专利名称：汽车的轮胎压力控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分的汽车的轮胎压力控制系统。
背景技术：
用于控制轮胎压力的电子系统在现代汽车中得到了越来越广泛的使用。为此，为汽车中的每个轮胎配置轮胎压力传感器，该传感器将其测量信号无线地发送到接收装置。为了保持很低的费用，合适的是，所有轮胎压力传感器都将其信号传送到单一中央接收装置。由此产生这样的问题，即接收单元必须将不同信号唯一地对应于不同的轮胎。
在欧洲专利申请EP1052119A1中公开了一种利用将轮胎压力控制装置与车轮位置相对应的方法的轮胎压力控制系统。其中，在两个不同的时刻，车轮传感器模块分别发送在一个时间段上持续的高频信号，并且中央控制设备中的接收器接收该信号，而且绘制对应的场强信号；将绘制的两个信号变化过程的重要信号位置或甚至将整个信号变化过程相互比较，以确定车轮的相同旋转角的位置。然后，测量轮胎在这两个时间段中具有明显相同旋转角的位置之间的时间间隔。同时，附加的位置固定的转数传感器确定每个车轮的转数。根据以下标准进行具有轮胎压力传感器的车轮传感器模块与各个车轮位置的对应哪个车轮在所确定的时间间隔中已经进行了整数倍的车轮旋转。
这种轮胎压力控制系统的缺点在于，车轮传感器模块发送高频信号，从而车轮传感器模块的内部能源被相对强地加载，其中中央控制设备根据该高频信号确定相应车轮传感器模块的安装位置。此外，该初始化过程必须以规则的间隔、大约在每次汽车启动时重复。但是，车轮传感器模块通常分别包括各自的具有有限容量的能源，该容量还应当对于轮胎的通常寿命、也就是对于7年到10年是足够的。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是提供一种轮胎压力控制系统，其中尽可能节省能量地对车轮传感器模块进行位置识别。
按照本发明，该技术问题是通过权利要求1的特征部分特征解决的。
在本发明的轮胎压力控制系统中，中央控制设备和车轮传感器模块都被实施为高频收发器，即分别具有发送和接收装置，由此在车轮传感器模块和中央控制设备之间可以双向地交换信号。
轮胎压力传感器与各车轮位置的特别节省能量的对应是这样实现的，即为此，高频信号不是由车轮传感器模块发射到中央控制设备，而是反过来由中央控制设备发射到车轮传感器。
该高频信号获得具有对应于一个车轮的旋转时间的周期性的标记。被标记的高频信号被所有车轮传感器模块接收。由于车轮传感器模块中的接收装置相对于静止安装在汽车中的发射天线旋转，因此所接收信号的场强变化过程分别具有另一周期性分量，该周期性分量通过相应车轮的旋转而得到。通过将该周期性分量与包含在高频信号中的标记相比较，每个车轮传感器模块可以识别所接收标记的周期性是否对应于各自的旋转速度。如果是，则车轮传感器模块向中央控制设备发送短的确认信号，由此确定相应车轮传感器模块的位置。
下面借助附图详细解释本发明，其中除了轮胎压力控制系统的原理结构之外，还介绍用于对应车轮位置的两个可能流程。
图1示出具有轮胎压力控制系统的汽车，图2示出车轮传感器模块，图3和图4示出由车轮传感器模块所接收的高频信号的场强信号变化过程。
具体实施例方式
在图1中示意性示出具有轮胎压力控制系统的汽车的结构。该汽车包括中央控制设备，该中央控制设备除了分析电路之外至少还包括双向无线电装置、在该图中称为高频收发器，以及内部和/或外部高频天线。
此外，中央控制设备至少与汽车的数据总线系统(LIN，CAN)连接，其中，通过数据总线系统，中央控制设备从与每个汽车车轮对应的车轮转数传感器获得转数信号。汽车中通常已经具有该车轮转数传感器，用于其它汽车应用，如防抱死系统；因此，数据总线系统上的转数信号被本发明的轮胎压力控制系统一起利用。
在4个汽车轮胎中分别置入车轮传感器模块。与其信号可以精确对应于汽车中固定传感器安装位置的4个车轮转数传感器相反，车轮传感器模块的信号以及因此由该车轮传感器模块所采集的轮胎压力信号与特定车轮位置的对应不是很容易，尤其因为对应随时可能通过轮胎更换而变化。
因此，定期地、即大致在每次汽车启动时通过汽车监控电脑等响应于按钮按压而检查或重新进行各个车轮传感器模块与其安装位置之间的对应。
借助图2中的电路图展示车轮传感器模块的结构。设置在轮胎内部的车轮传感器模块包括电池，该电池例如可以被构造为小型钮扣电池并为车轮传感器模块的其它部件供以电能。其中，这些部件的功率消耗应当尽可能的小，因为在轮胎的整个寿命期间、即在至少7年内一般不更换电池。
此外，车轮传感器模块还具有至少一个微控制器，其分析至少一个压力传感器的信号以确定轮胎压力。优选地，车轮传感器模块还可以具有其它传感器，如用于测量轮胎温度的传感器和/或加速度传感器。
微控制器与双向的发送和接收装置连接，在该图中发送和接收装置被示为高频收发器，其可以与中央控制设备的同样双向的发送和接收装置通信。
为此，与高频收发器连接的天线既用作发射天线又用作接收天线。
由于车轮传感器模块与轮胎连接并由此也一起进行相对于汽车车身的旋转运动，因此车轮传感器模块的天线的接收条件也随着车轮旋转而变化。
从而，由于车轮传感器模块的天线与发射天线之间交变的距离，高频信号相对于接收天线位置的交变的极化方向以及通过其它汽车部件的交变的遮蔽(Abschattung)，由中央控制设备以恒定发射场强发射的高频信号由于天线随着汽车车轮旋转而不在车轮传感器模块上产生恒定的接收场强，而是产生随着车轮旋转而周期性变化的场强信号，该场强信号具有在周期持续时间上变化的分布。
在图3中，在图A)中示出典型的信号变化过程，如由高频收发器向用于分析的微控制器所输出的。此外，借助图3可以显示汽车中车轮传感器模块与车轮位置的对应流程。为此，利用这一事实即车轮在各个车轮位置上的转数根据不同的影响参数如轮胎圆周、轮胎压力、转弯行驶等而有所不同。
为了确定车轮传感器模块的位置，中央控制设备分析(位于已知位置的)车轮转数传感器的车轮转数信号，并分别在一个完整的车轮旋转之后在比车轮的旋转时间短的时间段内中断否则恒定的高频信号的发射。
由此，由车轮传感器模块所接收的场强对应于如在图3的图B或图C中所显示的变化过程。通过发射信号的信号中断，在由车轮传感器模块所接收的信号场强的变化过程中出现特征性的矩形扰动。现在，微控制器分析接收场强中这些扰动与该场强分布中其它特征性位置、优选与该场强曲线的极限位置之间的时间间隔。
如果例如场强变化过程的最小值和场强中断之间的时间间隔在多次车轮旋转中是恒定的，如图B)所示，则由中央控制设备调制的车轮转数脉冲属于分析该信号变化过程的车轮传感器模块。
与此相反，在其它车轮传感器模块处，如图C)所示，接收场强变化过程中的显著位置之间的时间间隔随着车轮旋转次数的增加而改变。
另一可能的分析方法在图4中示意性示出。图A又示出如车轮传感器模块在由中央控制设备所发射的恒定高频信号下记录的场强变化过程。但是，中央控制设备现在不发射时间持续的恒定信号，而是分别只发射短暂的恒定信号，即分别在由控制设备选择的车轮的一次车轮旋转之后发射。
每个车轮传感器模块现在记录脉冲形状的信号，其接收场强与接收时刻的相应瞬时车轮位置有关。在对应于所发射的车轮转数信号的车轮中，由旋转产生的场强变化与车轮转数信号同步，从而分别在一次车轮旋转之后出现的脉冲总是在场强变化过程的相同阶段出现，并因此提供恒定的场强信号。
因此，如果微控制器确定连续的场强信号总是具有相同的信号值(图B)，则微控制器通知中央控制设备其自己的车轮传感器模块位于瞬时传输其车轮旋转信号的车轮位置。在所有其它车轮传感器模块中，场强信号值随着车轮旋转而变化(图C)。
作为另一可选的分析方法，也可以在出现脉冲形信号时由中央控制设备向所有车轮传感器模块返回在控制设备上接收的信号场强的值。从而，控制设备在多个被发射脉冲之后确定接收场强在哪个车轮传感器模块中在多次车轮旋转期间保持恒定，并因此确定所对应的车轮传感器模块。
权利要求
1.一种用于汽车的轮胎压力控制系统，-具有分别对应于每个车轮的轮胎压力传感器模块，并且-具有分别对应于每个车轮的用于向汽车中静止的接收装置发送对应于相应轮胎压力的信号的装置，-具有静止设置在汽车中的中央控制设备，其接收和分析对应于相应轮胎压力的信号，-所述中央控制设备还被馈入地获得对应于每个旋转车轮的、位置固定地设置在汽车上的转数传感器的信号，-其中所述控制设备根据轮胎压力传感器模块的信号和转数传感器的信号确定轮胎压力传感器模块的安装位置，其特征在于，-轮胎压力传感器模块和中央控制设备都具有用于相互交换数据的发送和接收装置，-中央控制设备向轮胎压力传感器模块的接收装置发送标记有轮胎转数信号周期性的信号，-轮胎压力传感器模块通过将由中央控制设备所发送信号的接收场强的由于车轮旋转而随时间变化的分布曲线与包含在接收信号中的标记的周期时间相关而分析所述接收场强。
2.根据权利要求1所述的轮胎压力控制系统，其特征在于，所述中央控制设备为了生成周期性标记的信号，分别用一个车轮转数传感器的时间周期来短暂地调制发送信号。
3.根据权利要求2所述的轮胎压力控制系统，其特征在于，所述中央控制设备为了生成周期性标记的信号，短暂发射分别具有一个车轮转数传感器的时间周期的发送信号，或者分别短暂中断具有否则恒定的发送信号电平的发送信号。
4.根据权利要求1所述的轮胎压力控制系统，其特征在于，所述轮胎压力传感器模块识别由中央控制设备所传送的信号的周期性与轮胎压力传感器模块内接收场强变化的周期性之间的一致性，并借助无线电信号通知给中央控制设备。
5.根据权利要求2所述的轮胎压力控制系统，其特征在于，所述中央控制设备发射恒定的发送信号，所述发送信号分别在由车轮转数信号确定的一次完整车轮旋转之后被短暂中断，并且每个轮胎压力传感器模块监控由此在接收信号中所产生的消隐空隙与接收场强信号的变化过程中的特征值、优选为极限值之间的时间间隔的时间恒定性。
6.根据权利要求2所述的轮胎压力控制系统，其特征在于，所述中央控制设备在由车轮转数信号所确定的一次完整车轮旋转的时刻发射短暂持续的发送信号，轮胎压力传感器模块分别在接收所述发送信号时确定相应接收场强信号的值，并检查多个连续的接收场强信号的振幅恒定性。
7.根据权利要求1所述的轮胎压力控制系统，其特征在于，所述中央控制设备在由车轮转数信号所确定的一次车轮完整旋转的时刻发射短暂持续的发送信号，轮胎压力传感器模块分别在接收所述发送信号时确定相应接收场强信号的值并将其传送到中央控制设备，并且中央控制设备检查多个连续的接收场强信号的振幅恒定性。
8.根据权利要求2所述的轮胎压力控制系统，其特征在于，所述中央控制设备在由车轮转数信号所确定的一次完整车轮旋转的时刻对发送信号的频率或相位进行短暂的换向，而且轮胎压力传感器模块分别在接收所述发送信号时确定接收场强信号的频率或相位值，并且每个轮胎压力传感器模块监控由此在接收信号中所产生的消隐空隙与接收场强信号的变化过程中的特征值、优选为极限值之间的时间间隔的时间恒定性。
全文摘要
描述了一种用于汽车的轮胎压力控制系统，具有分别对应于每个车轮的轮胎压力传感器模块，具有分别对应于每个车轮的用于向汽车上静止的接收装置发送对应于相应轮胎压力的信号的装置，具有静止设置在汽车中的中央控制设备，其接收和分析对应于相应轮胎压力的信号并且还被馈入地获得对应于每个旋转车轮的、位置固定地设置在汽车上的转数传感器的信号，其中控制设备根据轮胎压力传感器模块的信号和转数传感器的信号确定轮胎压力传感器模块的安装位置，其中轮胎压力传感器模块和中央控制设备都具有用于相互交换数据的发送和接收装置，中央控制设备向轮胎压力传感器模块的接收装置发送标记有车轮转数信号周期性的信号，轮胎压力传感器模块通过将接收场强的由于车轮旋转而随时间变化的分布曲线与包含在接收信号中的标记的周期时间相关而分析由中央控制设备发送的信号的接收场强。
文档编号B60C23/06GK101052539SQ200580037424
公开日2007年10月10日 申请日期2005年11月3日 优先权日2004年11月6日
发明者沃尔克尔·普雷特拉夫, 雷纳·万斯, 安德列亚斯·汤布雷特 申请人:利奥波德·科世达责任有限股份公司