自动识别左右轮的方法、装置及胎压监测设备的制作方法
【专利摘要】本发明适用于汽车【技术领域】，提供了一种自动识别左右轮的方法、装置及胎压监测设备，所述方法包括：满足定位条件时，采集各个轮胎的Z轴加速度和X轴加速度；所述Z轴加速度为轮胎的向心加速度，所述X轴加速度为轮胎沿切向的加速度；根据所述采集的Z轴加速度和X轴加速度的相位变换关系定位左右轮。本发明提出的方法、装置及胎压监测设备可实现实时、智能地识别左右轮。
【专利说明】自动识别左右轮的方法、装置及胎压监测设备
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车【技术领域】，尤其涉及一种自动识别左右轮的方法、装置及胎压监测设备。
【背景技术】
[0002]汽车轮胎压力实时监视系统TPMS，主要功能是监控、显示及确认轮胎的工作状态，对轮胎出现的异常状况如超压、欠压、超温、气压突变等及时报警，并通过声光、数字显示当前的状况，以保障行车安全，同时保证汽车轮胎长期处于合理的使用状态。该系统是驾车者、乘车人的生命安全保障预警系统。在汽车高速行驶过程中，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。据专家分析，保持标准的车胎气压行驶和及时发现车胎漏气是预防交通事故的关键。
[0003]目前，在很多的中高端的汽车应用中，汽车所有轮胎的压力、温度等重要行车信息都要实时地显示给驾驶员作行车参考。尤其是在高速行驶时发现胎压信息异常，则需要立即准确地对轮胎进行定位，才能及时正确地做出处理；此外，轮胎换位、更换车身控制模块或更换轮胎气压监测传感器后，也应该能够及时校正轮胎定位并显示出正确定位下的胎压监测信息。在定位技术中前后轮定位相对来讲容易实现，而左右轮定位则是难点和重点。近年来，轮胎左右轮定位技术的出现，使得上述问题得到了一定程度的解决，但现有的方案中仍存在诸多的不足。现有的轮胎左右轮定位技术主要包含以下几种方案:
[0004]方案一:在胎压感测装置安装之前，根据其即将被安装的轮胎位置，由用户手动选择与轮胎安装位置相一致的左右轮代码烧入胎压感测装置安装中，一旦烧入，左右轮信息就定死，此后不可再变更。
[0005]方案二:将四个胎压感测装置安装好和一个接收器安装好之后，利用外部激活工具或者对轮胎进行充放气使胎压感测装置满足数据发送条件，先整体采集一遍四个Sensor的ID信息，然后再通过人工设定接收器接收特定位置Sensor固有的ID信息，并将所述的ID信息与对应的位置进行绑定，达到人工辅助识别的效果。
[0006]方案三:将四个胎压感测装置装好之后，在各个轮胎的附近各安装一个激励器，各激励器与汽车电子控制单元E⑶相连，此外还需要一个接收器与汽车电子控制单元EOT相连。由ECU控制在某些特定的条件下启动自学习功能，自学习模式下各激励器按照特定的顺序依次激活各Sensor,再由接收器接收Sensor所发数据并传递给ECU,此时借助于Sensor独有的ID信息即可定位左右轮信息。
[0007]针对上述方案，现在分别列出其缺点:
[0008]1、方案一中，直接将Sensor的左右轮信息定死显然不符合实时监测的要求，若因为某种原因导致轮胎左右轮换位，则Sensor发出的数据仍然是之前的左右轮信息，此时定位错误，会对驾驶员造成误导。
[0009]2、方案二中，每次定位左右轮完全依赖于人工的辅助，操作繁琐，尤其是中途轮胎换位时，需要大量的人工操作，效率低且容易出错。[0010]3、方案三中，虽然可靠性较好，在汽车未运行时就能检测出左右轮信息，但是整套轮胎定位所涉及的设备很多，会造成设备之间的通信线路复杂，使用和维护成本都非常高。
【发明内容】
[0011]本发明实施例的目的在于提供一种自动识别左右轮的方法、装置及胎压监测设备，旨在解决现有的左右轮定位复杂的问题。
[0012]本发明实施例是这样实现的，一种自动识别左右轮的方法，所述方法包括:
[0013]满足定位条件时，采集各个轮胎的Z轴加速度和X轴加速度；所述Z轴加速度为轮胎的向心加速度，所述X轴加速度为轮胎沿切向的加速度；
[0014]根据所述采集的Z轴加速度和X轴加速度的相位变换关系定位左右轮。
[0015]进一步地，所述根据相位变换关系定位左右轮进一步为:
[0016]当某一轮胎的X轴加速度的相位超前所述Z轴加速度90度时，所述轮胎为右轮；
[0017]当某一轮胎的X轴加速度的相位滞后所述Z轴加速度90度时，所述轮胎为左轮。
[0018]进一步地，所述采集各个轮胎的Z轴加速度和X轴加速度包括:
[0019]在一个轮胎转动周期内，连续采集至少5个点的同一时刻的Z轴加速度和X轴加速度。
[0020]进一步地，所述采集各个轮胎的Z轴加速度和X轴加速度进一步包括:
[0021]根据所述采集的Z轴加速度和X轴加速度确定所述Z轴加速度和X轴加速度的相位变换关系。
[0022]进一步地，所述定位条件包括汽车行驶速度大于某一预设值，和/或汽车进入某一预设状态。
[0023]本发明还提出一种自动识别左右轮的装置，所述装置包括:
[0024]采集模块，用于满足定位条件时，采集各个轮胎的Z轴加速度和X轴加速度；所述Z轴加速度为轮胎的向心加速度，所述X轴加速度为轮胎沿切向的加速度；
[0025]定位模块，用于根据所述采集的Z轴加速度和X轴加速度的相位变换关系定位左右轮。
[0026]进一步地，所述定位模块具体用于:
[0027]当某一轮胎的X轴加速度的相位超前所述Z轴加速度90度时，所述轮胎为右轮；以及当某一轮胎的X轴加速度的相位滞后所述z轴加速度90度时，所述轮胎为左轮。
[0028]进一步地，所述采集模块包括:
[0029]抽样单元，用于在一个轮胎转动周期内，连续采集至少5个点的同一时刻的Z轴加速度和X轴加速度。
[0030]进一步地,所述采集模块进一步包括:
[0031]确定相位变换关系单元，用于根据所述采集的Z轴加速度和X轴加速度确定所述Z轴加速度和X轴加速度的相位变换关系。
[0032]本发明还提出一种胎压监测设备，所述胎压监测设备包括一种自动识别左右轮的装置，所述装置包括:
[0033]采集模块，用于满足定位条件时，采集各个轮胎的Z轴加速度和X轴加速度；所述Z轴加速度为轮胎的向心加速度，所述X轴加速度为轮胎沿切向的加速度；[0034]定位模块，用于根据所述采集的Z轴加速度和X轴加速度的相位变换关系定位左右轮。
[0035]进一步地，所述定位模块具体用于:
[0036]当某一轮胎的X轴加速度的相位超前所述Z轴加速度90度时，所述轮胎为右轮；以及当某一轮胎的X轴加速度的相位滞后所述z轴加速度90度时，所述轮胎为左轮。
[0037]进一步地，所述采集模块包括:
[0038]抽样单元，用于在一个轮胎转动周期内，连续采集至少5个点的同一时刻的Z轴加速度和X轴加速度。
[0039]进一步地,所述采集模块进一步包括:
[0040]确定相位变换关系单元，用于根据所述采集的Z轴加速度和X轴加速度确定所述Z轴加速度和X轴加速度的相位变换关系。
[0041]本发明实施例在特定的定位条件下，利用胎压监测装置检测出的轮胎Z轴加速度和X轴加速度，并根据两者的相位关系自动准确地对轮胎进行左右轮定位。整个定位过程不需要外部设备的参与和人工的辅助操作，完全是在Sensor内部自动进行的数据采集和处理，可快速智能定位，实时性强，可靠性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1是本发明实施例一提供的自动识别左右轮的方法的流程图；
[0043]图2是本发明实施例一提供的自动识别左右轮的方法中Z轴加速度和X轴加速度的不意图；
[0044]图3是本发明实施例一提供的自动识别左右轮的方法中采集的Z轴加速度和X轴加速度的变化示意图；
[0045]图4是本发明实施例二提供的自动识别左右轮的装置的结构图；
[0046]图5是本发明实施例二提供的自动识别左右轮的装置中采集模块的结构图。
【具体实施方式】
[0047]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0048]实施例一
[0049]本发明实施例一提出一种自动识别左右轮的方法。如图1所示，本发明实施例一的方法包括:
[0050]步骤S1、满足定位条件时，由胎压传感器连续多次采集各个轮胎的同一时刻的Z轴加速度和X轴加速度。本发明实施例一所涉及的z轴加速度和X轴加速度如图2所示，假定Sensor水平安装在气门嘴位置(即保证Sensor上的气门嘴与轮毂边沿垂直)，Z轴加速度为轮胎的向心加速度，X轴加速度为轮胎沿切向的加速度。由图2可知，任意时刻，Z轴加速度和X轴加速度的方向始终保持90度夹角,Ζ轴加速度主要受重力和行驶速度影响，X轴加速度主要受重力和加、减速影响，相同转速时Ζ轴加速度在竖直方向的最高点值最大，在最低点值最小，而X轴加速度在左右端点位置，当与重力方向相同时值最大，相反时值最小。
[0051]当定位条件满足时如当检测到汽车行驶速度大于某一个预设值，或者检测到汽车进入某个特定的预设状态时即开始采集。采集可通过双轴加速度传感器进行，采样应以最小的时间间隔进行，但应保证在一个轮胎转动周期内(轮子转动一圈)至少采集到5个点为宜，且必须保证采集的X、Z轴加速度信息为同一时刻数据。采集完毕后，将采集的Z轴加速度和X轴加速度确定Z轴加速度和X轴加速度的相位变换关系如图3所示。
[0052]步骤S2、根据采集的Z轴加速度和X轴加速度的相位变换关系定位左右轮。根据采集的数据确定X加速度、ζ轴加速度各自的变化趋势，如图3所示，找出两者的相位变换关系:若X轴加速度的相位超前Z轴加速度90度，则该轮胎将被识别为右轮，否则若X轴加速度滞后Z轴加速度90度，则该轮胎识别为左轮，图3中将被识别为左轮。
[0053]步骤S3、组包并发送左右轮信息。将左右轮信息嵌入到相关的状态字里面，由胎压检测装置的RF发送器将数据发出，RF接收设备将上述带有左右轮和Sensor固有ID等信息的胎压检测信息接收下来，并将左右轮识别的结果反馈给ECU，最后由ECU将左右轮和ID等信息进行匹配后，左右轮定位即完成。
[0054]本发明实施例一通过检测到的轮胎的X轴加速度和Z轴加速度的相位关系，准确地识别左右轮。其自动化程度高，整个定位过程只需要轮胎定位系统内部的配合，而不需要外部设备的参与和人工的辅助操作，大部分处理机制完全是在Sensor内部自动进行的数据采集和处理，可以更省心省力。另外，本发明实施例一的轮胎定位实时性强，快速智能，即便中途汽车停下来进行轮胎调换，也能迅速在下次启动时自动识别校准为正确的左右轮信息。不论加速、减速、转弯、倒车，都能准确及时地检测和更新左右轮状态信息，便于用户在行车发现胎压监测信息异常时及时地进行轮胎定位，安全、可靠性好。
[0055]实施例二
[0056]本发明实施例二提出一种自动识别左右轮的装置。如图4所示，本发明实施例二的装置包括:采集模块10，用于满足定位条件时，采集各个轮胎的Z轴加速度和X轴加速度；定位模块20，用于根据采集的Z轴加速度和X轴加速度的相位变换关系定位左右轮。如图5所示，采集模块10包括:抽样单元11，用于在一个轮胎转动周期内，连续采集至少5个点的同一时刻的Z轴加速度和X轴加速度；确定相位变换关系单元12，用于根据所述采集的Z轴加速度和X轴加速度确定所述Z轴加速度和X轴加速度的相位变换关系。
[0057]本发明实施例二所涉及的Z轴加速度和X轴加速度如图2所示，假定Sensor水平安装在气门嘴位置(即保证Sensor上的气门嘴与轮毂边沿垂直)，Z轴加速度为轮胎的向心加速度，X轴加速度为轮胎沿切向的加速度。由图2可知，任意时刻，Z轴加速度和X轴加速度的方向始终保持90度夹角，Z轴加速度主要受重力和行驶速度影响，X轴加速度主要受重力和加、减速影响，相同转速时Z轴加速度在竖直方向的最高点值最大，在最低点值最小，而X轴加速度在左右端点位置，当重力方向相同时值最大，相反时值最小。
[0058]当定位条件满足时如当检测到汽车行驶速度大于某一个预设值，或者检测到汽车进入某个特定的预设状态时即采集模块10开始采集。采集模块10可通过双轴加速度传感器进行采集，其中，抽样单元11应以最小的时间间隔进行抽样，应保证在一个轮胎转动周期内(轮子转动一圈)至少采集到5个点为宜，且必须保证采集的X、z轴加速度信息为同一时刻数据。采集完毕后，确定相位变换关系单元12确定Z轴加速度和X轴加速度的相位变换关系如图3所75。
[0059]定位模块20根据采集的数据确定X加速度、Z轴加速度各自的变化趋势，如图3所示，找出两者的相位变换关系:若X轴加速度的相位超前ζ轴加速度90度，则该轮胎将被识别为右轮，否则若X轴加速度滞后Z轴加速度90度，则该轮胎识别为左轮，图3中将被识别为左轮。
[0060]本发明实施例二还可将左右轮信息组包并发送至EOT。将左右轮信息嵌入到相关的状态字里面，由胎压检测装置的RF发送器将数据发出，RF接收设备将上述带有左右轮和Sensor固有ID等信息的胎压检测信息接收下来，并将左右轮识别的结果反馈给ECU，最后由EOT将左右轮和ID等信息进行匹配后，左右轮定位即完成。
[0061]本发明实施例二的装置通过检测到的轮胎的X轴加速度和Z轴加速度的相位关系，准确地识别左右轮。其自动化程度高，整个定位过程只需要轮胎定位系统内部的配合，而不需要外部设备的参与和人工的辅助操作，大部分处理机制完全是在Sensor内部自动进行的数据采集和处理，可以更省心省力。另外，本发明实施例二的轮胎定位实时性强，快速智能，即便中途停车进行轮胎调换，也能迅速在下次启动时自动识别校准为正确的左右轮信息。不论加速、减速、转弯、倒车，都能准确及时地检测和更新左右轮状态信息，便于用户在行车发现胎压监测信息异常时及时地进行轮胎定位，安全、可靠性好。
[0062]实施例三
[0063]本发明实施例三提出一种胎压监测设备。该胎压监测设备包括一自动识别左右轮的装置，该装置的结构和工作原理与本发明实施例二所述之自动识别左右轮的装置类似，此处不再赘述。
[0064]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种自动识别左右轮的方法，其特征在于，所述方法包括:满足定位条件时，采集各个轮胎的Z轴加速度和X轴加速度；所述Z轴加速度为轮胎的向心加速度，所述X轴加速度为轮胎沿切向的加速度；根据所述采集的Z轴加速度和X轴加速度的相位变换关系定位左右轮。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据相位变换关系定位左右轮进一步为:当某一轮胎的X轴加速度的相位超前所述z轴加速度90度时，所述轮胎为右轮；当某一轮胎的X轴加速度的相位滞后所述Z轴加速度90度时，所述轮胎为左轮。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集各个轮胎的Z轴加速度和X轴加速度包括:在一个轮胎转动周期内，连续采集至少5个点的同一时刻的Z轴加速度和X轴加速度。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采集各个轮胎的Z轴加速度和X轴加速度进一步包括:根据所述采集的Z轴加速度和X轴加速度确定所述Z轴加速度和X轴加速度的相位变换关系。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述定位条件包括汽车行驶速度大于某一预设值，和/或汽车进入某一预设状态。
6.一种自动识别左右轮的装置，其特征在于，所述装置包括:采集模块，用于满足定位条件时，采集各个轮胎的Z轴加速度和X轴加速度；所述Z轴加速度为轮胎的向心加速度，所述X轴加速度为轮胎沿切向的加速度；定位模块，用于根据所述采集的Z轴加速度和X轴加速度的相位变换关系定位左右轮。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述定位模块具体用于:当某一轮胎的X轴加速度的相位超前所述z轴加速度90度时，所述轮胎为右轮；以及当某一轮胎的X轴加速度的相位滞后所述Z轴加速度90度时，所述轮胎为左轮。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述采集模块包括:抽样单元，用于在一个轮胎转动周期内，连续采集至少5个点的同一时刻的Z轴加速度和X轴加速度。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述采集模块进一步包括:确定相位变换关系单元，用于根据所述采集的Z轴加速度和X轴加速度确定所述Z轴加速度和X轴加速度的相位变换关系。
10.一种胎压监测设备，其特征在于，所述胎压监测设备包括如权利要求6至9中任一项所述的自动识别左右轮的装置。
【文档编号】B60C23/04GK103707728SQ201410007178
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】李红京, 谷韬, 杨文 , 罗永良, 闫浩 申请人:深圳市道通科技有限公司