胎压监测单元的操作方法以及胎压监测单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种监测汽车充气轮胎的胎压监测单元的操作方法，其利用胎压监测单元中的压力传感器在有规律的时间间隔上进行压力测量，并通过胎压监测单元中的传输器在更大的时间间隔上无线传输压力信息，胎压监测单元中的控制单元检查是否存在超出阈值的压力变化，如果存在，则缩短压力测量的时间间隔并增加传输行为。根据本发明，该控制单元在汽车静止时采用压力变化的第一阈值，而在汽车行驶时采用压力变化的第二阈值，所述第二阈值与第一阈值不同，其中控制单元通过评估胎压监测单元中的加速度传感器的信号，判定采用第一阈值还是第二阈值。
【专利说明】胎压监测单元的操作方法以及胎压监测单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种胎压监测单元的操作方法。
【背景技术】
[0002]现有胎压监测单元具有多种工作模式，其中测量及传输行为各不相同。通常，胎压监测单元具有至少一种行驶模式，以及驻车模式和警告模式。在行驶模式中，压力测量在第一间隔上执行，而压力信息则在第二间隔上无线传输，其中第二间隔长于第一间隔。在驻车模式，压力测量间隔延长，而传输速率降低，以使能量消耗最小化。如果压力出现明显变化，胎压监测单元会切换至警告状态，其中压力测量时间间隔缩短，并且增加传输行为。警告模式可以确保，在压力下降幅度达到危险程度时，以最小的时间延迟将压力数据提供给轮胎压力监测系统的中央单元，以使驾驶者或电子动态稳定控制系统尽快应对危险的压力下降。
[0003]商用系统的胎压监测单元通常有多种行驶模式，其中传输行为各不相同，通常情况下，测量行为也相异。例如，第一行驶模式可以由旅程的开始所触发，在预定义的一段时间后，如10到20分钟，替换为第二行驶模式。第二行驶模式用于正常行驶操作时的轮胎压力监测，而系统中央单元的第一行驶模式则用于将每个胎压监测单元的特征标识符迅速指定到各个车轮位置。因此在第一行驶模式中，数据报文以较第二行驶模式更短的时间间隔发送。第一行驶模式传输间隔通常要比警告模式要长得多。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于详细说明一种方式，使轮胎压力监测得到进一步改进并且在必要时将压力数据提供给汽车行驶员，而无需大幅增加胎压监测单元的能量需求。
[0005]此目的通过具有本发明的独立权利要求所述特征的方法以及胎压监测单元实现。本发明的有益改进公开在从属权利要求中。
[0006]根据本发明提供的方法，利用胎压监测单元的压力传感器定期对压力进行测量，而压力数据则以数据报文的形式连同识别传输轮胎压力监测的标识符通过胎压监测单元上的传输器在更大的时间间隔上进行传输。胎压监测单元的控制单元进行压力测量，检查压力变化幅度是否超出了阈值。如果超出，则在更小的时间间隔上进行测量，并且增加传输活动，也就是说胎压监测单元将切换至警告模式。本发明方法的一个特征在于，当汽车停止时，控制单元对压力变化采用第一阈值；而在运动时，采用第二阈值，两阈值不同。
[0007]根据本发明提供的方法，胎压监测单元可以分别从行驶状态和驻车状态切换至警告状态，其中，在这两种情况下，根据需要针对压力下降幅度采用不同的阈值。因此，轮胎压力监测可方便地用于辅助用户使轮胎达到最佳充气状态。充气过程中产生的压力变化的程度基本上相当于行驶时的压力波动，比如由于发热造成的压力波动。既然停驶汽车现在使用与行驶中的汽车不同的阈值，则可以将停驶汽车的阈值设置的比较低，以使得轮胎充气时的压力变化能够可靠地超出阈值。由于缩短了压力测量的间隔，可有益地向汽车用户发出轮胎压力信号，表示轮胎正在充气。优选地，可用声响信号表示达到最佳充气压力，举例来说，这可由中央单元触发，其中所述中央单元具有用于接收来自胎压监测单元无线传输的压力信号的接收器。这样的胎压监测单元促成轮胎达到最佳充气状态。
[0008]为了检查压力变化是否超出阈值，在最简单的情况下，测出测量值与参考值的差，并将此差值与阈值进行比较，其中参考值基于一个或多个先前测量值得到。同样的阈值可用于检查压力上升以及压力下降。然而，对于压力上升以压力下降还可以利用不同的阈值。特别地，根据本发明的胎压监测单元提供了两种不同的驻车警告模式，其中第一驻车警告模式是在压力上升幅度超出阈值时触发；第二驻车警告模式是在压力下降幅度超出阈值时触发，或者当轮胎压力下降到预定阈值之下时触发，并且优选地，压力上升阈值不同于压力下降阈值。该两种驻车警告模式在压力测量间隔和/或压力信息传输方面均相异。
[0009]在最简单的示例中，在当前测量值之前的测量值可以作为参考值。也可以在多个在先测量值的基础上计算得出参考值，例如对在先两个或三个测量值求平均。
[0010]根据本发明提供的方法，控制单元通过评估胎压监测单元上加速度传感器的信号，确认使用第一阈值还是第二阈值，即控制单元根据加速度传感器判定汽车是静止或者移动的。
[0011]可以将压力变化的阈值定义为压力差与时间间隔的商。优选地，然而阈值可被预定义为当前测量压力值与参考值间的最大允许差异，该参考值从一个或多个在先压力测量中确定并且优选地匹配一在先压力测量的结果。
[0012]根据本发明的有益改进，在因超出第一阈值而使压力测量间隔缩短时，该缩短的间隔大于在因超出第二阈值时而导致缩短的时间间隔。也就是说，车辆停放时由于超出阈值导致的压力测量时间间隔要大于车辆行驶时超出阈值所导致的时间间隔。换言之，从测量行为上看，尤其是从压力测量频率上看，从驻车模式切换的警告状态，即停驶警告状态，与从行驶模式切换的警告状态，即行驶警告状态，是不同的。
[0013]尤其当第一阈值低于第二阈值时，在汽车行驶时，超出第二阈值表明危险的压力下降，这会极大地威胁到汽车安全。在这种情况下，在缩短的间隔上进行压力测量将是有益的，如在I秒或更短的间隔上测量压力，而同样采取较短的压力信息的传输间隔。与之比较，汽车停放时，压力变化超出第一阈值并不会造成直接风险。如果在新的行程开始时立即向驾驶员表明在汽车停驶时发生的压力损耗，或者如果要监测轮胎充气，压力测量的间隔可长于行驶警告模式的间隔。优选地，停放汽车的压力测量的缩短间隔至少为行驶汽车的压力测量缩短间隔的两倍。
[0014]在缩短的间隔上进行轮胎压力的测量就相当于将胎压监测单元切换至警告状态。本发明的胎压监测单元，提供了至少两种警告模式，即一种或多种驻车警告模式以及一个行驶警告模式。驻车警告模式和行驶警告模式的压力测量间隔以及压力信息传输间隔可以相同。然而，优选地，所述两种模式的压力测量的时间间隔不同。
[0015]根据本发明提供的另一有益改进，在驻车警告模式中或者至少一种驻车警告模式中，压力测量间隔与压力信息传输间隔是相同的。同样优选地，在行驶模式中，压力测量间隔与压力信息传输间隔是相同的。然后，在驻车警告模式或行驶警告模式中，分别传输每个压力信息。与此相反，在驻车模式和行驶模式中，并不是每一个压力测量都会得到传输。特别的，如果轮胎压力并没有变化或者变化甚微，则不需要传输该信息。在这种情况下，轮胎压力监测只有经过预定义次数的压力测量后再进行压力信息的传输。
[0016]当加速度传感器发出的信号表明安装有胎压监测单元的轮胎正在转动时，本发明的胎压监测单元上的控制单元将驻车模式切换至行驶模式。相反，当通过对加速度传感器的信号评估不再得出车轮转动的结论时，胎压监测单元从行驶模式切换至驻车模式。
[0017]根据本发明的有益改进，当轮胎压力降至低于第三阈值时，控制单元会从驻车模式切换至驻车警告模式或驻车警告模式中的一种。对于静止汽车，检查压力是否降至低于第三阈值，如果是，则缩短压力测量的间隔，并增加传输行为。第三阈值的选择标准为当轮胎压力低于该阈值时，汽车就不能够安全行驶。如果单个测量提供了这样的结果，立即通过一系列的压力测量对此进行检查是非常有益的，以使驾驶者在开始接下来的行驶时立即得知，其中一个轮胎已经瘪了。
[0018]优选地，控制单元在预定义次数的压力测量后进入驻车警告模式。如果第一驻车警告模式由压力下降触发，而第二驻车警告模式由压力上升触发，则再次进入相关驻车警告模式之前预定义的最多压力测量次数优选地各不相同。由压力上升触发的驻车警告模式的持续时间可以满足汽车充气通常所需的时间。
[0019]优选地，本发明胎压监测单元具有存储器，存储器中存储有自从上次行程结束之后，是否有转换到驻车警告模式的记录。优选的，每次通过加速度传感器信号评估得知启动新的行程时，即每次胎压监测单元从驻车模式转换至行驶模式时，存储器都会复位。因此，汽车两次行程间可以至多一次进入驻车警告状态。
[0020]特别优选地，将关于自从上次行程之后，是否因轮胎压力降至第三阈值之下而切换至驻车警告状态的信息存储在存储器中，举例来说，所述存储器可以整合到中央单元中。在这种情况下，即使在从驻车警告状态中恢复过来之后，仍确定轮胎依然是瘪的。因此信息不会一直重复传输，优选地，如果表明自从上次行程以来轮胎压力因降至第三阈值之下而已经进入过驻车警告模式的值得以存储在存储器中，则再次进入驻车警告模式的转换会被忽略。
[0021]优选地，在经过预定义次数的压力测量之后，控制单元会尽早进入行驶警告模式。这样可以避免在发生临界压力变化或低于临界关键阈值之后不必要的高能耗。在此，特别优选地，进入行驶警告状态的预定义的压力测量次数要多于进入驻车警告状态的预定义的压力测量次数，如前者为后者的至少3倍。这样在汽车停放时，监测过程以节能的方式设计，而在行驶过程中，可以实现高度的安全性。
[0022]进入警告模式的压力测量的预定义次数可以预定义为一段时间，如利用阻容元件，通过该元件可以在一定的时间间隔上进行压力测量。还可以在存储器中预定义一个数字，并在每次压力测量后改写计数器读数。在行驶警告模式中，每一次能够触发进入行驶警告模式的压力测量，都可以将预定义压力测量的次数再次复位到初始值，以防止过早离开行驶警告模式。然而，当预定义压力测量次数已经完成，一直保留行驶警告模式也是可能的。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]基于结合附图所示的实施例对本发明的细节和优势进行进一步阐述，其中:
[0024]图1示意性地描述了胎压监测单元的多种操作模式并因此描述了胎压监测单元的操作方法。
【具体实施方式】
[0025]胎压监测单元具有用于测量轮胎压力的压力传感器、用于无线传输压力信息的传输器、用于判断轮胎是在转动还是静止的加速度传感器，以及用于控制测量和传输行为的控制单元。该胎压监测单元还可以包括其他传感器，如温度传感器或另一个加速度传感器。
[0026]该胎压监测单元具有行驶模式I和驻车模式2。在行驶模式I中，压力测量采用第一时间间隔，而压力信息的传输采用第二时间间隔。在驻车模式2中，压力测量采用第三时间间隔，该间隔长于第一间隔；压力信息的传输采用第四时间间隔，该间隔长于第三间隔。在驻车模式中，还可以停止传输压力信息，或者只在压力发生明显变化时或者超出/低于预定义的压力阈值时才传输压力信号。
[0027]在行驶模式I和驻车模式2中，加速度传感器都用来测量加速度。控制单元评估加速度传感器的信号，并根据评估结果，在行驶模式I和驻车模式2间进行切换。
[0028]在最简单的情况下，加速度传感器为旋转传感器。还可以针对轨迹和/或离心加速度预定义阈值。当已测加速度值超出预定义阈值，就可能得出汽车正在行驶的结论。否贝1J，胎压监测单元从停驶汽车开始，并保持驻车模式2或者切换到驻车模式2。在此，胎压监测单元可能会只在行驶速度超出一特定阈值时，如10km/h时，才会切换到行驶模式I。
[0029]优选地，在行驶模式I中，每次进行压力测量时也进行加速度测量。相反，在驻车模式2中，加速度测量优选地较压力测量更频繁。例如，在驻车模式2中，加速度测量时间间隔只有压力测量时间间隔的1/10或者更少，这样就可以尽可能快地启程。
[0030]如果判定压力变化幅度超出存储的第一阈值，控制单元以及胎压监测单元就会从驻车模式2切换到停驶警告模式2a。在停驶警告模式2a中，以更小的时间间隔进行压力测量，具体地，采用第五间隔，该间隔比驻车模式中压力测量采用的第三间隔更短。在停驶警告模式2a中,传输行为也会增加。也就是说，压力信息以短于驻车模式2中传输压力信息时采用的第四间隔传输，并且优选地，也短于行驶模式I中传输压力信息的第二间隔。
[0031]相应地，当判定压力变化幅度超出存储的第二阈值时，控制单元就会从行驶模式I切换至行驶警告模式la，其中，该阈值与第一阈值不同，并且优选地，大于第一阈值。如果将第二阈值设置为第一阈值的至少1.5倍，那将是非常有益的。根据图示实施例所述，第二个阈值为第一个阈值的两倍。
[0032]优选地，在驻车警告模式2a以及行驶警告模式Ia中，每个压力值均得以传输。也就是说，压力测量与压力信息传输采用相同的时间间隔。驻车警告模式2a中压力测量的时间间隔，即第五间隔，要大于行驶警告模式Ia的压力测量时间间隔，即第6间隔。优选地，第五间隔至少为第六间隔的两倍。根据图示实施例的描述，驻车警告模式2a中压力测量采用的第五间隔为行驶警告模式Ia中压力测量采用的第六间隔的3倍。当从驻车模式2切换到驻车警告模式2a时，加速度测量时间间隔也会同样地改变。优选地，驻车模式2中的加速度测量与驻车警告模式2a中的加速度测量采用相同的时间间隔。
[0033]优选地，驻车警告模式2a中加速度测量的时间间隔要大于驻车警告模式2a中压力测量的第五间隔，优选的，前者为后者两倍。根据图示实施例的描述，驻车警告模式2a加速度测量采用的间隔为行驶警告模式2a的第五间隔的3倍。[0034]当轮胎压力降至低于第三阈值时，胎压监测单元还会从驻车模式2切换至驻车警告模式2a。例如，第三个阈值为2.4巴(压力单位)，优选地，可适当地选择第三阈值使得当轮胎压力降至该阈值之下时，需要给轮胎打气。
[0035]经过预定义次数的压力测量之后，进入行驶警告模式la。测量次数优选地选择为在两到五分钟后进入行驶警告模式la。相应的，经过预定义次数的压力测量之后，也可进入驻车警告模式2a。例如，可选择压力测量的次数与间隔时间，以在I到15分钟的一段时间后进入驻车警告模式2a。优选地，在加速度传感器传送信号表明汽车移动时，也可进入驻车警告模式2a。
[0036]胎压监测单元含有存储器，它可以整合到控制单元中，存储器中存储有不同的阈值。在存储器中，还可以存储有表示是否因低于第三阈值而导致在降低了的阈值上进行压力测量的值。在每次行程开始时，存储器都会复位。因此实现，在驻车期间，即上次行程结束到新行程开始期间，因压力低于第三阈值而进入驻车警告模式2a的切换只能发生一次。
[0037]以上所描述的胎压监测单元，与含有用于接收无线传输的压力信息的接收器的中央单元一起组成了胎压监测系统。胎压监测单元安装于汽车充气轮胎中，如轮毂上，尤其安装在气门上。在驻车警告模式2a中，当轮胎压力超出预定阈值时，中央单元会产生警告信号，如声响警告信号。这极其有助于汽车驾驶者将轮胎充气到最佳压力值。在充气过程中，压力的变化会使汽车从驻车模式切换至驻车警告模式2a。然后在驻车警告模式2a中，因轮胎已经膨胀，因此在更短的时间间隔上继续进行压力测量，相应的压力信息会被传输到中央单元的接收器。只要达到最佳充气压力，中央单元就会通过警告信号表明。因此，一旦达到最佳压力，就会中止对汽车轮胎的充气。
[0038]设有两个不同的驻车警告模式将会是非常有益的。第一驻车警告模式由超出阈值的压力上升所触发。此驻车警告模式可以为充气辅助功能优化，有助于使轮胎充气到最佳充气压力。第二驻车警告模式由超出预定阈值的压力降幅或者低于预定值的轮胎压力所触发。优选地，所述两种驻车警告模式的压力测量时间间隔，和/或压力测量的次数均不相同，在该次数的压力测量之后，控制单元就会终止相关的驻车警告模式。
【权利要求】
1.一种监测汽车充气轮胎的胎压监测单元的操作方法，其中， 利用胎压监测单元的压力传感器在有规律的时间间隔上进行压力测量，并利用胎压监测单元的发射器在更大的时间间隔上对压力信息进行无线传输， 胎压监测单元的控制单元检查是否存在超出阈值的压力变化，如果存在，则在更短的时间间隔上进行压力测量，并且增加传输行为， 其特征在于， 当汽车静止时，所述控制单元采用压力变化的第一阈值；当汽车移动时，所述控制单元采用压力变化的第二阈值，其中第二阈值与第一阈值不同，并且， 其中，通过评估胎压监测单元的加速度传感器的信号，所述控制单元判定使用第一阈值还是第二阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一阈值小于第二阈值，优选地小至少三分之一。
3.根据上述权利要求任一所述的方法，其特征在于，因超出第一阈值而缩短了的间隔大于因超出第二阈值而缩短了的时间间隔。
4.根据上述权利要求任一所述的方法，其特征在于，在汽车静止的情况下，控制单元还检查压力是否降至第三阈值之下，如果是，则缩短压力测量的间隔，并增加传输行为。
5.一种胎压监测单元，包括: 加速度传感器， 压力传感器， 无线传输压力信息的发射器， 控制测量和传输行为的控制单元， 其中胎压监测单元 在行驶模式(I)中，以第一间隔进行压力测量，并以第二间隔进行压力信息传输， 在驻车模式(2)中，以第三间隔进行压力测量，所述第三间隔长于第一间隔，并且其中，控制单元评估加速度传感器的信号，并根据评估结果在行驶模式(I)和驻车模式(2)间进行切换，并且 其中，当判定压力变化幅度超出存储的阈值，控制单元切换到警告模式(la;2a)，然后以短于第一间隔的间隔进行压力测量，并以短于第二间隔的间隔传输压力信息， 其特征在于， 当检测出超出存储的第一阈值的压力变化时，控制单元从驻车模式(2)切换至驻车警告模式(2a)，当检测出超出存储的第二阈值的压力变化时，控制单元则从行驶模式(I)切换至行驶警告模式(Ia)，其中第二阈值与第一阈值不同。
6.根据权利要求5所述的胎压监测单元，其特征在于，在驻车警告模式(2a)中，以第五间隔进行压力测量，以及，在行驶警告模式(Ia)中，以比第五间隔短的第六间隔进行压力测量。
7.根据权利要求5或6所述的胎压监测单元，其特征在于，所述控制单元最迟在预定义次数的压力测量之后进入停驶警告模式(2a)。
8.根据权利要求7所述的胎压监测单元，其特征在于，所述控制单元在预定义次数的压力测量之后进入行驶警告模式(Ia)，其中进入行驶警告模式的压力测量的次数大于进入驻车警告模式的压力测量的次数。
9.根据权利要求5-8中任一所述的胎压监测单元，其特征在于，当轮胎压力降至第三阈值之下时，所述控制单元还从驻车模式(2)切换到驻车警告模式(2a)。
10.根据权利要求9所述的胎压监测单元，其特征在于，在存储器中记录是否已经存在因低于第三阈值而进入驻车警告模式(2a)的切换，控制单元每次通过评估加速度传感器的信号识别新行程时均会复位存储器，以及，当存储器已经存在表明自上次行程以来因低于第三阈值而切换至驻车警告模式(2a)的值时，就不再切换至驻车警告模式(2a)。
11.一种胎压监测系统，包括根据权利要求7-10中任一所述的胎压监测单元，以及含有接收无线传输的压力信息的接收器的中央单元，其特征在于，当轮胎压力超出预定阈值时，所述中央单元产生警告信号， 优选产生声响警告信号。
【文档编号】B60C23/04GK103619617SQ201280027072
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年6月8日 优先权日:2011年6月9日
【发明者】M·瓦格纳, M·克拉夫特 申请人:霍富霍尔斯贝克及富尔斯特有限公司