[发明专利]使用一维加速度传感器检测车轮旋转的方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及轮胎压力监测系统（TPMS），更具体地涉及TPMS车轮模块在车辆上的定位。

背景技术

美国普遍需要在车辆上安装轮胎压力监测系统（TPMS），欧洲和亚洲国家紧随其后。要求使用TPMS的法规通常设置由直接式轮胎压力监测系统内的基于车轮的单元或车轮模块监测的压力报警阈值等级。车轮模块安装在每个轮胎的内部，诸如安装在轮缘、气门嘴或内胎上以便周期性或连续地监测轮胎的充气压力。

每个车轮模块通常包括压力传感器、诸如微控制器的控制逻辑电路、诸如电池的电源以及将来自压力传感器的压力读数传送至安装在车辆其他地方的中央TPMS接收器的射频（RF）发射器。一些车轮模块还包括加速度传感器，所述加速度传感器用于确定车辆何时起动以节约电池的使用寿命。

将识别哪个车轮模块发送特定信号以及因此哪个轮胎可能具有低压的处理称为定位。当检测到低压情况时，驾驶员通常想知道哪个轮胎处于低压，而不是简单地知道其中一个轮胎处于低压，这通常需要检查每个轮胎以确定出需要引起注意的轮胎。用TPMS有效并且高效的定位是一个源源不断的挑战，因为轮胎常常处于旋转状态并且夏冬季节之间会发生变化，这会改变轮胎的位置。此外，车轮模块上的功率限制使得频繁的通信和定位信号发送变得不切实际。

在使用加速度传感器的定位方案实例中，确定加速度的径向分量以确定每个车轮的旋转方向。然而，根据各个轮胎中的传感器的位置，可以感测到非常高的径向加速度。例如，对于以200km/h行驶的具有16英寸轮缘的车辆而言，在径向分量中可以感测到15,436m/s²的加速度。因此，困难在于，在径向上获得所需的分辨率而不会使得加速度传感器弹簧常数变得很小而使得传感器主体在正常操作期间撞击传感器的壁。

因此，有必要提供一种TPMS系统内运用加速度传感器的改进的定位技术。

发明内容

在一个实施方式中，一种方法包括：确定车辆的多个车轮中的每个的加速度传感器轮廓，其中，所述轮廓至少限定了加速度传感器相对于车轮的定向轴；从位于车辆第一侧上的至少一个车轮模块接收第一加速度数据信号并从位于车辆第二侧上的至少一个车轮模块接收第二加速度数据信号；确定第一加速度数据信号和第二加速度数据信号之间的零加速点；并通过识别相对于第一侧和第二侧的定位至少基于加速度传感器轮廓和数据信号的估算来部分定位每个车轮模块。

在一个实施方式中，一种方法包括：接收第一车轮模块的第一振荡加速度信号；接收第二车轮模块的第二振荡加速度信号；并至少基于第一振荡加速度信号的估算定位第一车轮模块和第二车轮模块。

在一个实施方式中，一种系统包括：多个车轮模块，每个车轮模块与车辆的车轮相关联并包括被配置为感测与车轮相关的加速度的加速度传感器，其中，每个加速度传感器相对于车轮具有统一的加速度传感器位置，并且每个加速度传感器具有加速度传感器轮廓，所述加速度传感器轮廓至少限定加速度传感器相对于车轮的定位轴以使在所述车辆的相对侧上的车轮具有相对的定向轴；以及中央接收器单元，被配置为从多个车轮模块中接收信号，并被配置为通过相对于所述加速度传感器轮廓估算接收的信号来部分定位所述车辆的每个车轮，所述信号包括由所述加速度传感器感测的加速度数据。

在一个实施方式中，与车辆车轮相关联的车轮模块包括：加速度传感器，被配置为感测与车轮相关的加速度，当车轮在开动中时，感测的加速度由重力产生振荡，并且加速度传感器具有至少限定所述加速度传感器相对于车轮的定向轴的加速度传感器轮廓；通信单元，被配置为第二车轮模块接收加速度数据；微控制器，被配置为累积来自加速度传感器的数据并基于加速度传感器轮廓和所累积的传感器数据相对于第二车轮模块部分定位车轮模块；以及电源，被配置为至少向加速度传感器、微控制器和通信单元供电。

在一个实施方式中，与车辆车轮相关联的车轮模块包括：加速度传感器，被配置为感测与车轮相关的加速度，当车轮在开动中时，感测的加速度由重力产生振荡，并且加速度传感器具有相对于车轮的固定定向安装位置；为控制器，被配置为累积来自所述加速度传感器的数据；通信单元，被配置为从微处理器向中央接收器单元传输数据以基于加速度安装位置和从加速度传感器累积的数据部分相对于所述车辆定位车轮模块的；以及电源，被配置为至少向加速度传感器、微控制器和通信单元供电。

附图说明

本发明在下文结合附图对本发明各种实施方式进行的详细说明中可以得到更全面的理解，其中：