用于确定滚动轮胎的至少一个接触片事件的时间信息的方法和部件与流程

文档序号:17544949发布日期:2019-04-29 15:16阅读:184来源:国知局
用于确定滚动轮胎的至少一个接触片事件的时间信息的方法和部件与流程

示例涉及轮胎压力监测系统(tpms)和角位置传感(aps),特别地但并非唯一地,涉及用于确定滚动轮胎的至少一个接触片事件的时间信息的方法、部件、安装于轮胎的tpms模块、tpms系统和机器可读存储器或计算机程序,以及用于定位轮胎的方法



背景技术:

轮胎压力监测系统传统上用于汽车应用以监测车辆轮胎的充气压力并且在异常充气的情况下警告驾驶员。

标准tpms模块是基于阀门的,即,被安装在阀门上,因此,被固定到轮辋上。与基于阀门的tpms模块不同,安装于轮胎的模块被安装在轮胎的内衬上(被安装在每个轮胎的空腔中)。

对于直接tpms,至少包括压力传感器、控制逻辑、射频(rf)发射器和电能源的模块被安装在轮胎上。每个模块测量充气压力,并且将该值与模块标识(id)一起经由rf发送到车辆中的电子控制单元(ecu)。

定位描述了将模块id映射到各个轮胎的过程。这使得tpms能够将所接收的充气压力归因于各个轮胎,并且能够用信号通知哪个轮胎被异常充气。现代ecu可以通过使abs(防抱死制动系统)轮速传感器与tpms模块(角位置传感,aps)的角位置同步来自动执行轮胎定位。tpms模块可以测量它们各自的角位置并且为此将该信息发送到ecu。

使用基于阀门的tpms模块这样做的一种方式是通过从用加速度计测量的地球重力方向来推断角位置。作用在这种模块上的加速度主要包括由于旋转车轮引起的离心加速度、机械振动和地球重力。

与基于阀门的tpms模块不同,安装于轮胎的tpms模块被安装在轮胎的内衬上。当轮胎在车辆移动期间旋转时,这种安装于轮胎的tpms模块大致遵循与轮胎圆周相对应的轨迹。在车辆框架(即,被固定到车辆上的坐标系统)中,轮胎圆周以及因此轨迹类似于扁平圆圈,其中扁平部分由轮胎和地面之间的接触片(足印)来确定。因此,安装于轮胎的tpms模块具有与基于阀门的tpms模块根本不同的加速度波形。因此,基于阀门的模块的基于重力的aps方法不适于安装于轮胎的模块。



技术实现要素:

本申请的示例可以为安装于轮胎的tpms模块提供可靠而且电荷效率高的aps。示例涉及一种用于确定滚动轮胎的至少一个接触片事件的时间信息的方法、部件、安装于轮胎的tpms模块、tpms系统和机器可读存储器或计算机程序,以及用于定位轮胎的方法。

如本文中所使用的,除了本领域的任何常见用途之外,轮胎可以是任何可变形的转动设备,特别地,可以是当其与表面接触时变形的转动设备。轮胎不必由橡胶或任何特定材料制成。

示例提供了一种用于确定轮胎的接触片的时间信息的方法,该方法包括:获取指示轮胎的转动速率的信息;在轮胎的至少一个转动期间,获取指示至少加速度分量的样本序列;以及确定序列中参考样本的时间,其中参考样本的位置指示滚动轮胎的接触片事件的时间信息。示例可以使得能够使用加速度参考样本序列中的加速度参考样本的位置来确定轮胎的接触片定时。进一步的示例也可以根据该信息实现轮胎定位。时间信息表示接触片事件的至少一个时间特性。这种时间信息可以包括接触片事件期间的单个点、接触片事件的持续时间或接触片事件的某个其他时间特性。

一些示例可以使样本的数目适应轮胎充气压力,以便节省电荷。在充气压力较高的情况下,接触片区域减少,而样本数目应当增加。

一些示例可以基于指示轮胎的转动速率的信息来确定最佳采样率。对于较慢的转动速度,可以降低采样率,以便节省电荷。

在一些示例中,获取指示轮胎的转动速率的信息可以包括:确定指示轮胎的加速度分量的信息;以及基于轮胎的加速度分量来确定指示轮胎的转动速率的信息。示例可以使得能够使用加速度值来估计转动速率。在一些示例中,可以通过首先从几个初步加速度样本估计轮胎旋转周期trev(或类似方法)来确定指示轮胎的转动速率的信息。进一步的示例可以确定指示绝对径向加速度分量的初步样本的采样率,其中在获得每个样本之后,更新采样率。

确定指示轮胎的加速度分量的信息可以包括:获取指示绝对径向加速度分量的至少两个样本;以及确定指示绝对径向加速度分量的至少两个样本的平均值。对至少两个样本求平均可以增加绝对径向加速度分量的可靠性或准确性。

至少在一些示例中,获取指示轮胎的转动速率的信息可以包括:收集指示轮胎的至少绝对径向加速度分量的初步样本;从初步样本确定平均绝对径向加速度;以及基于平均绝对径向加速度来估计轮胎的转动持续时间。在一些示例中,可以确定可靠的绝对加速度分量值。

在一些进一步的示例中,该方法可以包括:基于指示轮胎的转动速率的信息来验证样本序列的样本。验证可以提高方法的可靠性。例如,样本序列可以指示至少绝对径向加速度分量。获取指示轮胎的转动速率的信息可以包括:获取指示绝对径向加速度分量的至少两个样本;以及确定指示绝对径向加速度分量的至少两个样本的平均径向加速度。验证样本序列的样本可以包括:将样本序列的至少一个样本与指示绝对径向加速度分量的至少两个样本的平均径向加速度进行比较;以及如果样本序列中至少一个样本超过基于至少两个绝对径向加速度样本的平均径向加速度而预先定义的间隔,则中止该方法。如果样本不可信,则可以中止该方法。这将节省电荷,防止输出错误结果,并且因此增加该方法的稳健性。

样本序列可以指示至少绝对径向加速度分量。获取指示轮胎的转动速率的信息可以包括:获取指示绝对径向加速度分量的至少两个样本;以及确定指示绝对径向加速度分量的至少两个样本的第一平均径向加速度。验证样本序列的样本可以包括:确定指示径向加速度分量的样本序列的第二平均径向加速度;如果第一平均径向加速度和第二平均径向加速度之间的差值超过预先定义的阈值,则中止该方法。如果样本不可信,则可以中止该方法,并且可以节省能量。一些示例可以使用样本验证的多个似真性检查。

在一些示例中,样本序列指示至少绝对径向加速度分量。验证样本序列的样本可以包括:确定范数值序列。该范数值序列可以指示样本序列的样本和参考值序列的变化的差值的累加量值,并且如果范数值序列的至少一个范数值超过预先定义的阈值,则中止该方法。同样,如果范数值不可信,则可以中止该方法,并且可以节省能量。

确定序列中参考样本的位置可以包括:确定指示样本序列与参考值序列的变化之间的匹配的信息。参考值序列可以包括至少一个异常值,其中参考值序列的变化包括序列内异常值的不同位置的变化。该方法还可以包括:基于匹配来确定样本序列中参考样本的位置。示例可以实现低复杂度的匹配检测以确定定时信息。

在一些示例中,该方法还可以包括:在轮胎的至少另一个转动期间,获取指示至少径向加速度分量的另一个样本序列;确定另一个序列中另一个参考样本的另一个位置,其中另一个参考样本的位置指示滚动轮胎的接触片事件的时间信息。示例可以使得能够验证或确认接触片事件的时间信息。该方法还可以包括:基于参考样本的位置和另一个参考样本的另一个位置来确定指示轮胎的转动速率的改进信息。

示例还提供了一种用于基于根据上述方法之一确定的滚动轮胎的接触片事件的时间信息来定位车辆上的轮胎的方法。示例可以使得能够基于接触片事件的定时信息来定位车辆的轮胎。

示例还提供了一种用于确定滚动轮胎的接触片事件的时间信息的部件、单元、设备或模块,包括:传感器,被配置为测量轮胎的至少径向加速度分量;控制器,被耦合到传感器。控制器被配置为:获取指示轮胎的转动速率的信息,在轮胎的至少一个转动期间,获取指示至少加速度分量的样本序列,以及确定序列中参考样本的位置,其中参考样本的位置指示滚动轮胎的接触片事件的时间信息。

在进一步的示例中,控制器还可以被配置为收集指示轮胎的至少绝对径向加速度分量的初步样本,从初步样本确定平均绝对径向加速度,以及基于平均绝对径向加速度来估计轮胎的转动持续时间。控制器还可以被配置为基于指示轮胎的转动速率的信息来验证样本序列的样本,与上述一致。控制器可以被配置为确定指示样本序列与参考值序列的变化之间的匹配的信息,其中参考值序列包括至少一个异常值。参考值序列的变化包括序列内异常值的不同位置的变化。控制器还可以被配置为基于匹配来确定样本序列中的参考样本的位置。

在一些示例中,控制器还被配置为在轮胎的至少另一个转动期间,获取指示至少径向加速度分量的另一个样本序列,以及确定另一个序列中的另一个参考样本的另一个位置,其中另一个参考样本的位置指示滚动轮胎的接触片事件的时间信息。

示例还提供了一种安装于轮胎的tpms模块,包括上述部件、设备、单元或模块。示例还包括tpms系统,包括发射器、接收器和根据上述的安装于轮胎的tpms模块。

示例还提供了一种机器可读存储器,包含用于确定滚动轮胎的至少一个接触片事件的时间信息的机器可读指令,其当被执行时,获取指示轮胎的转动速率的信息,在轮胎的至少一个转动期间,获取指示至少加速度分量的样本序列,以及确定序列中参考样本的位置,其中参考样本的位置指示滚动轮胎的接触片事件的时间信息。

在一些示例中,在轮胎的至少第二转动期间,获取指示至少加速度分量的第二样本序列,并且确定第二序列中第二参考样本的位置,其中第二参考样本的位置指示滚动轮胎的第二接触片事件的时间信息。因此,已知两个连续的接触片位置及其定时信息。这些连续的接触片之间的时间可以是针对轮胎旋转周期trev的精确测量值,其可以与其初始估计值进行比较。

各种示例还包括验证样本。在一些示例中,将样本序列的样本中的至少一个与初步加速度样本的平均值进行比较,并且如果差值超过预先定义的间隔,则中止该方法。在其他示例中,附加地或备选地,将样本序列的平均值与初步加速度样本的平均值进行比较,并且如果差值超过预先定义的间隔,则中止该方法。附加地或备选地,更进一步的示例可以确定样本序列的范数值,并且如果范数值超过预先定义的间隔,则中止该方法。示例可以包括一种或多种验证样本的方式。

示例提供了一种用于确定轮胎的接触片事件的时间信息的设备、部件、单元或模块。该设备可以包括传感器,该传感器能够测量至少加速度分量,理想地,径向加速度分量;以及电路,该电路被配置为执行用于确定轮胎的接触片事件的时间信息的方法。

示例提供了一种tpms,包括用于确定轮胎的接触片事件的时间信息的设备。进一步的示例包括发射器和接收器。

示例还提供了一种计算机程序产品,包括计算机可读介质,其中包含计算机可读程序代码,该计算机可读程序代码被配置为当被加载在计算机、处理器或可编程硬件部件上时,实现上文所描述的方法中的至少一个或其组合。

附图说明

以下仅通过示例并参照附图对装置和/或方法的一些示例进行描述,其中

图1a示出了用于确定轮胎的接触片事件的时间信息的方法的示例的流程图;

图1b示出了图1a的方法的示例性示例的流程图;

图2示出了具有安装于轮胎的tpms模块的轮胎的示意性横截面;

图3示出了安装于轮胎的tpms模块的示例的框图;

图4示出了安装于轮胎的tpms系统的示例的框图;

图5是轮胎的径向加速度曲线的代表性曲线图;

图6是轮胎的径向加速度曲线的另一个代表性曲线图;

图7a示出了轮胎旋转周期的相对误差的曲线图;

图7b示出了轮胎的角位置的误差的曲线图;以及

图8示出了测试台的设置。

具体实施方式

现在参考附图对各种示例进行更全面地描述,附图中图示了一些示例。在附图中,为了清楚起见,可以夸大线、层和/或区域的厚度。

因此,虽然其他示例能够具有各种修改和备选形式,但是在附图中示出其一些特定示例,随后进行详细描述。然而,具体实施方式并不将进一步示例限制于所描述的特定形式。进一步的示例可以涵盖落入本公开的范围内的所有修改、等同物和替换。在整个附图的描述中,相同的附图标记是指相同或相似的元件,当相互比较时,它们可以相同地或以修改的形式实现,同时提供相同或相似的功能。

应当理解,当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时,元件可以直接或者经由一个或多个中间元件连接或耦合。如果使用“或”组合两个元件a和b,则应当理解为公开所有可能的组合,即,仅a、仅b以及a和b。对于相同组合的备选措辞是“a和b中的至少一个”。这同样适用于超过2个元件的组合。

本文中用于描述特定示例的术语不旨在限制其他示例。每当使用诸如“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”之类的单数形式并且仅使用单个元件既不明确地或隐含地定义为强制性的,进一步的示例还可以使用多个元件来实现相同的功能。同样地,当随后将功能描述为使用多个元件实现时,进一步的示例可以使用单个元件或处理实体来实现相同的功能。应当进一步理解,术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(includes)”和/或“包括(including)”当被使用时,指定所述特征、整数、步骤、操作、过程、动作、元件和/部件的存在,但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、过程、动作、元件、部件和/或其任何组的存在或添加。

除非另外定义,否则所有术语(包括技术术语和科学术语)在本文中以其示例所属领域的普通含义使用。在下图中,可选部件、动作或步骤以虚线示出。

图2示出了具有安装于轮胎的tpms模块300的轮胎200的示意性横截面。具有安装于轮胎的tpms模块300的车轮或轮胎200在表面或道路上逆时针滚动。轮胎200在其转动时与道路201形成接触片202。在安装于轮胎的模块300和道路法线之间形成角度203。角位置φ可以被定义为跨越tpms模块和垂直轴之间的角度。当安装于轮胎的模块300位于接触片202中时,出现“接触片事件”。换句话说,当安装有模块300的轮胎的外表面接触道路表面201时,出现接触片事件。

图5是相对于角位置(以度为单位)绘制的轮胎的径向加速度曲线的代表性曲线图500。图5示出了由安装于轮胎的tpms模块的径向加速度计获得的典型加速度信号。当安装于轮胎的tpms模块300不在接触片中(在该区域中获得的加速度样本还被表示为a[i])时,忽略较高频率分量,大多数的数据恒定并且接近基线501(对于图5中的示例性信号,接近400m/s2)。在模块300进入接触片事件时,加速度曲线中的尖峰出现在502处,接着是在接触片事件503期间接近零的读数(在接触片中获得的加速度样本还被表示为a[j])。

在无滑动条件下,轮胎本身在接触道路表面(即,接触片)的区段上滚动,而这些区段几乎是静止的。因此,当通过该接触片时(即,接触片事件),tpms模块几乎没有经历加速。进一步地,假设自由滚动的车轮(即,没有施加扭矩的车轮),该接触片与被定义为φ=0的角位置(即,垂直于地面形成的角度)一致。因为在接触片事件期间几乎消失的加速度如此突出,所以可以估计随后的角位置,这使得使用该特征进行轮胎定位变得方便。

图1a示出了用于确定轮胎的接触片事件的时间信息的方法100的示例的流程图。该方法包括:步骤110,获取指示轮胎的转动速率的信息;步骤120,在轮胎的至少一个转动期间,获取指示至少加速度分量的样本序列;以及步骤130,确定样本序列中参考样本的位置,其中参考样本的位置指示滚动轮胎的接触片事件的时间信息。

在一些示例中,步骤110可以包括:步骤111,确定指示轮胎的加速度分量的信息;以及步骤112,基于轮胎的加速度分量来确定指示轮胎的转动速率的信息。其他示例可以使用其他方式或与其他方式的组合来确定指示转动速率的信息。例如,已知若干个传感器,以确定关于轮胎的转动速率的信息,可以想到重力传感器、abs传感器、光学传感器等。

安装于轮胎的tpms模块的加速度对于轮胎旋转的最大部分(除了机械振动)而言几乎是恒定的。在该部分中,加速度主要由离心加速度确定。半径为r且速度为v的圆形轨迹上的离心加速度acf由以下等式给出:

acf=v2/r.(1)

然而,在接触片中,当模块接近道路表面时,tpms模块所经历的加速度几乎为零。在进入和离开接触片之前不久,轮胎必须显著变形。这增加了tpms模块轨迹的局部曲率。因此,所经历的加速度也增加。

关于轮胎的转动速率的信息可以通过经由以下公式从平均径向加速度<a>和几何轮胎半径r导出trev来确定:

对于安装于轮胎的tpms模块,平均径向加速度与从等式(1)计算的离心加速度相当吻合,其中r由几何轮胎半径近似,并且v由轮胎速度近似。因此,可以从平均径向加速度计算速度。在没有滑动的情况下,速度v经由以下等式与旋转周期trev和有效轮胎半径reff有关:

v-2πreff/trew(3)

对于充气良好的轮胎,该有效半径仅略微小于几何半径。因此,在等式(3)中令reff=r,并且根据等式(2)从平均加速度<a>计算trev。在其他示例中,可以在该等式中使用中值来代替算术平均值<a>。这可以在略有增加的计算需求下提高针对异常值的稳健性。

在一些示例中,指示转动速率的信息通过对所测量的绝对径向加速度样本求平均来确定,并且通过使用等式(2)来确定trev。通常地,该方法可以包括:获取指示绝对径向加速度分量的至少两个初步样本;以及确定指示绝对径向加速度分量的至少两个样本的平均值。在获得初步样本的同时,可以使用累积移动平均值(或所计算的中值),在每次获得之后,根据ts=trev/n来更新采样时间ts。换句话说,每当获得新样本时,计算(更新的)平均加速度trev,并且然后可以计算采样时间ts,来用于下一样本。测量和模拟已经显示很少(例如,四个)加速度样本足以估计trev,如果这些样本也以合理的间隔进行采样。

在一些示例中,每当获得新样本时,估计平均(中值)加速度,从中估计最佳采样时间ts,随后用于下一样本。以下伪代码通过实现累积移动平均值来解释预期的行为:

number_of_preliminary_samples=4

sample_sum=0

sample_counter=0

while(sample_counter<number_of_preliminary_samples)

{

sample_sum+=acquireacclerationsample()

sample_counter++

sample_average=sample_sum/sample_counter

trev=2*pi*sqrt(r/sample_average)

ts=trev/n

wait(ts)

}

return(ts)

当然,所计算的采样时间ts可以必须被映射到特定硬件上的可实现的采样时间的范围上。

总之,在一些示例中,获取指示轮胎的转动速率的信息包括:收集指示轮胎的至少绝对径向加速度分量的初步样本;从初步样本确定平均绝对径向加速度113;在获得每个初步样本之后,更新采样时间114;以及基于平均绝对径向加速度来估计轮胎的转动持续时间112。

为了保证出现至少一个接触片事件,每次轮胎旋转必须获得至少一定数目n个样本。对于适当充气的轮胎和合理的轮胎负载,接触片长度将保持在一定范围之内。该范围确定每次轮胎旋转所需的样本数目n。每次轮胎旋转的样本数目n可以基于充气压力进行调整。对于tpms(轮胎压力监测系统)模块,确定充气压力当然容易实现。随着充气压力的增加,接触片长度减小,而每次轮胎旋转的样本数目n也应当增加。

一些示例包括步骤170,其中确定要在步骤120中使用的采样率ts。在一些示例中,该方法包括:基于指示轮胎的转动速率的信息来确定针对样本序列的样本的采样率。这可以从ts=trev/n来快速确定。在步骤170结束时,轮胎旋转周期trev、潜在的最佳采样时间ts和平均(中值)加速度<a>可以以足够的精度获取。

在采样步骤120期间,在采样时间ts内获得n个加速度样本,并将其存储在存储器中。因为trev=n*ts,所以这个采样总共持续一个轮胎旋转。备选地,可以在更长的时间跨度(例如,1.2*trev)内获得更多的样本,以防止最终误差。以下的加速度样本由a[i]表示,其中样本计数器i从0到(n-1)。

为了防止潜在误差并且为了节省安装于轮胎的模块中的宝贵电荷,几个示例涉及:180,验证所获取的数据;以及181,如果数据超过预先定义的阈值,则中止该方法。因此,系统可以避免在无效数据收集、处理和/或传输上浪费能量。

一些示例方法可以包括:基于指示轮胎的转动速率的信息来验证样本序列的样本。在示例中,验证步骤有几个选项,分别是它们的组合。

一个验证步骤182涉及:将每个新近获得的加速度样本与某个间隔进行比较。该间隔可以从步骤113的平均值(中值)<a>导出。合理间隔可以例如是[-0.1,2]*<a>。如果样本不在该间隔内,则应当中止该方法。该措施可能在信号质量差的情况下节省电荷,例如,由于路况不好。换句话说,在示例中,获取指示轮胎的转动速率的信息可以包括:获取指示绝对径向加速度分量的至少两个样本;以及确定指示绝对径向加速度分量的至少两个样本的平均径向加速度。验证样本序列的样本可以包括:将样本序列的至少一个样本与指示绝对径向加速度分量的至少两个样本的平均径向加速度进行比较;以及如果样本序列的至少一个样本超过基于至少两个绝对径向加速度样本的平均径向加速度而预先定义的间隔,则中止该方法。

另一个验证步骤183涉及:从所获得的样本更新平均(中值)加速度<a>;以及将其与来自步骤113的平均值(中值)进行比较。再一次地,如果样本不在预先定义的间隔内,应当中止该方法。因此,一些示例可以附加地或备选地应用其他验证步骤。例如,样本序列指示至少绝对径向加速度分量。获取指示轮胎的转动速率的信息可以包括:获取指示绝对径向加速度分量的至少两个样本;以及确定指示绝对径向加速度分量的至少两个样本的第一平均径向加速度。验证样本序列的样本可以包括:确定指示径向加速度分量的样本序列的第二平均径向加速度;以及如果第一平均径向加速度和第二平均径向加速度之间的差值超过预先定义的阈值,则中止该方法。

通过前面步骤的设计,已经得知所获得的样本a[i]的基本特征。这简化了分析并允许评估数据质量,其进一步有助于防止错误输出。

在步骤130中,数据的基本特征如下(也参见图5):

大多数样本a[i]接近平均(中值)加速度<a>501;

在接触片(“参考样本”)中获得至少一个样本a[j]503,其值接近零;

为了最佳的噪声稳健性,建议使用可调函数f拟合数据a[i],该可调函数f捕获这些特征。例如,该函数可以如下:

其中所获得的样本a[i]的平均值(中值)用于估计平均(中值)加速度<a>,并且索引j与参考样本相对应。

因此,可以通过将该函数拟合到数据来确定参考样本的位置。只需要计算n个变量,其由δx(j)=|a[j]|-|a[j]-(a)|给出,其中j从0到(n-1);以及确定它们的最小值。

然后,通过索引j给出接触片样本的索引,其在130处最小化δx(j)=|a[j]|。在示例方法中,确定序列中参考样本的位置可以包括:确定指示样本序列和参考值序列的变化之间的匹配的信息。参考值序列包括至少一个异常值,并且参考值序列的变化包括序列内异常值的不同位置的变化。该方法可以包括:基于匹配来确定样本序列中参考样本的位置。

现在,可以执行另一个验证步骤184。拟合之后,可以从残差的范数x(j)来评估拟合质量。如果残差的范数太大,则应当中止执行,以节省电荷。换句话说,在一些示例中,样本序列指示至个绝对径向加速度分量。然后,验证样本序列的样本可以包括:确定范数值序列。范数值序列可以指示样本序列的样本和参考值序列的变化的差值的累加量值。验证还可以包括:如果范数值序列的至少一个范数值超过预先定义的阈值,则中止该方法。

例如,将残差的1-范数定义为索引j的函数:

将等式(4)代入等式(3)并且直接完成求和:

对于没有接触片样本的数据集合,该等式的最右边和是1-范数,其可以由下式表示:

引入另一简式δx(j)=|a[j]|-|a[j]-<a>|,则可以记为:

x(j)=δx(j)+xo.((6))

与数据的最佳匹配由残差范数的最小值(即,{xo,x(j)}的最小值)给出。从等式(6)可以发现这相当于找出{0,δx(j)}的最小值。

应当理解,可以使用未补偿的原始加速度测量值来代替完全补偿的加速度样本。这会为补偿功能节省可观的电荷。

各种示例可以包括验证步骤182,183和/或184中的一个或多个步骤。

其他示例可以包括附加步骤140和150。步骤140重复步骤120的过程,以便获取第二样本序列。步骤150重复步骤130的过程,以确定第二样本序列中的第二参考样本。可以在步骤140和/或150期间执行任何上述验证步骤180,182,183和/或184(或其他验证步骤)。因此,在一些示例中,该方法可以包括:在轮胎的至少另一个转动期间,获取指示至少径向加速度分量的另一个样本序列140;以及确定另一个序列中另一个参考样本150的另一个位置。另一个参考样本的位置指示滚动轮胎的接触片事件的时间信息。该方法还可以包括:基于参考样本的位置和另一个参考样本的另一个位置来确定指示轮胎160的转动速率的改进信息。

在步骤150之后,已知两个连续的接触片事件(借助于两个参考样本)。因此,在步骤160中,通过找到这两个连续的接触片事件之间的时间差,可以非常精确地确定trev。然后,可以将该值与步骤110中的估计值进行比较。

图1b示出了方法100的示例性示例的流程图。该示例在步骤110处开始:获取指示轮胎的转动速率的信息。接下来,我们获得一些初步样本(步骤113),然后确定合理采样时间ts(步骤114)。获得初步加速度测量值,更新移动平均值,并且等式ts=trev/n用来更新图1b的步骤1中的采样间隔(因此,ts正在改变)。对于每个新获得的加速度样本,执行该计算。

在一个示例中,在每个处理步骤之后,验证可用数据(步骤180;也由暗菱形表示)。如果数据不合理,则中止该方法。这节省了安装于轮胎的模块中的宝贵电荷。

在图1b的步骤2中,获取样本序列120。出现另一个可选的验证步骤180,其采用如先前所解释的步骤182和/或183的方法。与往常一样,如果数据不合理,则中止该方法。

在图1b的步骤3中,确定参考样本的位置130。再一次地,出现诸如步骤184的方法的可选的验证步骤180。与往常一样,如果数据不合理,则中止该方法。

在图1b的步骤4中,获取第二样本序列140。出现另一各可选的验证步骤180,例如步骤182和/或183的方法。与往常一样,如果数据不合理,则中止该方法。

在图1b的步骤5中,确定第二参考样本的位置150。既然得知两个连续片,就可以确定trev的更准确的值160。再一次地,出现诸如步骤184的方法的可选的验证步骤180。如果数据不合理,则中止该方法。

图6是相对于时间绘制的、如在初步采样步骤113和实际采样步骤120期间测量的、安装于轮胎的tpms模块的径向加速度曲线的代表性曲线图600,如随后详述的。由于轮胎以恒定的角速度转动,所以角位置随时间线性增加,并且加速度曲线与图5的曲线具有相同的信号。图6示出了典型加速度信号(实线)的示例。在获得一些(例如,四个)初步样本(三角形;步骤113)之后,估计轮胎旋转周期trev(步骤112)。在该示例中,trev被估计为0.17秒。对于随后的时间跨度trev,确定样本序列的采样时间(步骤170),并且获得加速度样本序列(圆圈;步骤120)。在步骤130中,对数据进行后处理,以定位接触片事件。在该示例中,它可能在算法运行时间0.18秒时被检测到。

所公开的方法由用于安装于轮胎的tpms模块的可靠而且电荷效率高的aps组成。它被构建成三个基本步骤,也参见图1a。

a)110,首先,在等式(2)的帮助下从几个初步加速度样本估计轮胎旋转周期trev。

b)120,随后,在一个轮胎旋转的时间内获得预先定义的数目个加速度样本。

c)130,最后,对所获得的样本进行后处理以定位接触片。

为了提高结果的置信度,可以重复算法步骤(b)至(c),步骤140和150。因此,可以获取两个连续接触片。这些连续接触片之间的时间是针对轮胎旋转周期trev的精确测量160,其可以与来自步骤(a)的其初始估计值进行比较。

图3示出了安装于轮胎的模块300的示例的框图。安装于轮胎的tpms模块包括传感器301,被配置为获取数据,并且能够测量至少加速度分量;以及控制器302,被耦合到传感器,被配置为结合传感器执行方法100的各个步骤。在一些示例中,用于确定滚动轮胎的接触片事件的时间信息的部件包括传感器301,被配置为测量轮胎的至少径向加速度分量;以及控制器302,被耦合到传感器,该控制器被配置为通过使用传感器执行步骤110,120和130。

在其他示例中,控制器302还可以被配置为收集指示轮胎的至少绝对径向加速度分量的初步样本111,并且从初步样本确定平均绝对径向加速度113,以及基于平均绝对径向加速度来估计轮胎的转动持续时间112。

在其他示例中,控制器302还可以被配置为基于指示轮胎的转动速率的信息来验证样本序列的样本180。该验证可以采用步骤182,183,184的方法中的一个或多个,和/或其他可能的验证方法。例如,控制器302可以被配置为确定指示样本序列与参考值序列的变化之间的匹配的信息,其中参考值序列包括至少一个异常值,并且参考值序列的变化包括序列内异常值的不同位置的变化;以及基于匹配来确定样本序列中参考样本的位置。

在更进一步的示例中,控制器302还可以被配置为:140,在轮胎的至少另一个转动期间,获取指示至少径向加速度分量的另一个样本序列;以及150,确定另一个序列中另一个参考样本的另一个位置。另一个参考样本的位置指示滚动轮胎的接触片事件的时间信息。

示例可以涉及包括部件300的安装于轮胎的tpms模块。

图4示出了安装于轮胎的tpms系统400的示例的框图。tpms系统400包括发射器401,被耦合到安装于轮胎的tpms模块300。示例还包括接收器402,被耦合到ecu403或类似的处理器,以进行进一步数据处理。本领域技术人员应当领会,可能需要附加电路部件(未示出),例如模数转换器、存储器模块或电源。

图7a和图7b示出了基于在以43km/hr行驶时由试验台获得的行驶数据的轮胎旋转周期和角位置的误差。图7a示出了轮胎旋转周期的相对误差的曲线图。图7b示出了轮胎的角位置的误差的曲线图。

图8示出了测试台设置的示例。设置具有安装于轮胎的tpms模块的轮胎,并且执行方法100。从外部光学传感器确定tpms模块的正确(参考)角位置,该传感器检测到标志的周期性经过。该标志(白线)涂在轮胎上与tpms模块安装完全相同的角位置。

当预期其已经经过了光学传感器的角位置时,tpms模块发送rf包。从rf接收器接收这些包,其根据中断信号而产生。

通过示波器测量参考信号和中断信号之间的时间差,并且进行视觉评估。所评估的数据显示与参考信号具有非常好的相关性。

与先前所详述的示例和附图中的一个或多个示例和附图一起提及和描述的方面和特征也可以与其他示例中的一个或多个示例进行组合,以便替换另一示例的相同特征或以便将该特征附加地引入另一示例。

当计算机程序在计算机或处理器上执行时,示例可以进一步是或涉及一种计算机程序,其具有用于执行上述方法中的一个或多个方法的程序代码。可以通过编程的计算机或处理器执行各种上文所描述的方法的步骤、操作或过程。示例还可以涵盖程序存储设备,诸如数字数据存储介质,其是机器、处理器或计算机可读和编码机器可执行、处理器可执行或计算机可执行指令程序。这些指令执行或使得执行上文所描述的方法的动作中的一些或全部动作。程序存储设备可以包括或者比如是数字存储器、诸如磁盘和磁带之类的磁存储介质、硬盘驱动器、或光学可读数字数据存储介质。进一步的示例还可以涵盖计算机、处理器或控制单元,其被编程为执行上文所描述的方法的动作;或(场)可编程逻辑阵列((f)pla)或(场)可编程门阵列((f)pga),其被编程执行上文所描述的方法的动作。

说明书和附图仅图示了本公开的原理。更进一步地,本文中所阐述的所有示例主要旨在明确地仅用于教学目的,以帮助读者理解本公开的原理和由一个或多个发明人推动现有技术所贡献的概念。本文中阐述本公开的原理、方面和示例以及其具体示例的所有陈述旨在涵盖其等同物。

被表示为执行某个功能的“用于...的装置”的功能块可以是指被配置为执行某个功能的电路。因此,“用于某事的装置”可以被实现为“被配置为或适合于某事的装置”,诸如被配置为或适合于相应任务的设备或电路。

附图中所示的各种元件的功能,其包括被标记为“装置”、“用于提供传感器信号的装置”、“用于生成发射信号的装置”等的任何功能块在内,可以以诸如“信号提供器”、“信号处理单元”、“处理器”、“控制器”等之类的专用硬件以及能够执行与适当软件相关联的软件的硬件的形式实现。当由处理器提供时,功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独的处理器提供,其中一些或全部可以共享。然而,术语“处理器”或“控制器”到目前为止不限于专门能够执行软件的硬件,而是可以包括数字信号处理器(dsp)硬件、网络处理器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、用于存储软件的只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、以及非易失性存储器。还可以包括其他硬件、常规硬件和/或定制硬件。

比如,框图可以图示了实现本公开的原理的高级电路图。类似地,流程图、流程图表、状态转换图、伪代码等可以表示各种过程、操作或步骤,其可以比如基本上在计算机可读介质中表示,因此由计算机或处理器执行,无论是否明确示出这种计算机或处理器。说明书或权利要求中所公开的方法可以通过具有用于执行这些方法的相应动作中的每个动作的器件的设备来实现。

应当理解,除非比如出于技术原因而明确或隐含地另外说明,否则说明书或权利要求中所公开的多个动作、过程、操作、步骤或功能的公开内容不能被解释为在特定顺序内。因此,除非出于技术原因而导致这些动作或功能不可互换,否则多个动作或功能的公开内容不会将这些限制于特定顺序。更进一步地,在一些示例中,单个动作、功能、过程、操作或步骤可以包括或可以分别分成多个子动作、功能、过程、操作或步骤。除非明确排除,否则可以包括此类子动作,并且是该单一动作的公开内容的一部分。

更进一步地,以下权利要求在此并入到具体实施方式,其中每个权利要求可以作为单独示例而独立存在。尽管每个权利要求可以作为单独示例而独立存在,但是应当指出,尽管从属权利要求在权利要求中可以是指与一个或多个其他权利要求的特定组合,但是其他示例还可以包括从属权利要求与从属或独立权利要求的主题的组合。除非指出不旨在特定组合,否则本文明确提出了这样的组合。更进一步地,即使该权利要求不直接从属于独立权利要求,也旨在包括对任何其他独立权利要求的权利要求的特征。

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