改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的制作方法

1.本公开涉及电子设备。更具体地，本公开涉及车轮单元传感器和主控制器。


背景技术：

2.机动车辆轮胎的气压可能是道路安全的重要因素。胎压不当会导致更大的油耗和较差的车辆可控性。胎压过低会导致道路和轮胎之间的摩擦增加，从而对车辆的可控性产生负面影响。低胎压还会导致轮胎滚出轮辋，造成严重事故。胎压过高会减少轮胎与路面之间的摩擦，从而导致打滑和失控。此外，高压轮胎在使用过程中当温度升高时更容易爆裂。
3.在每次使用车辆之前手动检查车辆的每个轮胎的胎压可能是乏味的。因此，这种类型的预防性维护经常被跳过。这导致了胎压监测系统(tpms)的发展。tpms在汽车应用中越来越受欢迎。事实上，在许多不同国家(包括美国、欧盟、韩国、俄罗斯、印度尼西亚、菲律宾、以色列、马来西亚和土耳其)销售的新车都需要tpms。
4.tpms是监测充气轮胎内部的气压的电子系统。一些tpms还测量温度，以提供更准确的压力读数。在一种方法中，间接tpms实际上并不监测气压，而是监测车轮转速(使用传感器，例如由防抱死制动系统跟踪的传感器)，因为充气不足的轮胎比正确充气的轮胎旋转得更快。在另一种方法中，直接tpms系统利用直接安装在车辆车轮或轮胎上的压力传感器。车轮或轮胎内的tpm可以使用无线射频(rf)技术将压力和温度数据发送到集中的tpm监测位置(例如发送到车辆的电子控制单元(ecu)，发送到远程无钥匙进入(rke)系统的控制器，或发送到车辆中使用的任何类型的处理器)。ecu可以通过使用指示灯或其他类型的显示器向车辆驾驶员提供实时胎压信息。
5.tpm行业关注的问题之一是安装在车轮和轮胎上的监测设备的电池寿命。为了延长安装在车轮或轮胎上的tpm设备的寿命，每个tpm设备在制造期间可以完全密封(例如通过使用合适的灌封材料或密封剂)。这具有使用户无法更换电池的不幸副作用。因此，当胎压传感器的电池电量耗尽时，可能需要更换整个胎压传感器。为了减轻消费者的负担并延长这些设备的使用寿命，许多司法管辖区要求将tpm设备设计为持续一定年限(例如，五到十年)。由于这些限制，电池功耗可能是重要的设计考虑因素，它会影响tpm系统设计的所有方面，包括tpms设备通信的方法和频率。


技术实现要素：

6.在本公开的特定实施例中，公开了一种改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法。该方法包括：车轮单元传感器确定车轮单元传感器的接收时间表是否指示接收窗口已经开始。该方法还包括：响应于确定接收时间表指示接收窗口已经开始，车轮单元传感器在接收窗口的持续时间内开启车轮单元传感器的无线接收器。在该实施例中，无线接收器可被配置为在接收窗口期间从主控制器接收消息。
7.在本公开的另一实施例中，公开了一种改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法。在此特定实施例中，该方法包括：主控制器确定主控制器的发送时间表是否指示
发送窗口已经开始。该方法还包括：响应于确定发送时间表指示发送窗口已经开始，主控制器向车轮单元传感器的无线接收器发送消息。
8.在上述两个示例实施例中，车轮单元传感器不仅能够发送数据，而且能够从主控制器接收消息。因为车轮单元传感器能够从主控制器接收消息，所以主控制器能够向车轮单元传感器提供指令或命令。例如，主控制器可以向车轮单元传感器发送指示汽车正在移动的消息，因此主控制器需要来自车轮单元传感器的监测数据。在该示例中，由于主控制器能够控制从车轮单元传感器发送监测数据的定时，因此车轮单元传感器可能不需要用于确定车辆处于操作、因此确定主控制器需要监测数据的运动检测硬件(例如，加速度计)。在一些实施例中，相对于车轮单元传感器不能从主控制器接收消息的系统而言，减少或消除对运动检测硬件的需要可以减少电力和空间消耗并且增加车轮单元传感器的可靠性。
9.在诸如tpm系统的监测系统中的这种类型的双向通信还可以提供其他优点。例如，在特定实施例中，主控制器可以在车辆运动之前使用消息来请求来自车轮单元传感器的监测数据。这种类型的运动前数据可能有助于为汽车驾驶员提供重要信息，例如轮胎是否漏气，而无需移动车辆。这种类型的运动前数据可能无法从仅依赖运动检测设备进行唤醒的车轮单元传感器接收得到。
10.此外，本公开还提供了在车轮单元传感器和主控制器之间实现双向通信同时节省车轮单元传感器的功耗的实施例。在本公开的特定实施例中，车轮单元传感器使用来自主控制器的信息来使接收窗口(其中车轮单元传感器的无线接收器开启)与发送窗口(其中主控制器发送消息)同步。在该示例中，车轮单元传感器将知道在接收时间表中主控制器预计何时发送消息，这使得车轮单元传感器能够针对主控制器的预期发送窗口定时开启无线接收器。继续该示例，车轮单元传感器可以通过在主控制器被预计不发送消息的时间段期间关闭无线接收器的电源来节省电力。如下文将更详细解释的，在车轮单元传感器中节省电力可使车轮单元传感器能够符合电池寿命要求。
11.本公开的前述和其他目的、特征和其他优点将从以下对如附图中所示的本公开的示例性实施例的更具体描述而变得显而易见，其中相同的附图标记通常表示本公开的示例性实施例的相同部分。
附图说明
12.为了使所公开的技术所属领域的普通技术人员更容易理解如何制作和使用所公开的技术，可以参考以下附图。
13.图1是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的装置的等距视图。
14.图2a-2c图示了根据本公开的至少一个实施例的与被配置用于改进与主控制器的通信的车轮单元传感器的接收时间表相关联的时序图。
15.图3a-3b图示了描述根据本公开的至少一个实施例的由被配置用于改进与车轮单元传感器的通信的主控制器发送的数据的布局的数据报。
16.图4是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。
17.图5是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间
的通信的方法的流程图。
18.图6是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。
19.图7是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。
20.图8a是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。
21.图8b是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。
22.图9是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。
23.图10是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。
24.图11是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。
25.图12是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。
26.图13是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。
27.图14是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。
28.图15是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。
29.图16是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的tpm系统的框图。
30.图17是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的监测系统的框图。
具体实施方式
31.图1是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器(11、12、13、14)和主控制器(2)之间的通信的装置的等距视图。图1的车轮单元传感器(11、12、13、14)中的每个通过安装在车轮上或轮胎的气门杆上而耦接到车轮(3)。在图1的示例中，车轮单元传感器被配置为收集监测数据并将该监测数据发送至主控制器(2)。由车轮单元传感器收集的监测数据的示例包括但不限于胎压信息、温度、胎面深度、轮胎磨损、振动/脉冲和声音。在特定实施例中，车轮单元传感器是胎压监测(tpm)传感器。
32.根据本公开，主控制器(2)可以是中央处理单元(cpu)、电子控制单元(ecu)、片上系统(soc)、专用集成电路(asic)等。车轮单元传感器(11、12、13、14)和主控制器(2)还可以包括支持电路，例如易失性存储器、非易失性存储器、电源等。来自主控制器(2)的数据可用于通过使用指示灯、字母数字显示器等将数据布置在车辆的仪表板或其他显示器(23)上。
虽然显示器(23)被示为与主控制器(2)共处一地，但应当理解，显示器(23)可以远离主控制器(2)定位。
33.在图1的示例中，图1的车轮单元传感器(11、12、13、14)也可以被配置为从主控制器(2)接收数据。在特定实施例中，车轮单元传感器和主控制器利用蓝牙低功耗(也称为“蓝牙le”或“ble”)频率和技术来相互发送和接收数据。由于蓝牙频率通常用于其他车辆应用，因此减少了对专用于tpms使用的收发器的需求。例如，在一个实施例中，主控制器是配置为发送和接收ble信号的ecu。此外，通过使用ble技术，车辆上其他启用ble的系统可以从车轮单元传感器接收或请求监测数据(例如，tpm数据)。例如，主控制器可以是车辆上任何启用ble的系统。应当理解，虽然参考ble描述了某些实施例，但是实施例不限于此并且可以使用任何类型的协议在任何发送频率处使用。还应当理解，虽然关于胎压传感器描述了实施例，但实施例可以用于任何类型的用例。
34.ble的问题是ble发送器和接收器的电力使用对于最佳电池使用而言可能太高。由于许多ble设备(例如健康或健身监测器)定期充电，因此电池寿命不像在tpms设置中那么重要。车轮单元传感器可以降低无线接收器(例如ble接收器)功耗的一种方法是仅在特定时间开启它。
35.在图1的示例中，车轮单元传感器被配置为在接收时间表的接收窗口期间开启其无线接收器并且在接收窗口之外的时间保持无线接收器关闭或空闲。为了限制无线接收器开启的时间，车轮单元传感器可以被配置为确定车轮单元传感器的接收时间表是否指示接收窗口已经开始。接收时间表可以是用于确定车轮单元传感器何时执行某些动作(例如开启或关闭车轮单元传感器的无线接收器)的时序。接收窗口可以被安排在接收时间表内的特定时间段出现。例如，接收窗口可能在接收时间表内每十秒出现一次。
36.接收时间表可以与车轮单元传感器的时钟周期相关联。例如，接收时间表可以指示接收窗口在设定数量的时钟周期之后发生。接收窗口的长度也可与时钟周期相关联。例如，接收窗口可以是设定数量的时钟周期。在特定实施例中，接收窗口的长度可以取决于预期从主控制器接收的分组的大小。在特定实施例中，可以通过选择可能用于从主控制器接收消息的最小接收窗口来最小化无线接收器开启的时间量。
37.在图1的示例中，车轮单元传感器还被配置为响应于确定接收时间表指示接收窗口已经开始，在接收窗口的持续时间内开启车轮单元传感器的无线接收器。在特定实施例中，接收窗口与主控制器的预期发送时间表同步。在该示例中，车轮单元传感器将知道在接收时间表中主控制器预计何时发送消息，这使得车轮单元传感器能够针对主控制器的预期发送窗口定时开启无线接收器。如果车轮单元传感器的接收窗口与主控制器的发送窗口同步，则车轮单元传感器可以在无线接收器开启时接收消息。继续该示例，车轮单元传感器可以通过在主控制器被预计不发送消息的时间段期间关闭无线接收器的电源来节省电力。节省车轮单元传感器中的电力可使车轮单元传感器能够实现电池寿命要求。
38.图2a-2c图示了根据本公开的至少一个实施例的与被配置用于改进与主控制器的通信的车轮单元传感器的接收时间表相关联的时序图。图2a-2c以时间尺度的降序呈现，图2a显示了最大的时间量，图2b和2c显示了较少的时间量。
39.图2a示出了一个或多个实施例的车轮单元传感器的接收时间表的示例性时序图。在此时序方案中，有330毫秒(ms)的间隔(210)，然后是10秒的间隔(215)。这代表以下事实：
车轮单元传感器的无线接收器在间隔(210)期间开启330ms，然后是间隔(215)的10秒空闲时段。应当理解，虽然图示了10秒的空闲时段；可以使用任意数量的空闲时段。10秒空闲时段的优点是车辆的用户可以在打开车辆的10秒内确定车辆的胎压(或任何其他监测数据)。虽然可以使用任何空闲时段，但在选择空闲时段时需要考虑一些准则。较短的空闲时段会导致更多的电池使用量，从而缩短车轮单元传感器的寿命。另一方面，较长的空闲时段会导致较长的时间段不知道车轮单元传感器的当前读数。较长的空闲时段也会使车轮单元传感器和主控制器更难以保持彼此同步。
40.图2b更详细地图示了示例性间隔210的时序图。在每个330ms间隔(210)期间，存在子间隔，每个子间隔包括10ms接收子间隔(220)和90ms子间隔(225)(在此期间无线接收器等待)。在接收间隔(220)期间，无线接收器被配置为从主控制器接收消息。
41.图2c更详细地图示了示例性接收子间隔(220)的图。图2c示出每个子间隔(220)包括从主控制器接收数据的多个机会。在图2c所示的实施例中，有74个不同的亚子间隔，包括122微秒(μs)间隔(240)和之后的12μs亚子间隔(245)。应当理解，在其他实施例中可以使用不同数量的间隔。
42.在每个间隔(240)期间，车轮单元传感器有机会从主控制器接收数据。在特定实施例中，车轮单元传感器将在其接收窗口(250)的中间接收数据。例如，第35间隔和第40间隔之间可能是接收数据的期望间隔。如图2c所示，接收窗口(250)大约是2个间隔(240)加上间隔(245)的长度，或者在上面所示的实施例中大约是256μs。
43.图3a-3b图示了描述根据本公开的至少一个实施例的由被配置用于改进与车轮单元传感器的通信的主控制器发送的数据的布局的数据报。参考图3a，示出了可以与一个或多个实施例一起使用的数据报300。数据报是在一个或多个实施例中发送的信息的基本传输单元。数据报(300)说明了向车轮单元传感器发送示例性64位字。数据报(300)包括32位前导码(310)，后跟16位同步字(320)。此后，64位字(350)被发送。在图3a的示例中，64位字之后是错误检测码(330)并且一个或多个停止位(340)可以结束消息。停止位(340)可用于发出传输结束的信号并使接收方准备接收进一步的信息。
44.可以使用任何类型的错误检测码。在一些实施例中，循环冗余校验(crc)可用于错误检测目的。在其他实施例中，可以使用其他错误检测码。在特定实施例中，可以利用错误检测过程，其包括接收多个数据报并对数据进行似真性检查。本领域技术人员将认识到，传感器信号的似真性检查过程可能是识别并定位车辆传感器系统中的故障以及确保车辆传感器系统的容错性和完整性的关键要素。例如，似真性检查可包括：基于任何检测到的故障的严重性和与故障相关联的数据的重要性来实现适当的错误处理措施。
45.参考图3b，更详细地呈现示例性64位字(350)的布局。8位状态字段(355)之后是突发计数器(365)和消息计数器(375)。随后是13位字段(385)，该字段在一些实施例中未被分配但在其他实施例中可用于其他目的。字段(395)是32位字段，可用于包含多种不同信息之一，例如标识符信息。
46.在图3b的示例中，突发计数器(365)可以是针对每个接收间隔(220)递增的计数器。在一些实施例中，2位用于对四个单独的接收间隔(220)进行计数。在其他实施例中，可以使用3位，以允许扩展到其他用例(例如具有四个以上tpms发送器的车辆)。
47.消息计数器(375)可以是随着每个间隔(240)递增的计数器。如上所述，在一些实
施例中，可以有74个不同的间隔来发送或接收数据。消息计数器可以被配置为对于每个不同的间隔递增一次。可以选择消息计数器字段的大小以使其足够大以考虑许多不同实施例中的间隔数量。因此，虽然7位字段为具有128个间隔的实施例提供足够的位，但在一些实施例中可以使用8位字段以在需要更大数量的间隔的情况下提供额外的净空。
48.突发计数器(365)和消息计数器(375)可用于提供图1的多个(1)车轮单元传感器(11、12、13、14)与主控制器(2)之间的同步。例如，来自主控制器的消息可以包括指示主控制器发送消息时突发计数器和消息计数器的值。在该示例中，车轮单元传感器可以使用它在接收窗口期间接收的消息的突发计数器值和消息计数器值来确定在主控制器的发送时间表中何时发送了特定消息。在特定实施例中，车轮单元传感器可能希望将其接收窗口与主控制器的发送窗口的中间部分同步。通过将接收窗口放置在发送窗口(可能明显大于接收窗口)的中间部分，如果车轮单元传感器或主控制器的时钟周期相对于彼此在任一方向漂移，则接收窗口可能仍然留在发送窗口中，并允许车轮单元传感器接收下一条消息。在该示例中，车轮单元传感器可以使用突发计数器值和消息计数器值来调整接收窗口以将其置于下一个发送窗口的中间部分。
49.图4是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。图4的方法包括：由车轮单元传感器(401)确定(402)车轮单元传感器(401)的接收时间表(420)是否指示接收窗口(422)已经开始。由车轮单元传感器(401)确定(402)车轮单元传感器(401)的接收时间表(420)是否指示接收窗口(422)已经开始可以通过跟踪时钟周期数、时间段或用于确定何时开启无线接收器的任何其他度量来执行。
50.接收时间表可以是用于确定车轮单元传感器何时执行某些动作(例如开启或关闭车轮单元传感器的无线接收器)的时序。接收窗口可以被安排在接收时间表内的特定时段出现。例如，接收窗口可能在接收时间表内每十秒出现一次。
51.接收时间表可以与车轮单元传感器的时钟周期相关联。例如，接收时间表可以指示接收窗口在设定数量的时钟周期之后发生。接收窗口的长度也可能与时钟周期相关联。例如，接收窗口可以是设定数量的时钟周期。在特定实施例中，接收窗口的长度可以取决于预期从主控制器接收的分组的大小。在特定实施例中，可以通过选择可能用于从主控制器接收消息的最小接收窗口来最小化无线接收器开启的时间量。
52.图4的方法还包括：响应于确定接收时间表(420)指示接收窗口(422)已经开始，车轮单元传感器(401)在接收窗口(422)的持续时间内开启(404)车轮单元传感器(401)的无线接收器(403)。在图4的示例中，无线接收器(403)被配置为从主控制器(405)接收消息。车轮单元传感器(401)在接收窗口(422)的持续时间内开启(404)车轮单元传感器(401)的无线接收器(403)可以通过启用无线接收器以接收消息来执行。
53.图5是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。图5的方法类似于图4的方法，图5的方法也包括：由车轮单元传感器(401)确定(402)车轮单元传感器(401)的接收时间表(420)是否指示接收窗口(422)已经开始；并且响应于确定接收时间表(420)指示接收窗口(422)已经开始，车轮单元传感器(401)在接收窗口(422)的持续时间内开启(404)车轮单元传感器(401)的无线接收器(403)。
54.此外，图5的方法还包括：由车轮单元传感器(401)确定(502)无线接收器(403)是
否在接收窗口(422)期间从主控制器(405)接收到消息(550)。由车轮单元传感器(401)确定(502)无线接收器(403)是否在接收窗口(422)期间从主控制器(405)接收到消息(550)可以通过检查一个或多个存储的值、参数、计数器、队列等来执行。
55.图6是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。图6的方法类似于图5的方法，图6的方法也包括：由车轮单元传感器(401)确定(402)车轮单元传感器(401)的接收时间表(420)是否指示接收窗口(422)已经开始；包括：响应于确定接收时间表(420)指示接收窗口(422)已经开始，由车轮单元传感器(401)在接收窗口(422)的持续时间内开启(404)车轮单元传感器(401)的无线接收器(403)；以及由车轮单元传感器(401)确定(502)无线接收器(403)是否在接收窗口(422)期间从主控制器(405)接收到消息(550)。
56.图6的方法还包括：响应于确定无线接收器(403)在接收窗口(422)期间从主控制器(405)接收到消息(550)，由车轮单元传感器(401)确定(602)消息(550)内的同步数据(650)是否指示接收时间表(420)与主控制器(405)的发送时间表(652)同步。同步数据可以是指示消息在主控制器的发送窗口内的定位的任何数据。例如，同步数据可以指示已经发送的消息的数量、时钟周期的数量、或者自发送窗口开始以来已经过去的时间量、或者任何其他信息、或者它们的组合。由车轮单元传感器(401)确定(602)消息(550)内的同步数据(650)是否指示接收时间表(420)与主控制器(405)的发送时间表(652)同步可以通过将同步数据与车轮单元传感器的接收时间表数据进行比较来执行。例如，车轮单元传感器可以将在其接收窗口中经过的时钟周期数与在发送窗口中经过的时钟周期数进行比较。
57.此外，图6的方法还包括：响应于确定同步数据(650)指示接收时间表(420)与发送时间表(652)不同步，由车轮单元传感器(401)调整(604)车轮单元传感器(401)的接收时间表(420)。由车轮单元传感器(401)调整(604)车轮单元传感器(401)的接收时间表(420)可以通过使下一个接收窗口早点开始或晚点开始并重新启动与跟踪接收窗口相对于接收时间表、发送窗口或发送时间表的定位相关联的值或计数器来执行。
58.图7是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。图7的方法类似于图4-6的方法，图7的方法还包括：由车轮单元传感器(401)确定(402)车轮单元传感器(401)的接收时间表(420)是否指示接收窗口(422)已经开始；包括：响应于确定接收时间表(420)指示接收窗口(422)已经开始，由车轮单元传感器(401)在接收窗口(422)的持续时间内开启(404)车轮单元传感器(401)的无线接收器(403)；由车轮单元传感器(401)确定(502)无线接收器(403)是否在接收窗口(422)期间从主控制器(405)接收到消息(550)；响应于确定无线接收器(403)在接收窗口(422)期间从主控制器(405)接收到消息(550)，由车轮单元传感器(401)确定(602)消息(550)内的同步数据(650)是否指示接收时间表(420)与主控制器(405)的发送时间表(652)同步；并且响应于确定同步数据(650)指示接收时间表(420)与发送时间表(652)不同步，由车轮单元传感器(401)调整(604)车轮单元传感器(401)的接收时间表(420)。
59.在图7的方法中，由车轮单元传感器(401)确定(602)消息(550)内的同步数据(650)是否指示接收时间表(420)与主控制器(405)的发送时间表(652)同步包括：确定(702)同步数据(650)内的消息计数器值(750)是否在预定范围之外。在图7的示例中，消息计数器值(750)指示主控制器(405)在发送时间表(652)内何时发送了消息(550)。预定范围
可以指示在接收窗口开始之前发送到车轮单元传感器的消息的理想数量。可以通过将消息计数器值与范围进行比较来执行确定(702)同步数据(650)内的消息计数器值(750)是否在预定范围之外。例如，消息计数器可以指示主控制器在特定时段内发送了50条消息。在该示例中，预定范围可以是36-38条消息。继续该示例，车轮单元传感器可以确定车轮单元传感器的时间表相对于主控制器的发送时间表进行得更快。作为响应，车轮单元传感器可以在接收时间表中安排下一个发送窗口稍后发生。
60.图8a是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。图8a的方法类似于图4和图5的方法，图8的方法也包括：由车轮单元传感器(401)确定(402)车轮单元传感器(401)的接收时间表(420)是否指示接收窗口(422)已经开始；包括：响应于确定接收时间表(420)指示接收窗口(422)已经开始，由车轮单元传感器(401)在接收窗口(422)的持续时间内开启(404)车轮单元传感器(401)的无线接收器(403)；以及由车轮单元传感器(401)确定(502)无线接收器(403)是否在接收窗口(422)期间从主控制器(405)接收到消息(550)。
61.此外，图8a的方法还包括：响应于确定无线接收器(403)没有从主控制器(405)接收到消息(550)，由车轮单元传感器(401)确定(802)无线接收器(403)上次从主控制器(405)接收到消息(550)是什么时候。由车轮单元传感器(401)确定(802)无线接收器(403)上次从主控制器(405)接收到消息(550)是什么时候可以通过对在没有从主控制器接收到消息的情况下经过的间隔数量进行计数；或对在没有从主控制器接收到消息的情况下经过的时钟周期数量进行计数来执行。
62.图8a的方法还包括：由车轮单元传感器(401)确定(804)无线接收器(403)上次从主控制器(405)接收到消息(550)的时间是否超过预定间隔(850)。由车轮单元传感器(401)确定(804)无线接收器(403)上次从主控制器(405)接收到消息(550)的时间是否超过预定间隔(850)可以通过将与跟踪无线接收器上次接收消息的时间相关的数据与预定间隔进行比较来执行。例如，间隔可能与30个错过的间隔相关联。在该示例中，在30个错过的间隔之后，车轮单元传感器可以确定接收窗口与发送窗口不同步以至于无线接收器将不会从主控制器接收消息。
63.在图8a的示例中，该方法包括：响应于确定无线接收器(403)上次从主控制器(405)接收到消息(550)的时间超过预定间隔(850)，由车轮单元传感器(401)向接收时间表(420)添加(806)扩展接收窗口(852)。由车轮单元传感器(401)向接收时间表(420)添加(806)扩展接收窗口(852)可以通过创建用于无线接收器开启的新窗口来执行。
64.此外，图8a的方法还包括：由车轮单元传感器(401)确定(808)车轮单元传感器(401)的接收时间表(420)是否指示扩展接收窗口(852)已经开始。由车轮单元传感器(401)确定(808)车轮单元传感器(401)的接收时间表(420)是否指示扩展接收窗口(852)已经开始可以通过将时钟周期计数与所确定的扩展窗口计划开始的时钟周期进行比较来执行。
65.此外，图8a的方法还包括：响应于确定接收时间表(420)指示扩展接收窗口(852)已经开始，由车轮单元传感器(401)在扩展接收窗口(852)的持续时间内开启(810)无线接收器(403)。由车轮单元传感器(401)在扩展接收窗口(852)的持续时间内开启(810)无线接收器(403)可以通过给无线接收器通电使得无线接收器可以接收来自主控制器的消息来执行。在图8a的示例中，假设先前的接收窗口与发送窗口不同步以至于当主控制器发送消息
时tpm无线接收器没有开启，车轮单元传感器可以使用扩展接收窗口来接收消息。即，图8a的方法充当故障安全例程，以重新同步车轮单元传感器的接收时间表和主控制器的发送时间表。
66.图8b是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。尽管未示出，但图8b的方法包括图8a的方法的全部，包括：由车轮单元传感器(401)确定(402)车轮单元传感器(401)的接收时间表(420)是否指示接收窗口(422)已经开始；包括：响应于确定接收时间表(420)指示接收窗口(422)已经开始，由车轮单元传感器(401)在接收窗口(422)的持续时间内开启(404)车轮单元传感器(401)的无线接收器(403)；由车轮单元传感器(401)确定(502)无线接收器(403)是否在接收窗口(422)期间从主控制器(405)接收到消息(550)；响应于确定无线接收器(403)没有从主控制器(405)接收到消息(550)，由车轮单元传感器(401)确定(802)无线接收器(403)上次从主控制器(405)接收到消息(550)是什么时候；由车轮单元传感器(401)确定(804)无线接收器(403)上次从主控制器(405)接收到消息(550)的时间是否超过预定间隔(850)；响应于确定无线接收器(403)上次从主控制器(405)接收到消息(550)的时间超过预定间隔(850)，由车轮单元传感器(401)向接收时间表(420)添加(806)扩展接收窗口(852)；由车轮单元传感器(401)确定(808)车轮单元传感器(401)的接收时间表(420)是否指示扩展接收窗口(852)已经开始；并且响应于确定接收时间表(420)指示扩展接收窗口(852)已经开始，由车轮单元传感器(401)在扩展接收窗口(852)的持续时间内开启(810)无线接收器(403)。
67.图8b的方法与图8a不同的是，图8b的方法包括：由车轮单元传感器(401)确定(812)无线接收器(403)在扩展接收窗口期间是否从主控制器(405)接收到任何消息。由车轮单元传感器(401)确定(812)无线接收器(403)在扩展接收窗口期间是否从主控制器(405)接收到任何消息可以通过检查消息队列或计数器来执行。
68.图8b的方法还包括：响应于确定无线接收器在扩展接收窗口期间没有从主控制器接收到任何消息，由车轮单元传感器(401)向主控制器(405)发送(814)指示接收时间表和发送时间表之间缺乏同步的消息(890)。由车轮单元传感器(401)向主控制器(405)发送(814)指示接收时间表和发送时间表之间缺乏同步的消息(890)可以通过开启车轮单元传感器的发送器以发送消息(890)来执行。在特定实施例中，消息(890)充当主控制器开始向车轮单元传感器发送消息的指示器。
69.图8b的方法还包括：响应于发送指示接收时间表和发送时间表之间缺乏同步的消息(890)，由车轮单元传感器(401)开始第二扩展接收窗口(891)。正如将在图16中解释的，主控制器可以被配置为接收消息(890)，并且响应于接收到该消息，将一个或多个消息发送到车轮单元传感器。由于车轮单元传感器在主控制器开始发送一个或多个消息时已经开始了第二扩展接收窗口，因此车轮单元传感器可以从主控制器接收一个或多个消息并重新将车轮单元传感器的接收时间表与主控制器的发送时间表同步。来自主控制器的一个或多个消息可以包括同步数据。同步数据可以是指示消息在主控制器的发送窗口内的定位的任何数据。例如，同步数据可以指示已经发送的消息的数量、时钟周期的数量、或者自发送窗口开始以来已经过去的时间量、或者任何其他信息、或者它们的组合。
70.图9是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。图9的方法类似于图4的方法，图9的方法也包括：由车轮单元传感
器(401)确定(402)车轮单元传感器(401)的接收时间表(420)是否指示接收窗口(422)已经开始；并且响应于确定接收时间表(420)指示接收窗口(422)已经开始，由车轮单元传感器(401)在接收窗口(422)的持续时间内开启(404)车轮单元传感器(401)的无线接收器(403)。
71.图9的方法还包括：由车轮单元传感器(401)在无线接收器(403)处接收(902)来自主控制器(405)的消息(950)。由车轮单元传感器(401)在无线接收器(403)处接收(902)来自主控制器(405)的消息(950)可以通过存储在无线接收器处接收到的消息来执行。如上所述，因为车轮单元传感器能够从主控制器接收消息，所以主控制器能够向车轮单元传感器提供指令或命令。例如，主控制器可以向车轮单元传感器发送指示汽车正在移动的消息，因此主控制器需要来自车轮单元传感器的监测数据。在该示例中，由于主控制器能够控制从车轮单元传感器发送监测数据的定时，因此车轮单元传感器可能不需要用于确定车辆处于操作、因此确定主控制器需要监测数据的运动检测硬件(例如，加速度计)。在一些实施例中，相对于车轮单元传感器不能从主控制器接收消息的系统，减少或消除对运动检测硬件的需要可以减少电力和空间消耗并且增加车轮单元传感器的可靠性。
72.tpm系统中的这种类型的双向通信还可以提供其他优势。例如，在特定实施例中，主控制器可以在车辆运动之前使用消息来请求来自车轮单元传感器的监测数据。这种类型的运动前数据可能有助于为汽车驾驶员提供重要信息，例如轮胎是否漏气，而无需移动车辆。这种类型的运动前数据可能无法从仅依赖运动检测设备进行唤醒的车轮单元传感器接收得到。
73.图10是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。图10的方法类似于图4和图9的方法，图10的方法也包括：由车轮单元传感器(401)确定(402)车轮单元传感器(401)的接收时间表(420)是否指示接收窗口(422)已经开始；响应于确定接收时间表(420)指示接收窗口(422)已经开始，由车轮单元传感器(401)在接收窗口(422)的持续时间内开启(404)车轮单元传感器(401)的无线接收器(403)；以及由车轮单元传感器(401)在无线接收器(403)处接收(902)来自主控制器(405)的消息(950)。
74.在图10的示例中，该方法包括：响应于接收到消息(950)，由车轮单元传感器(401)开启(1002)车轮单元传感器(401)的无线发送器(403)。由车轮单元传感器(401)开启(1002)车轮单元传感器(401)的无线发送器(403)可以通过向发送器供电来执行。
75.此外，图10的方法还包括：由车轮单元传感器(401)向主控制器(405)发送(1004)车轮单元传感器(401)收集的监测数据(1050)。由车轮单元传感器(401)向主控制器(405)发送(1004)车轮单元传感器(401)收集的监测数据(1050)可以通过将监测数据发送给主控制器来执行。
76.图11是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。图11的方法类似于图4和图9的方法，图11的方法也包括：由车轮单元传感器(401)确定(402)车轮单元传感器(401)的接收时间表(420)是否指示接收窗口(422)已经开始；响应于确定接收时间表(420)指示接收窗口(422)已经开始，由车轮单元传感器(401)在接收窗口(422)的持续时间内开启(404)车轮单元传感器(401)的无线接收器(403)；以及由车轮单元传感器(401)在无线接收器(403)处接收(902)来自主控制器(405)
的消息(950)。
77.在图11的示例中，消息(950)包括来自主控制器(405)的命令(1150)。命令的示例可以包括唤醒指令、发送特定监测数据或监测数据子集的指令。此外，图11的方法还包括：响应于接收到消息(950)，由车轮单元传感器(401)执行(1102)命令(1150)。由车轮单元传感器(401)执行(1102)命令(1150)可以通过采取与命令相关联的动作来执行。
78.图12是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。图12的方法包括：由主控制器(1205)确定(1202)主控制器(1205)的发送时间表(1250)是否指示发送窗口(1252)已经开始。由主控制器(1205)确定(1202)主控制器(1205)的发送时间表(1250)是否指示发送窗口(1252)已经开始可以通过将时钟周期计数与预定数量的时钟周期进行比较来执行。
79.此外，图12的方法还包括：响应于确定发送时间表(1250)指示发送窗口(1252)已经开始，由主控制器(1205)向车轮单元传感器(1201)的无线接收器(1230)发送(1204)消息(1260)。由主控制器(1205)向车轮单元传感器(1201)的无线接收器(1230)发送(1204)消息(1260)可以通过开启无线发送器并经由无线发送器发送消息来执行。
80.图13是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。图13的方法类似于图12的方法，图13的方法也包括：由主控制器(1205)确定(1202)主控制器(1205)的发送时间表(1250)是否指示发送窗口(1250)已经开始；并且响应于确定发送时间表(1250)指示发送窗口(1252)已经开始，由主控制器(1205)向车轮单元传感器(1201)的无线接收器(1230)发送(1204)消息(1260)。
81.此外，图13的方法还包括：响应于向车轮单元传感器(1201)的无线接收器(1230)发送(1204)消息(1260)，由主控制器(1205)从车轮单元传感器(1201)的无线发送器(1332)接收(1302)车轮单元传感器(1201)收集的监测数据(1380)。由主控制器(1205)从车轮单元传感器(1201)的无线发送器(1332)接收(1302)车轮单元传感器(1201)收集的监测数据(1380)可以通过在数据存储设备中存储监测数据来执行。
82.图14是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。图14的方法类似于图12的方法，图14的方法也包括：由主控制器(1205)确定(1202)主控制器(1205)的发送时间表(1250)是否指示发送窗口(1250)已经开始；并且响应于确定发送时间表(1250)指示发送窗口(1252)已经开始，由主控制器(1205)向车轮单元传感器(1201)的无线接收器(1230)发送(1204)消息(1260)。
83.在图14的方法中，由主控制器(1205)发送的消息(1260)包括供车轮单元传感器(1201)执行的命令(1450)。此外，图14的方法还包括：由主控制器(1205)从车轮单元(1201)接收(1402)指示车轮单元(1201)执行了命令(1450)的数据(1450)。由主控制器(1205)从车轮单元(1201)接收(1402)指示车轮单元(1201)执行了命令(1450)的数据(1450)可以通过接收与命令被执行相关联的数据来执行。例如，如果主控制器在命令中请求特定监测数据，则从车轮单元传感器接收到该数据表明该命令已由车轮单元传感器执行。作为另一示例，如果主控制器请求车轮单元传感器被唤醒，则从车轮单元传感器接收到任何数据可以确认唤醒命令已被执行。
84.图15是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。图15的方法类似于图12的方法，图15的方法也包括：由主控制器
(1205)确定(1202)主控制器(1205)的发送时间表(1250)是否指示发送窗口(1250)已经开始；并且响应于确定发送时间表(1250)指示发送窗口(1252)已经开始，由主控制器(1205)向车轮单元传感器(1201)的无线接收器(1230)发送(1204)消息(1260)。
85.此外，图15的方法包括：由主控制器(1205)跟踪(1502)在预定时间量内由主控制器(1205)发送的消息的数量(1550)。由主控制器(1205)跟踪(1502)在预定时间量内由主控制器(1205)发送的消息的数量(1550)可以通过使用计数器来执行。例如，主控制器可以在每次在预定间隔内发送消息时递增计数器。
86.在图15的示例中，消息(1260)包括指示在预定时间量内由主控制器(1205)发送的消息的数量(1550)的同步数据(1590)。例如，主控制器可以发送包含一个或多个计数器(例如，图3的突发计数器、消息计数器)的值的消息。
87.图16是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器和主控制器之间的通信的方法的流程图。图16的方法类似于图12的方法，图16的方法也包括：由主控制器(1205)确定(1202)主控制器(1205)的发送时间表(1250)是否指示发送窗口(1250)已经开始；并且响应于确定发送时间表(1250)指示发送窗口(1252)已经开始，由主控制器(1205)向车轮单元传感器(1201)的无线接收器(1230)发送(1204)消息(1260)。
88.此外，图16的方法还包括：由主控制器(1205)从车轮单元传感器(1201)的无线发送器(1203)接收(1602)指示在主控制器的发送时间表和接收时间表之间缺乏同步的消息(1650)。由主控制器(1205)从车轮单元传感器(1201)的无线发送器(1203)接收(1602)指示在主控制器的发送时间表和接收时间表之间缺乏同步的消息(1650)可以通过在无线接收器处接收来自车轮单元传感器的无线发送器的数据来执行。
89.图16的方法还包括：响应于接收到指示发送时间表和接收时间表之间缺乏同步的消息(1650)，向车轮单元传感器(1201)的无线接收器(1203)发送(1604)一个或多个消息(1660)。向车轮单元传感器(1201)的无线接收器(1203)发送(1604)一个或多个消息(1660)可以通过发送包括同步数据的消息来执行。同步数据可以是指示消息在主控制器的发送窗口内的定位的任何数据。例如，同步数据可以指示已经发送的消息的数量、时钟周期的数量、或者自发送窗口开始以来已经过去的时间量、或者任何其他信息、或者它们的组合。
90.图17是根据本公开的至少一个实施例的用于改进车轮单元传感器(1701)和主控制器(1705)之间的通信的监测系统(1700)的框图。在特定实施例中，监测系统是tpm系统，其中车轮单元传感器是tpm设备。图17的主控制器(1705)包括控制器(1706)，该控制器耦合到存储器(1751)、发送器(1707)和接收器(1708)。图17的车轮单元传感器(1701)包括控制器(1776)，该控制器耦合到存储器(1771)、发送器(1777)和接收器(1778)。在特定实施例中，控制器(1706、1776)包括用于执行计算机硬件指令的计算机硬件。
91.在图17的示例中，车轮单元传感器(1701)的存储器(1771)包括计算机程序指令(1770)，当由车轮单元传感器的控制器(1776)执行时使车轮单元传感器(1701)的控制器(1776)：由车轮单元传感器(1701)确定车轮单元传感器(1701)的接收时间表是否指示接收窗口已经开始；并且响应于确定接收时间表指示接收窗口已经开始，由车轮单元传感器(1701)在接收窗口的持续时间内开启车轮单元传感器(1701)的无线接收器。
92.在特定实施例中，车轮单元传感器(1701)和主控制器(1705)对于发送器(1707、1777)和接收器(1708、1778)利用蓝牙低功耗(也称为“蓝牙le”或“ble”)频率和技术以相互
发送和接收数据。由于蓝牙频率通常用于其他车辆应用，因此减少了对专用于tpms使用的收发器的需求。应当理解，虽然参考ble描述了某些实施例，但是实施例不限于此并且可以使用任何类型的协议在任何发送频率处使用。还应当理解，虽然关于胎压传感器描述了实施例，但实施例可以用于任何类型的用例。
93.在图17的示例中，主控制器(1705)的存储器(1751)包括计算机程序指令(1650)，当由主控制器(1705)的控制器(1706)执行时，导致主控制器(1705)的控制器(1706)：由主控制器(1705)确定主控制器(1705)的发送时间表是否指示发送窗口已经开始；并且响应于确定发送时间表指示发送窗口已经开始，由主控制器(1705)向车轮单元传感器(1701)的无线接收器发送消息。
94.在图17的示例中，车轮单元传感器(1701)不仅能够发送监测数据，而且能够从主控制器(1705)接收消息。因为车轮单元传感器(1701)能够从主控制器(1705)接收消息，所以主控制器(1705)能够向车轮单元传感器(1701)提供指令或命令。例如，主控制器(1705)可以向车轮单元传感器(1701)发送指示汽车正在移动的消息，因此主控制器(1705)想要来自车轮单元传感器(1701)的监测数据。在该示例中，因为主控制器(1705)能够控制从车轮单元传感器(1701)发送监测数据的定时，所以车轮单元传感器(1701)可以不需要用于确定车辆正在操作并因此确定主控制器(1705)需要监测数据的运动检测硬件(例如，加速度计)。在一些实施例中，相对于车轮单元传感器(1701)不能从主控制器(1705)接收消息的系统，减少或消除对运动检测硬件的需要可以减少电力和空间消耗并且增加车轮单元传感器(1701)的可靠性。
95.结合阐述本发明代表性实施例的附图，通过以下对某些优选实施例的详细描述，本文公开的系统和方法的优点和其他特征对本领域普通技术人员来说将变得更加明显。在此使用相同的附图标记来表示相同的部件。
96.相关领域的普通技术人员将理解，在替代实施例中，几个元件的功能可以由更少的元件或单个元件来执行。类似地，在一些实施例中，任何功能元件可以执行比关于所示实施例所描述的操作更少或不同的操作。此外，为了说明的目的而显示为不同的功能元件可以在特定实现中并入其他功能元件中。
97.虽然已经关于优选实施例描述了主题技术，但是本领域技术人员将容易理解，可以在不脱离主题技术的精神或范围的情况下对主题技术进行各种改变和/或修改。例如，每项权利要求可以以多重从属方式从属任何权利要求或所有权利要求，即使最初并未要求此类权利。