專利名稱：間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明總體上涉及間接輪胎壓力監(jiān)測，且更具體地，涉及來自用于間接輪胎壓力監(jiān)測的車輪速度傳感器的模擬霍爾信號的使用。
背景技術(shù)：
有兩種監(jiān)測車輛輪胎中的壓力的常規(guī)方法:直接方法和間接方法。直接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)通常包括車輪模塊，該車輪模塊具有一個或多個安裝在輪胎內(nèi)或安裝到輪胎上的傳感器和電子器件來直接測量輪胎壓力，并將測量數(shù)據(jù)無線傳送至車輛。間接TPMS通常在沒有置于輪胎內(nèi)的TPMS傳感器或電子器件的情況下利用來自其他車輛傳感器和/或系統(tǒng)的信息來間接估算輪胎壓力。間接TPMS引人關注，因為它可以比直接TPMS更具成本效益。一種傳統(tǒng)的間接TPMS使用來自防鎖死制動系統(tǒng)(ABS)的車輪速度信號。對于具有四個輪胎的典型載客車輛，間接TPMS比較四個車輪速度信號來確定是否由于壓力損失以及相關的直徑減小而使車輪轉(zhuǎn)動得更快。由于是比較這些值，所以關于這些間接系統(tǒng)中的一些的一個缺點是系統(tǒng)不能檢測到是否所有車輪均隨時間而具有壓力損失。此外，來自ABS或其他車輛系統(tǒng)的信號質(zhì)量對于間接TPMS而言至關重要。傳統(tǒng)的間接TPMS通常使用來自ABS的表示由旋轉(zhuǎn)輪桿生成的時鐘的數(shù)字信號。該數(shù)字信號由模擬霍爾信號通過檢測信號的最小值和最大值并確定過零點而導出。遺憾的是，通過使用導出的數(shù)字信號，會損失掉關于輪胎諧振和時鐘信號上的高次諧波(higher-order harmonic)的有價值的信息。因此，傳統(tǒng)系統(tǒng)必須嘗試恢復ABS時鐘信號中的高次諧波，盡管僅具有有限的性能效果。因此，存在對用于間接輪胎壓力監(jiān)測的改進的系統(tǒng)和方法的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施方式涉及間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)和方法。在一種實施方式中，間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)包括防鎖死制動系統(tǒng)，其包括模擬電路部分和數(shù)字電路部分；以及間接TPMS電路，其在模擬電路部分與數(shù)字電路部分之間耦接至防鎖死制動系統(tǒng)，以在由數(shù)字電路部分對數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理之前從防鎖死制動系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)。在一種實施方式中，一種方法包括在由防鎖死制動系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理之前從防鎖死制動系統(tǒng)提取數(shù)據(jù)；由耦接至防鎖死制動系統(tǒng)的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)分析該數(shù)據(jù)來確定與該數(shù)據(jù)相關的諧振頻率；以及將由防鎖死制動系統(tǒng)對該數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理之后的數(shù)據(jù)和與該數(shù)據(jù)相關的諧振頻率傳送至電子控制單元。


考慮以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的各種實施方式的詳細描述，可更加全面地理解本發(fā)明，其中:
圖1是根據(jù)一種實施方式的系統(tǒng)的框圖。圖2是根據(jù)一種實施方式的信號調(diào)制圖。盡管本發(fā)明適用于各種修改和變更形式，但其細節(jié)已通過附圖中的實例方式示出且將被詳細描述。然而，應當理解，該目的并非將本發(fā)明限定為所述具體實施方式
。相反，該目的是要涵蓋落入由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的思想和范圍內(nèi)的所有修改、等價和變更。
具體實施例方式本發(fā)明的實施方式涉及利用防鎖死制動系統(tǒng)(ABS)信號的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)和方法。在實施方式中，脈沖形成之前，以模擬形式從ABS霍爾信號獲取信息。在ABS傳感器內(nèi)，可針對諧振頻率來分析該信息。在一些實施方式中，數(shù)字化的信息可被調(diào)制到傳統(tǒng)ABS車輪速度時鐘信號上以發(fā)送至間接TPMS電子控制單元(EOT)并由該間接TPMS電子控制單元分析。根據(jù)實施方式，關于車輪轉(zhuǎn)動的高次諧波的附加信息可被提供至TPMSECU，隨后該TPMS ECU可在減少預警延遲的同時計算出更精確的輪胎壓力估計，從而提供平衡了提供帶有假警報(false alarm)的早期預警(early warning)的更健全的系統(tǒng)。參照圖1，示出了 ABS傳感器電路100的框圖。電路100包括通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)106耦接的模擬部分102和數(shù)字部分104。模擬部分102包括一個或多個霍爾探針108、偏移補償電路Iio和增益電路112。數(shù)字部分104包括最大/最小檢測電路114、過零檢測電路116、頻率分析電路118、諧波分析電路120和脈沖形成電路122。頻率分析電路118和諧波分析電路120形成間接TPMS 124的一部分。相比傳統(tǒng)的間接TPMS方法，將在一種實施方式中包括快速傅里葉變換(FFT)電路的頻率分析電路118和諧波分析電路120增加到ABS傳感器電路100能實現(xiàn)對車輪速度和諧振頻率信息以及附加信息(例如，有關來自霍爾信號的中心頻率、品質(zhì)因子和高次諧振的信息)的提取。通常，在車輪速度對應于脈沖之間的持續(xù)時間的情況下，車輪速度對應于信號的一階頻率(first order frequency)。在一種實施方式中，每一轉(zhuǎn)約有48個脈沖,這提供了很好的粒度。隨后，可分析這些特征的變化來確定是否有任何指示輪胎壓力變化的信肩、O例如，間接TPMS 124可檢測輪胎的諧振頻率的變化。諧振頻率的減小可指示輪胎中的較低輪胎壓力。隨后，信息可以幾種方式從間接TPMS 124被傳送至TPMS或車輛E⑶。在第一實施方式中，來自間接TPMS 124的信息以數(shù)字幀協(xié)議格式表示，并通過使脈沖長度適應于幀的相關比特的狀態(tài)而被調(diào)制到原始ABS時鐘信號上。因此，盡管TPMS信息位于脈沖序列的脈沖持續(xù)時間中，但ABS車輪速度信號由上升沿表示。例如，參照圖2。在另一實施方式中，諸如有線或無線連接的獨立通信源可被配置在間接TPMS 124與E⑶之間。其他TPMS系統(tǒng)可使用數(shù)字ABS傳感器信號，但這些系統(tǒng)不如本文所公開的實施方式。用于諧振分析的信息嵌入在信號斜坡(slope)的時間點中。因此，該信號中的抖動誤差對于TPMS性能而言是嚴重干擾源。該抖動可被認為是在模擬信號的過零點與數(shù)字化信號的斜坡之間的非常量延遲。該問題由運行期間的最小/最大檢測和過零檢測中的永久適應引起。因此，該抖動誤差被公開在ABS傳感器數(shù)據(jù)表中。這些正在實施的間接TPMS尋求低抖動，且如本文所公開，將模擬信號用于間接TPMS使得抖動問題變得毫無意義，從而提供了顯著優(yōu)于傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢。本文已描述了系統(tǒng)、裝置和方法的各種實施方式。這些實施方式僅通過實例方式給出，且并不意味著限定了本發(fā)明的范圍。此外，應當理解，已描述的實施方式的各個特征可以各種方式結(jié)合從而產(chǎn)生大量其他實施方式。此外，盡管為使用所公開的實施方式已描述了各種材料、尺寸、形狀、構(gòu)造和位置等，但在不超出本發(fā)明的范圍的前提下，也可采用除所公開的這些之外的其他實施方式。相關領域普通技術(shù)人員將理解，本發(fā)明可包括比任何上述獨立實施方式中所示出的更少的特征。本文所述實施方式并不意味著是對其中本發(fā)明的各個特征可被結(jié)合的方式的詳盡表示。因此，這些實施方式并非相互排斥的特征組合；相反，如本領域普通技術(shù)人員所理解，本發(fā)明可包括從不同的獨立實施方式中選出的不同獨立特征的組合。上述任何參考文獻的結(jié)合均被限制為使其未結(jié)合與本文明確公開相反的主題。上述任何參考文獻的結(jié)合還被限制為使得未通過引用將包括在文獻中的權(quán)利要求結(jié)合于本文。上述任何參考文獻的結(jié)合更被限制為使得除非明確表示包括在本文中，否則任何文獻中提供的定義均不通過引用結(jié)合于本文。
權(quán)利要求
1.一種間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)，包括: 防鎖死制動系統(tǒng)，其包括模擬電路部分和數(shù)字電路部分；以及間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)電路，其在所述模擬電路部分與所述數(shù)字電路部分之間耦接至所述防鎖死制動系統(tǒng)，以在由所述數(shù)字電路部分對數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理之前從所述防鎖死制動系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其中，所述間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)電路包括諧振分析電路和諧波分析電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其中，所述諧振分析電路包括快速傅里葉變換(FFT)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其中，從所述防鎖死制動系統(tǒng)接收到的所述數(shù)據(jù)包括模擬傳感器信號數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其中，所述模擬傳感器信號數(shù)據(jù)包括模擬霍爾傳感器信號數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其中，所述數(shù)字電路部分包括脈沖形成電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其中，所述脈沖形成電路被配置為將來自所述間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)電路的信息調(diào)制到來自所述防鎖死制動系統(tǒng)的時鐘信號上來形成輸出信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其中，所述脈沖形成電路被配置為將所述輸出信號發(fā)送至電子控制單元(EOT)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其中，所述脈沖形成電路被配置為通過將信息編碼在所述時鐘信號的脈沖長度中來調(diào)制來自所述間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)電路的信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其中，所述時鐘信號的上升沿對應于防鎖死制動系統(tǒng)信號的過零點。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其中，所述間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)電路包括諧振分析電路和諧波分析電路，且其中，來自所述諧波分析電路的輸出信號被傳送至電子控制單元(EOT)。
12.一種方法,包括: 在由防鎖死制動系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理之前從所述防鎖死制動系統(tǒng)提取數(shù)據(jù)； 由耦接至所述防鎖死制動系統(tǒng)的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)分析所述數(shù)據(jù)來確定與所述數(shù)據(jù)相關的諧振頻率；以及將由所述防鎖死制動系統(tǒng)對所述數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理之后的所述數(shù)據(jù)和與所述數(shù)據(jù)相關的所述諧振頻率傳送至引擎控制單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，傳送所述數(shù)據(jù)還包括將所述諧振頻率調(diào)制到數(shù)字處理之后的所述數(shù)據(jù)的信號上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，調(diào)制所述諧振頻率還包括將所述諧振頻率編碼在所述信號的脈沖長度中。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，分析所述數(shù)據(jù)還包括分析所述數(shù)據(jù)的諧振。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，分析所述數(shù)據(jù)還包括在分析所述數(shù)據(jù)的諧振之后分析所述數(shù)據(jù)的諧波。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，分析所述數(shù)據(jù)的諧振還包括對所述數(shù)據(jù)進行快速傅里葉變換(FFT)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，分析所述數(shù)據(jù)還包括確定所述數(shù)據(jù)的品質(zhì)因子。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，傳送所述數(shù)據(jù)還包括將由所述防鎖死制動系統(tǒng)對所述數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理之后的所述數(shù)據(jù)和與所述數(shù)據(jù)相關的所述諧振頻率分別傳送至電子控制單元。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方 法，還包括根據(jù)所述數(shù)據(jù)確定有關輪胎壓力的信息。
全文摘要
本發(fā)明的實施方式涉及間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)和方法，該系統(tǒng)和方法利用防鎖死制動系統(tǒng)(ABS)信號。在實施方式中，在脈沖形成之前從ABS霍爾信號獲取信息。在ABS傳感器內(nèi)，可針對諧振來分析該信息。在一些實施方式中，數(shù)字化的信息可被調(diào)制到傳統(tǒng)ABS車輪速度時鐘信號上以傳送至間接TPMS電子控制單元(ECU)并由該間接TPMSECU分析。根據(jù)實施方式，關于車輪轉(zhuǎn)動的高次諧波的附加信息可被提供至TPMS ECU，隨后該TPMS ECU可在減少預警延遲的同時計算出更精確的輪胎壓力估計。
文檔編號B60C23/00GK103085611SQ20121042157
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者馬丁·戈奇利希 申請人:英飛凌科技股份有限公司