同的轴线但在相反的方向上定向。因此，内侧车轮802的传感器组合件将内侧车轮802的旋转方向指示为顺时针和逆时针中的一者，而外侧车轮804的传感器组合件将外侧车轮804的滚动方向指示为顺时针和逆时针的另一个。滚动方向的差异可用于区分内侧车轮802和外侧车轮804。另外，内侧车轮802的阀杆(以及因此传感器组合件)相对外侧车轮804的阀杆(以及因此传感器组合件)为180度。旋转角度的该差异可用于区分内侧车轮802与外侧车轮804。

图9示出了具有前轮组(902、904)和包括双轮胎组件的后轮组的车辆90的平面图。在后排驾驶员侧上，组件包括外侧车轮906和内侧车轮908。在后排乘客侧上，组件包括内侧车轮910和外侧车轮912。图9示出了由与每个车轮相关联的滚动方向传感器确定的滚动方向。前排驾驶员侧车轮902具有检测到的ccw的滚动方向，并且前乘客侧车轮904具有cw的滚动方向。后排驾驶员侧外侧车轮906具有检测到的cw的滚动方向，并且后排驾驶员侧内侧车轮908具有ccw的检测到的滚动方向。在乘客侧上，后排乘客侧内侧车轮910具有检测到的cw的滚动方向，并且后排乘客侧外侧车轮912具有检测到的ccw的滚动方向。

图10示出了图9的车辆90的平面图，示出了由转向状态检测器检测到的每个车轮的转向能力。前轮902和前轮904具有检测到的“可转动”的转向状态。后轮906、后轮908、后轮910和后轮912具有检测到的“稳定”的转向状态。

图11示出了用于确定车轮在车辆上的位置的高水平流程图1100，该车辆在后部定位处具有双装配轮。在框1102中，该过程获得用于识别相关联的车轮的每个传感器的识别号码。框1102的细节与图6中所讨论的那些相同，但是针对6个传感器id而不是4个传感器id。在框1104中，通过从每个传感器获得车轮滚动方向来开始车轮定位过程。对于每个传感器id，执行判定过程以便确定车轮的定位。框1106、框1108、框1110、框1112、框1114和框1116为传感器id中的每个的判定过程。框1106、框1108、框1110、框1112、框1114和框1116中的每个执行相同的判定过程，这参照图12详细讨论。

图12示出图11的框1106、框1108、框1110、框1112、框1114和框1116的判定过程的细节，其用于确定车轮的定位。在框1200处，判轮车轮是顺时针还是逆时针滚动。如果车轮顺时针滚动，则该方法前进至框1202。在框1202中，获得车轮的转向状态。在框1204中，基于旋转和转向状态(从转向状态)作出判定。如果车轮能够转向，则过程继续到框1206。在框1206处，由于车轮是可转向的，因此它在车辆的前部，因此为车轮902。如果车轮不能转向，则过程继续到框1208。在框1208处，车轮被确定为后轮。

从框1208至框1226，该过程确定后轮是在车辆的左侧还是右侧，从而提供信息以确定后轮在双轮组件处的定位。具体地，该过程在使用车轮时确定两个转速测量值之间的相关性，从而通过将车轮的旋转速度的变化与转动方向相关联来确定汽车的侧面。

具体地，从框1208，执行操作的两个分支。第一分支包括框1210、框1212、框1214和框1216，并且确定车轮的感兴趣角度。感兴趣角度可与在车轮旋转期间车轮的阀杆的位置相关，并且指示车轮的起始旋转角度。第二分支包括框1218和框1220，并且确定车轮的旋转数据。

具体地，在框1210中，传感器组合件检测车轮的感兴趣角度(aoi)，例如，检测传感器组合件何时处于车轮旋转的最低点。在框1212中，传感器组合件将感兴趣角度封装在射频(rf)帧内，以向控制单元指示车轮的旋转位置。在框1214中，每当车轮经过感兴趣角度时，就将rf帧发送至控制单元20。在框1216中，控制单元20对rf帧进行解码以追踪车轮的旋转。具体地，在第二分支中，在框1218中，控制单元20通过计数通过车轮中的传感器的齿轮的齿的数量(“齿数”)来对防抱死制动(abs)系统的齿轮的旋转进行采样。在框1220中，追踪并存储所有车轮的旋转数据或齿数。

在框1222中，控制单元20将由rf传输提供的时间与每个轮的abs旋转位置(即，齿数)相关联。在框1224中，使用数据的相关性来执行统计分析。在框1226中，对相关性执行定位分析以从统计分析确定车轮的定位(即车辆的侧面)。

在框1228中，基于车轮是在车辆的左侧(驾驶员侧)还是在车辆的右侧(乘客侧)作出判定。如果车轮在车辆的左侧上，则过程继续到框1230，在框1230中确定车轮为后排驾驶员侧外侧车轮(即，车轮906)。如果车轮在车辆的右侧，则过程继续到框1232，在框1232中确定车轮为后排乘客侧内侧车轮(即，车轮910)。

返回框1200，如果车轮逆时针滚动，则该方法前进至框1242。在框1242中，获得车轮的转向状态。在框1244中，基于旋转和转向状态(从转向状态)作出判定。如果车轮能够转向，则过程继续到框1246。在框1246处，因为车轮是可转向的，因此它在车辆的前部，因此是车轮904。如果车轮不能转向，则过程继续到框1248，在框1248中车轮被确定为后轮。

从框1248，执行操作的两个分支。第一分支包括框1250、框1252、框1254和框1256，并且确定车轮的感兴趣角度。感兴趣角度可与在车轮旋转期间车轮的阀杆的位置相关。第二分支包括框1258和框1260，并且确定车轮的旋转数据。

具体地，在框1250中，传感器组合件检测车轮的感兴趣角度(aoi)，例如检测何时传感器组合件处于车轮的旋转的最低点。在框1252中，传感器组合件将感兴趣角度与rf帧封装在一起，以指示控制单元的车轮的旋转位置。在框1254中，每当车轮经过感兴趣角度时，就将rf帧发送到控制单元20。在框1256中，控制单元20对rf帧进行解码以追踪车轮的旋转。在第二分支中，在框1258中，控制单元20通过获得轮的(abs)系统的齿数来对车轮的旋转数据进行取样。在框1260中，追踪并存储所有车轮的旋转数据或齿数。

在框1262中，控制单元20将由rf传输提供的时间与每个车轮的齿数相关联。在框1264中，使用数据的相关性来执行统计分析。在框1266中，对相关性执行定位分析以从统计分析确定车轮的定位(即，车辆的侧面)。

在框1268中，基于车轮是在车辆的左侧(驾驶员侧)还是在车辆的右侧(乘客侧)作出判定。如果车轮在车辆的左侧上，则过程继续到框1270，在该框1270中确定车轮为后排驾驶员侧内侧车轮(即，车轮908)。如果车轮在车辆的右侧，则过程继续到框1272，在该框1272中确定车轮为后排乘客侧外侧车轮(即，车轮912)。

尽管已参考示例性实施方案描述了上述公开内容，但本领域的技术人员应当理解，可作出各种改变，并且可在不脱离其范围的情况下替代其元件的等同物。此外，在不脱离本公开的基本范围的情况下，可作出许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教导内容。因此，旨在本公开不限于所公开的具体实施方案，而是包括属于其范围内的所有实施方案。