用于定位装有监视轮胎压力的系统的车辆的车轮的方法

摘要

本发明涉及一种用于定位机动车辆（1）的车轮（R1、R2、R3、R4）的方法，每个车轮包括具有其自己的标识符的车轮单元（WU1、WU2、WU3、WU4），并且所述车辆包括至少三个天线。本发明由车辆的中央处理单元（2）确定车辆单元的位置，包括：对于每个标识符，由中央处理单元将特定于每个天线的传递函数应用于接收到的信号的数量；通过将传递函数彼此相乘以使得其表示车辆（1）上特定的前右、前左、后右和后左位置来对数值进行计算；对于传递函数表示的每个特定位置，通过确定对应于最高数值P的标识符来定位车轮单元。

说明书

本发明涉及一种用于定位装有监视轮胎压力的系统的车辆的车轮的方法。

为了安全目的，机动车辆越来越多地装有用于监视轮胎压力的系统，其包括装在车辆的每个车轮上的传感器，所述传感器专用于测量装在这些车轮上的轮胎的诸如压力或温度的参数，并且旨在将测量参数的任何不正常变化通知给驾驶员。

这些监视系统通常一方面由电子单元（也被称为车轮单元）提供，所述电子单元装在车辆的每个车轮上并且除上面提到的传感器之外还包括微处理器和无线电发射器，并且另一方面由中央处理单元（装在车辆上）提供，所述中央处理单元用于接收由每个车轮的发射器所发送的信号，其包括具有与天线相连接的射频接收器的电子控制单元（ECU）。

此类监视系统使得将由中央单元的接收器所接收的每个信号与和电子单元位置相关的信息项相关联的责任成为必须，也就是说，并且因此对于作为信号源的车轮的车轮单元，这种责任在车辆的使用期内持续，也就是说，甚至在车轮更换之后或更简单地在颠倒这些车轮的位置之后也必须遵守这种责任。

目前，存在几种方法使得确定车辆上车轮的位置成为可能。因而，例如，使用分别位于驾驶员门把手、位于乘客门把手以及位于汽车后备箱的三个低频（LF）无线电天线。

首先，执行被称为“初始化步骤”的第一步骤，其中：

● 车辆的中央处理单元首先通过有线连接发送LF信号到三个天线，

● 轮到后者发送LF信号到位于车辆上的车轮单元，

● 每个车轮单元通过位于其外壳内的LF天线接收从各种天线发送给它的信号，

● 一旦接收到信号，车轮单元经由其天线将包含其从每个天线接收到的信号的数量的RF消息返回中央处理单元。此外，该消息包括车轮单元本身的标识符，以及轮胎的加速度和/或压力和/或温度等的测量。

中央处理单元从而建立在车辆上存在的车轮单元的标识符列表。

然后，中央处理单元进行到被称为定位步骤的第二步骤，其中，中央处理单元确定车轮的位置和标识符间的对应：

● 车辆的中央处理单元从而每车轮单元检索一个标识符并且检索从与其相关联的天线接收到的信号的数量。对于给定的车轮单元，由中央处理单元将从每个天线接收到的信号的数量与阈值相比较；车轮单元位于先验地靠近以下天线，车轮单元从该天线接收到的信号的数量等于或大于该阈值。通过将该算法按照车轮单元应用到所有接收到的信号的数量上，中央处理单元然后得出每个车轮单元相对于这些天线的位置。由于天线的位置在车辆上是固定的并且为中央处理单元已知，中央处理单元得出每个车轮单元在车辆上的位置。应该注意的是，只考虑具有非零加速度的车轮单元。位于备用车轮上的具有零加速度的车轮单元被中央处理单元认为是不运行的车轮的车轮单元并且被直接归于备用车轮。

例如，对于将                                                作为其标识符的车轮单元，并且接收阈值大于或等于20个信号，如果该车轮单元从左天线接收了20个信号，从右天线接收了10个信号，并且从位于后备箱中的天线接收了2个信号，那么该车轮单元然后被声明为靠近左天线并在车辆前面，这是由于其从左天线接收到的信号的数量等于阈值20并且位于从后备箱中的天线接收到的信号的数量低于该阈值。为了可以将车轮单元声明为在车辆后部左侧，可能必须使之从位于车辆后备箱中的天线额外接收大于或等于20的多个信号。

相同的过程被应用于其他的车轮单元。中央处理单元从而具有下表：

接收到的信号的数量

车轮单元的标识符右天线左天线后备箱天线车轮单元的位置20102前右4256前左52025后左30622后右

表1。

中央处理单元使用该信息来为每个车轮确认车轮单元的定位信息。中央处理单元从而将车轮单元的位置与所执行的加速度和/或压力和/或温度的不同测量相关。在测量参数中观察到的任何缺陷因此被归于在车辆上被精确定位的车轮。

这种方法的主要缺陷是车轮单元对LF消息的接收高度依赖于车轮单元的接收灵敏度以及在LF信号传播期间的干扰现象。事实上，当消息的强度低于某个阈值时，车轮单元接收不到信号并且无法增加对于相应的天线而言接收到的信号的数量。因而，在以上示例中，如果车轮单元接收到来自的左天线的18个信号，那么由中央处理单元执行的车轮定位算法将不能收敛，实际上由于该信号数量低于20的阈值，车轮单元不能被确定地声明为位于车辆的左侧。因此，有必要重启初始化阶段，这会花费时间。此外，如果车轮单元被称为“哑的（dumb）”，也就是说操作性缺陷妨碍其发送并且不能发送消息到中央处理单元，那么只要其他车轮还没被定位，就不能确定该车轮单元的位置。实际上通过根据其它车轮的位置的推论将该车轮单元定位。

然而，为了能够检测由车轮单元测量的任何操作性故障的起源，并且为了能够尽快警告驾驶员，有必要对车轮快速定位。人们不希望重复数次初始化阶段。此外，这一阶段消耗能量，并且由于车轮单元由有限使用期的纽扣电池供电，因此，必须避免任何无用的能量消耗。

即使天线数为四，这种缺陷也当然继续存在。

因此，为了车轮定位算法更快速收敛，有必要对该算法进行优化。

本发明的目的在于提出一种定位算法，使得克服这种缺陷成为可能。

本发明提出了一种用于定位机动车辆的车轮的方法，每个车轮包括具有其自己的标识符的车轮单元，并且所述车辆包括至少三个天线和与车轮单元和天线通信的中央处理单元，所述方法包括如下步骤：

1.应中央处理单元的请求，经由天线发送LF信号到车轮单元，

2.由车轮单元接收针对每个天线的一定数量的LF信号，

3.由每个车轮单元发送消息到中央处理单元，所述消息包括车轮单元的标识符以及车轮单元从每个天线接收到的信号的数量，

4.由中央处理单元确定车轮单元的位置，

由中央处理单元确定车轮单元的位置的步骤进一步包括如下步骤：

      4a.对于每个标识符，由中央处理单元将特定于每个天线的传递函数应用到接收到的信号的数量，

      4b.对于每个标识符，由中央处理单元通过以使得它们表示车辆上特定的前右、前左、后右和后左位置的方式将传递函数彼此相乘来计算数值P，

      4c.由中央处理单元通过为传递函数所表示的每个前右、前左、后右和后左位置确定对应于最大的数值P的标识符来定位车轮单元。

在第一实施例中，当天线数等于四时，那么传递函数是相同的。

在第二实施例中，当天线数等于三时，那么根据在车辆上位于对面的天线的函数合理得到对应于缺少的天线的传递函数。

在第三实施例中，当天线数等于三时，那么三个传递函数是相同的，并且根据在车辆上位于对面的天线的函数得到对应于缺少的天线的函数。更精确地，对应于缺少的天线的函数是在车辆上位于对面的天线的函数的数学上的NOT（非）函数。

优选地，传递函数是连续正函数。在特定实施例中，相同的传递函数具有如下值：

● 0，当接收到的信号的数量小于或等于5时，

● 1，当接收到的信号的数量大于或等于20时。

本发明的其他主题、特征和优势通过阅读以非限制性示例给出的以下描述并参考附图将显而易见，其中：

● 图1是用于监视轮胎压力的系统的图解视图，

● 图2示出了根据本发明在定位车轮的方法中使用的传递函数，

● 图3示出了根据本发明在定位车轮的方法的不同步骤获得的结果；

● 图4示出了根据本发明表示定位方法的逻辑图。

如图1所示，车辆1装有中央处理单元2和位于每个车轮R1、R2、R3、R4上的车轮单元WU1、WU2、WU3、WU4。第五车轮单元（未示出）被装在备用车轮（未示出），通常位于车辆的后备箱中。在该示例中，车辆包括三个LF天线：A1、A2、A3，分别位于车辆的前右、前左以及在后备箱中心。

根据本发明的方法还应用于用于使用四个天线定位车轮的系统，第四天线例如位于车辆前面。

如上所解释，三个天线A1、A2、A3通过低频无线电波（LF）与车轮单元WU1、WU2、WU3、WU4通信，并且通过有线连接与中央处理单元2通信。

根据本发明的定位方法示于图4中。在步骤10中，在中央处理单元2通过天线的媒介激活车轮单元后，如现有技术中所解释的，车轮单元WU1、WU2、WU3、WU4将它们各自的标识符以及它们各自从不同的天线接收到的信号的数量发送到中央处理单元2。也就是说，车轮单元WU1、WU2、WU3、WU4均发送：、、，也就是说，分别从位于前左的天线接收到的信号的数量，从位于前右的天线接收到的信号的数量，和从位于车辆的后备箱的天线接收到的信号的数量。随着每个天线成功地发送，当车轮单元响应中央处理单元时，中央处理单元可以因此确定响应来源的天线。

由中央处理单元2列出了这些数据，例如在表A中，如图3a所示。

在步骤11中，本发明提出了将特定于发送信号的天线的传递函数应用于这些接收到的信号的数量。这些传递函数：、、、针对每个标识符、、、以如下方式应用于接收到的信号的数量N：

● 函数被应用于从前左天线A2接收到的信号的数量，也就是说，

● 函数被应用于从前右天线A1接收到的信号的数量，也就是说，

● 函数被应用于从位于后备箱中的天线A3接收到的信号的数量，也就是说。

在该示例中，因为存在三个天线，根据函数得到对应于位于车辆前面的想象的天线（由于该天线不存在于车辆上）的传递函数，并将其应用于从车辆上在其对面的天线接收到的信号的数量，并且因此应用于从位于后备箱的天线A3接收到的信号的数量，也就是说。

这在图2中示出。在该示例中，并且为了说明的目的，函数、、是彼此相同的，并且是有正导数的正连续函数。这些函数对于接收到的信号的数量小于或等于5取值0，并且对于接收到的信号的数量大于或等于20取值1（见图2a、2b、2c）。在该示例中，在值0和1之间的过渡是正斜率的直线，但是可以被设想为指数或对数等形状。

在位于车辆前面的天线不存在的情况下，函数与函数相反，也就是说在数学上，所述函数是函数，并且因此函数对于接收到的信号的数量小于或等于5取值1，并且对于接收到的信号的数量大于或等于20取值0（见图2d），并且0和1之间的过渡是负斜率的直线。

传递函数还可以特定于天线并且彼此不同。这些函数可以用与5或20不同的接收到的信号的阈值来被有差异地校准并且取值大于或小于1。

例如，传递函数可以取值1针对接收到的信号的数量大于或等于10，而不是20；或可以甚至取值2（而不是1）针对接收到的信号的数量大于或等于20。当天线被检测到有传输问题或与其他天线相比到车轮单元的距离更远时，传递函数的这种校准对于来自该天线的信号的数量进行加权特别有利。

对由车轮单元WU1、WU2、WU3、WU4从每个天线A1、A2、A3接收到的信号的数量、、应用传递函数、、、的结果以表B的形式图示于图3b。在该示例中，所有值被包含在0和1之间，传递函数被包含在0和1之间。

在步骤12中，根据本发明，为了合理地表示车辆上的特定位置，传递函数然后按如下方式彼此相乘（见图3c中的表C）：

●  是的乘积，并且表示车辆的前左位置，

●  是的乘积，并且表示车辆的前右位置，

●  是的乘积，并且表示车辆的后右位置，

● 最后， 是的乘积，并且表示车辆的后左位置。

传递函数之间的这些乘积的结果以表C的形式图示于图3c中。重新提起是对于标识符而言、在传递函数fzfront和传递函数fzleft之间的乘积结果。值P：、、、在我们的示例中都被包含在0和1之间。如果传递函数被有差异地校准，那么值P当然会具有被包含在不同范围内的值。

步骤13在于分析这些结果。对于由函数fzFL、fzFR、fzRR和fzRL表示的车辆上的每个位置，对应于该位置的车轮单元是其标识符具有对于该位置的最大值P的车轮单元，该值将被称为、、、。

因而，如图3c所示：

● 对于具有标识符的车轮单元，最大值P由函数fzFL给定，，并且因此车轮单元位于车辆的前左，

● 对于具有标识符的车轮单元，最大值P由函数fzFR给定，，并且因此车轮单元位于车辆的前右，

● 对于具有标识符的车轮单元，最大值P由函数fzRR给定，，并且因此车轮单元位于车辆的后右，

● 对于具有标识符的车轮单元，最大值P由函数fzRL给定，，并且因此车轮单元位于车辆的后左。

步骤14在于定位车轮单元。

传递函数当然可以是负的并且例如对于接收到的信号的数量大于或等于20取值-1，在这种情况下，对于具有P的最小值的车轮标识符在表C中执行对车轮的位置的搜索。

当传递函数全都不同时，那么用于确定车轮单元的位置的本发明的结果的分析必须考虑在评估数值P时将不同的权值应用于传递函数。

本发明从而使得更快速定位车轮成为可能，也就是说，在单个初始化步骤中。不需要重复该阶段多次，这是由于根据本发明的定位算法在对车轮单元接收到的信号的数量收集一次的情况下收敛。因此，本发明允许节省时间并且显著地减少能量消耗，以及提高用于监视轮胎压力的系统的可靠性。

本发明当然不限于所描述和展示的仅以示例的形式给出的实施例。