专利名称：用于优化传输车辆轮胎的参数的测量结果的方法和单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于优化传输车辆轮胎的參数的測量结果的方法和単元，所述车辆轮胎的參数特别是压力、和/或加速度和/或温度。
背景技术：
轮胎參数测量是由通称为TPMS(“轮胎压カ监控系统(Tire Pressure MonitoringSystem)”的首字母)的类型的用于监控轮胎的压カ的系统的车载模块(所谓的车轮单元)中的传感器来执行的。在TPMS系统中，每个车轮单元都包括用于测量压力、和/或温度和/或加速度的參数的传感器，以及包括存储装置和一般为电池形式的自备供电的装置，再加上处理器，其 中所述处理器用于根据给定的时基处理由所述传感器所提供的数据。内部时基调节构成每个车轮単元的这些各种元件的任务的定吋。特别地，时基定期地触发所述參数的測量及其存储。所测量的和所存储的值被射频(在下文称为RF)发射电路传输到中央単元，用于例如在车辆的仪表板上显示、用于警报触发(在检测到异常值的情况下)以及可选地用于在四个轮胎的參数之间的比较分析。为了无误差地使所存储的测量结果与相对应的轮胎的标识相关，实施了车轮单元的识别码到中央単元的传输的精确定吋。以低强度发射相对应的信号，以便减少传输成本。这些信号到中央単元的传输是通过射频发射电路以精确限定的频率(在欧洲是具有为+/_50 kHz的严格的公差的433. 92 MHz)来执行的。通过一般为石英钟的精确时钟来调节该频率。该时钟将被称为发射电路的时钟。为了減少成本，处理器拥有比石英钟更便宜的通过低频或者甚至非常低的频率的振汤器电路调整的另一时基，所述另一时基被称为LFO (低频振汤器(Low FrequencyOscillator)的首字母)时钟。这个LFO时钟管理所述參数(温度、压カ、加速度等)的测量的频率。该LFO时钟将被称为处理器的时钟。令人遗憾地是，该处理器的这个时钟是温度敏感的，井随着时间的推移而漂移。这产生了測量和參数发射的周期变化，这些变化是不可忽略的或者的确是显著的(处理器的时钟的时基与发射电路的时钟的时基去相关)，也就是说可能为多达20%至30%。因此，为了避免过大的反应时间，在參数之一变化时，在该处理器的这个时钟投入使用之前执行对该处理器的这个时钟的时间预校准缺省地与期望的和/或法规规定的标称值相关地增加參数测量的频率。该參数测量频率的这个增加在能量和时间方面是昂贵的。事实上，每次测量都要求(在下面解释的)补偿，也就是说由处理器执行的消耗能量的计算。传感器所测量的原始数据(电源电压、压力、温度、加速度等)是相互依赖的，并且必须通过三次复数多项式的计算来校正。由此校正的原始数据作为最終数据而被传输到中央单元。一般地，最終数据是根据以下方案来计算的
电源电压的最终数据Vf与电源电压的原始数据Vb有夫，也就是说VF= f\(VB)，
温度的最終数据Tf与电源电压的原始数据Vb和温度的原始数据Tb有夫，也就是说Tp= f2(VB, Tb)，
压カ的最終数据Pf以及加速度的最終数据Af与电源电压的原始数据Vb、温度的原始数据Tb和压カ的原始数据Pb有关，也就是说PF= f3(VB，Tb，Pb)和Af= f4(VB，Tb，Pb)。现在，这些数值补偿在处理器计算时间方面是昂贵的，并且因此在能量方面是昂贵的。给每个车轮单元供给能量的电池的寿命因此被大幅減少，并且因此需设想更大容量的电池，以便保持相同的寿命。此外，该处理器那么必须具有足够的计算容量，由此也要求适于这种类型的处理器的成本投入。为了增加电池的寿命，已知通过以规则的频率測量车轮单元的切线加速度来识别车辆的若干操作模式。车轮单元的这个切线加速度(不要与车辆的加速度相混淆)事实上与车辆的速度成比例。如果该切线加速度为零，则车辆在“停车(parking)”模式下静止，并且參数测量的频率和最終数据的发射的频率被降低。因此，这允许在不需对轮胎的參数进行 增强监控的特定模式下节省专用于补偿计算的能量以及专用于RF发射的能量。如果切线加速度的值提高到高于阈值(例如高于5g，其中g=9. 81 m/s2)，也就是说，如果车辆的速度突然増加，则已知在预确定的时间内从“停车”模式切換到“加速发射”模式，其中參数测量的频率和最終数据的发射的频率被増加。这使得能够在车辆开始开走时快速地检测到轮胎异常。一旦该预确定的时间已经过去并且如果车辆的速度保持恒定，也就是说，如果所述切线加速度仍然高于该阈值(5g)，则处理器切換到“行车”模式，该“行车”模式具有对于该模式特定的測量和发射频率。如果车辆的速度突然下降，例如如果车辆处于交通灯处，则设想切換到“过渡时期(int6rim)”模式。在该“过渡时期”模式下，參数测量的频率和最終数据的发射的频率是高的，以便快速检测到车辆运动的恢复并能够快速检测到任何轮胎压カ异常。通过根据车辆所处的状态(停车模式、突然加速、減速或恒定速度)来使參数测量的频率以及最終数据的发射的频率相适配，由此避免了无用的电池消耗。然而，这是不够的，并且无论执行何种驾驶模式，对原始数据(VB、TB、PB、AB)的这些各种补偿都消耗大量能量并要求大容量的电池。该能量消耗也被増加到由于处理器时钟的漂移而导致的测量频率的増加所引起的能量消耗。
发明内容
本发明g在解决这些漂移的问题，而在增加电池寿命的同时没有附加成本。本发明提出一种经过射频电路将车辆的轮胎的參数的最終数据优化传输到中央単元的方法，其中所述数据基于由安装在车辆上的用于监控轮胎的压カ的系统的车轮单元的传感器所测量的參数的原始数据而获得，所述车轮単元中的每个都包括
位于处理模块中的处理器，用于基于原始数据计算最終数据，
存储器，以便存储原始数据和最終数据，
处理器的时钟，所述处理器的时钟被链接到处理器，拥有用于管理原始数据的测量的频率的时基，
发射电路的时钟，所述发射电路的时钟拥有时基并管理发射电路将最終数据发射到中央单元的频率，
所述方法包括以下步骤
步骤1，在每个车轮单元中，通过位于处理模块中并且链接到所述处理器和链接到所述传感器的比较装置验证至少ー个參考參数的在给定时刻提供的新的原始数据与该相同參数的在较早时刻提供并存储在存储器中的原始数据之间的差在绝对值方面大于预确定的变化阈值，
步骤2，如果越过该变化阈值，则由处理器进行计算，
步骤3，将该新的原始数据和相对应的新的最終数据存储在存储器中，
步骤4，利用发射电路将该最終数据发送到中央単元。因此，当原始測量结果并没有大幅改变或在该时间过程中缓慢地演变时，本发明准备抑制对參数测量的补偿；只有当检测到原始数据变化时，本发明才准备发生对测量的补偿。本发明还提出，在步骤3之前，由处理器利用发射电路的时钟的时基对处理器的时钟的时基校正，以便获得更精确的经校正的时基。这使得能够纠正处理器的时钟的任何漂移。
有利地，本发明提出，在原始数据之间的比较由位于在处理器的外部的比较装置中的基本逻辑来执行。因此，只有当用于比较相继的原始数据的预备处理检测到显著的环境变化时，才利用所述处理器。因此，本发明通过限定由基本逻辑部件实现的在纯数值处理与预备处理之间的划分而使得能够减少数据数值处理部分。因此，更少地利用处理器，并且处理器的计算速度相对应地被増加。因此，合适的处理器要求更少的功率，并且因此在更低的成本范围内被选择。此外，电池的容量并不需要像先前为了保持相同的寿命那样被増加。根据本发明的特定模式，所述參考參数为温度。根据该实施例的变型方案，温度的变化阈值至少等于2°C。在本发明的另ー实施例中，所述參考參数为电源电压。根据该实施例的变型方案，电压的变化阈值至少等于100mV。可替换地，在第三实施例中，温度和电源电压是被累积地考虑的两个參考參数，以校正和存储新的原始数据。本发明还涉及用于实施上述方法的车轮单元。
在參考所附的附图阅读随后的以及和详细的示例性实施例有关的描述时，本发明的其它特征和优点将变得明显，所述附图分别地
图I表示根据本发明的TPMS系统的车轮单元的示意图，以及 图2表示根据本发明的方法的示例性实施方案的逻辑图。
具体实施例方式图I图示了 g在被安装在车辆轮胎的阀(未示出)上的根据本发明的示例性车轮单元10。该车轮単元10包括用干与以下各种部件相结合地处理数据12的模块温度“T”的传感器14、压力“P”的传感器16、加速度“ A”的传感器(或加速计)17、存储器18、RF数据发射电路20和给所有这些元件供电的纽扣电池22。处理模块12包括耦合到处理器15的比较器装置13以及处理器15的调节各种传感器的测量频率的低频振荡器(LFO)定时电路或时钟19。发射电路20通过RF天线21将(源自模块12的处理器15的)压カPf、温度Tf和加速度Af的最終数据Df传输到中央単元(未示出)。发射电路20包括发射电路20的石英钟或时钟26，该石英钟或时钟26精确地调节最終数据Df的发射频率以及所涉及的轮胎的识别码。发射电路20的时钟26的频率在这里为13MHz。发射具有低強度，以便限制能量消耗和延长电池22的寿命。这里，比较器装置13由在处理器15的外部的专用电子电路构成。可替换地，这些装置可以是基本逻辑电部件。比较器装置13接收原始数据D’B (D’B独立地或以成组的方式表示源自存储器18的温度T’ B或压カP’ B或加速度A’ B或电源电压V’ B)以及这些相同的參数的分别源自传感器14、16和17以及源自电池20的其它原始数据Db (Db独立地或以成组的方式表示温度Tb或压カPb或加速度Ab或电源电压VB)。通过激活处理器15的时钟19，根据由构成处理器15的时钟19的该振荡器电路限定的时基所调节的定时速率来传输源自传感器的原始数据Db。在该实例中，处理器15的时钟19的频率为1kHz。更精确地，在相应的传感器的级别，通过适当的转换器将传感器14、16和17所执行的測量数字化为原始数据、即分别为Tb、Pb和Ab。电池22传输通过惠斯通电桥或通过例如可变电容器之类的 任意其它装置在电池22的端子上测量的原始电压Vb的測量結果。在图2中图示了根据本发明的方法。该方法首先在于，通过比较装置13，将參考參数的在给定时刻源自传感器14、16、17的每个新的原始数据Db (也就是说，Tb、Pb、Ab、Vb)与该參数的在较早时刻的并且存储在存储器18中的原始数据D’b (也就是说，T’b、P’b、A’b、V’B)相比较(步骤10)。如果这两个原始数据之间的差在绝对值方面大于所确定的阈值S，也就是说，如果|Db-D’b| > S (步骤10)，则利用处理器15。处理器15计算针对所有參数的新的最终数据Df，也就是说，Tf、Pf、Af和Vf (步骤20)。然后，处理器15通过使用发射电路20的时钟26的更加精确的时基(也就是说，Tps)来校正处理器15的时钟19的已漂移的时基(也就是说，CLKb)(步骤21)。下个原始数据将以处理器15的时钟19的经校正的时基CLKf来测量。然后，由此计算的新的最終数据Df和相对应的原始数据Db代替曾存储在存储器18中的较早时刻的等同数据而被存储在存储器18中，也就是说，Db变成D’ B，且Df变成D’ F(步骤22)。此后，处理器15将最终数据Df发送到RF发射电路20，该RF发射电路20根据发射电路20的时钟26的时基Tps将这些最终数据Df发射到车辆的中央单元(步骤23)。应当注意，根据该实施例，可以设想，最終数据Df并不是被车轮单元立即传输的，而是随后被传输的，例如是根据中央单元的要求或在车辆的操作模式变化时被传输。因此，优选的是将最终数据Df存储在存储器18中，使得最終数据Df可用于随后的使用。另ー方面，如果两个原始数据之间的差在绝对值方面小于所确定的阈值S，也就是说，如果|db-d’b| < S (步骤10)，则不利用处理器15，不对原始数据执行补偿或计算，并且比较装置13继续将接收到的每个新的原始数据与存储在存储器18中的原始数据相比较。而且也不校正处理器15的时钟19的时基CLKb。应当注意，车轮单元可以随时地(例如在中央単元请求时)传输存储在存储器18中的最新的最終数据D’f。由于原始数据在最新的比较期间相对于其相应的阈值尚未改变，所以这些最新的最終数据D’ F完全代表轮胎在中央单元请求最終数据的时刻所处的状态。在本发明的特定实施例中，如果两个原始数据之间的差在预确定的时间tdelta期间在绝对值方面小于所确定的阈值S，也就是说，如果|db-d’b| < s(步骤10)，也就是说，如果轮胎已经处于稳定的热力学条件下持续一定时间，则本发明提出计算轮胎中存在的空气的摩尔数n。事实上，关于轮胎监控的法规不仅对于轮胎压カ的监控而且对于轮胎中包含的空气的摩尔数的监控正日益放宽。通过理想的气体关系PV=nRT，其中
n为摩尔数，
R为理想气体常数，
P和T为压カ和温度的最終数据，
以及V是已知的轮胎体积，
可能由此推断轮胎中包含的空气的摩尔数。该计算由处理器15执行。只有当轮胎处 于稳定条件下时，也就是说，如果原始数据(Tb，Pb, Ab, Vb)已在一定时间内未改变时，该计算才可行。本发明使得能够监控原始数据的该演变，当相继的原始数据Db之间的比较在预确定的时间td6lta期间不大于阈值S吋，处理器15基于存储在存储器18中的最新的最終数据(也就是说D’F)计算空气的摩尔数n，并将该信息发送到中央単元。该预确定的时间tdelta当然被校准，以便代表为了使轮胎稳定所需的时间，以便计算空气的摩尔数n。在本发明的变型方案中，温度T为參考參数，并将由传感器14在给定时刻“t”测量和提供的新的原始温度数据Tb与在较早的时刻“t’ ”测量和提供的且被存储在存储器18中的原始温度T’B相比较。此后，选择在于只有当该參考參数(这里是Tb)呈现出在时刻“t”和“t’ ”之间的在绝对值方面大于所确定的变化阈值St (例如2°C)的偏差吋，才补偿原始数据Db和处理器15的时钟19的时基CLKb。如果比较装置13所计算的在这两个测量结果之间的差在绝对值方面小于该所确定的阈值st，也就是说，如果|Tb-T’b| < 2°C，则不利用处理器15，并且不执行对原始数据的补偿。当然，如果该差在预确定的时间内仍然小于St，则可能如先前所描述的那样计算空气的摩尔数n。用于执行补偿(在该实例中是三次多项式计算)以便基于温度、电压、压カ和加速度的原始值Db来计算针对温度、电压、压カ和加速度的原始数据的最终值Df的有用的能量对应于姆參数若干ii C(微库仑(microcoulomb))。本发明使得能够仅在所确定的条件下才执行该补偿且并非系统地执行该补偿，以便減少能量消耗本发明通过借助于在处理器15的外部且包括简单且不昂贵的逻辑的比较装置13来选择要被补偿的有用数据而限制处理器15所执行的补偿计算的数目。这使得能够减少能量消耗，并因此能够使用较低容量的电池,而不减少电池的寿命。此外，当检测到參数的变化时，在该实例中为检测到温度的变化，本发明还提出利用发射电路20的时钟26的时基Tps来校正处理器15的时钟19的时基、也就是说CLKb，其中该发射电路20将时钟26提供给处理器15，以便获得用于下次測量原始数据Db的更精确的经校正的时基CLKf。这显著地減少了參数测量的频率的漂移。该补偿在能量方面是快速的、简单的、不昂贵的，并使得能够增加轮胎压力监控系统的期望反应时间的精度。因此，可能相对于现有技术减少处理器15的该时钟19的时间预校准的值。參数测量的频率相对于现有技术更精确和被降低，电池的消耗相对应地被減少。在该实例中，温度为參考參数。但是诸如在电池22的端子上的电源电HVb之类的另ー參数也可以单独地或与温度Tb相聚集地用作參考參数。例如，可以分别限定电压Vb的在绝对值方面为100 mV的变化阈值Sv和温度变化Tb的在绝对值方面为2°C的变化阈值St,以便触发处理器15中的补偿计算。本发明并不限于所描述或所表示的实例，并且当然可以在车辆的任意操作模式(“停车”、“行车”、“加速发射”、“过渡时期”或其它)期间被应用。例如可能设想的是，在直接相继或不直接相继的数据之间执行在參考參数的两个原始数据之间的比较。此外，可 能根据诸如车辆的类型、轮胎的类型之类的各种标准或简单地根据期望获得的电池能量节省而校准至少ー个參考參数的变化的阈值。
权利要求
1.一种经过射频电路(20)将车辆的轮胎的参数的最终数据(Df)优化地传输到中央单元的方法，其中所述数据是基于由用于监控轮胎的压力的系统的车轮单元(10)的传感器(14，16，17)所测量的参数的原始数据(Db)而获得的，所述车轮单元(10)中的每个都包括 被定位在处理模块(12)中的处理器(15)，用于基于原始数据(Db)计算最终数据(Df), 存储器(18)，以便存储原始数据(D’ B)和最终数据(D’ F)， 处理器(15)的时钟(19)，所述处理器(15)的时钟(19)被链接到处理器(15)，拥有用于管理原始数据(Db)的测量的频率的时基(CLKb), 发射电路(20)的时钟(26)，所述发射电路(20)的时钟(26)拥有时基(Tps)并管理发射电路(20)将最终数据(Df)发射到中央单元的频率， 所述方法的特征在于所述方法包括以下步骤 步骤I，在每个车轮单元(10)中，通过位于处理模块(12)中并链接到处理器(15)和链接到传感器(14，16，17)的比较装置(13)验证至少一个参考参数的在给定时刻提供的新的原始数据(Db)与这个相同参数的在较早时刻提供的并存储在存储器(18)中的原始数据(D’B)之间的差在绝对值方面大于预确定的变化阈值(S)， 步骤2，如果越过变化阈值，则处理器(15)基于原始数据(Db)计算参数的最终数据(Df), 步骤3，将新的原始数据(D’ B)和相对应的新的最终数据(D’ F)存储在存储器(18)中， 步骤4，利用发射电路(20)将最终数据(Df)发送到中央单元。
2.根据权利要求I所述的优化传输的方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤3之前，通过处理器(15)利用发射电路(20)的时钟(26)的时基(Tps)来校正处理器(15)的时钟(19)的时基(CLKb),以便获得更精确的经校正的时基(CLKf)。
3.根据权利要求I和2所述的优化传输的方法，其特征在于，在步骤I期间，如果未越过变化阈值，则所述方法包括以下步骤 步骤2，由处理器(15)基于存储在存储器(18)中的最新的最终数据(D’ F)来计算在轮胎中所包含的空气的摩尔数(n)， 步骤3，利用发射电路(20)将空气的摩尔数(η)发送到中央单元。
4.根据权利要求1-3所述的优化传输的方法，其特征在于，通过位于在处理器(15)的外部的比较装置(13)中的基本逻辑来执行在原始数据(Db)之间的比较。
5.根据权利要求1-4所述的优化传输的方法，其中，参考参数为温度(Τ)。
6.根据权利要求5所述的优化传输的方法，其中，温度的变化阈值(St)在绝对值方面至少等于2°C。
7.根据权利要求1-4所述的优化传输的方法，其中，参考参数为电源电压(V)。
8.根据权利要求7所述的优化传输的方法，其中，电压的变化阈值(Sv)在绝对值方面至少等于100 mV。
9.根据权利要求1-4所述的优化传输的方法，其中，温度(T)和电源电压(V)为被累积地考虑的两个参考参数，以校正和存储新的原始数据。
10.一种用于实施前述权利要求中的任意一个所述的方法的车轮单元，其包括 用于测量压力的参数的传感器(16)、用于测量温度的参数的传感器(14)和用于测量加速度的参数的传感器(17)，以及 自备供电的装置(22)， 用于基于传感器所提供的原始数据(Db)计算最终数据(Df)的处理器(15)， 处理器(15)的时钟(19)，所述处理器(15)的时钟(19)拥有定期地触发对参数的测量及参数的存储的时基(CLKb )， 用于存储原始数据(Db)和最终数据(Df)的装置(18)， 射频发射电路(20)，所述射频发射电路(20)以通过发射电路(20)的时钟(26)来预确定的频率而将最终数据(Df)传输到中央单元，其中发射电路(20)的时钟(26)拥有自己的时基(Tps)， 所述车轮单元的特征在于所述车轮单元在处理模块(12)中还包括在处理器(15)的外部的比较装置(13)，用于在同一参数的相继的原始数据(Db)之间进行比较。
11.根据权利要求9所述的车轮单元，其中，比较装置(13)取基本逻辑部件的形式。
全文摘要
在用于监控车辆的轮胎的压力的系统中，只有当至少一个参考参数的相继的原始数据的比较呈现出在绝对值方面大于所确定的变化阈值(S)的偏差时，本发明才准备补偿轮胎的参数的原始数据(DB)。在TPMS监控系统中，每个车轮单元(10)都包括用于测量压力的参数的传感器(16)、用于测量温度的参数的传感器(14)和用于测量加速度的参数的传感器(17)以及存储装置(18)和自备供电装置(22)，再加上处理器(15)。传感器所提供的原始数据(TB,PB,AB,VB)被存储、被补偿并作为最终数据(TF,PF,AF,VF)由射频发射电路(20)传输到中央单元。本发明提出车轮单元(10)在处理模块(12)中还包括在处理器(15)的外部的比较装置(13)，用于在同一参数的由测量传感器所提供的相继的原始数据之间进行比较。
文档编号B60C23/04GK102791500SQ201180015113
公开日2012年11月21日 申请日期2011年3月22日 优先权日2010年3月24日
发明者Y.瓦西利夫 申请人:欧陆汽车有限责任公司, 法国欧陆汽车公司