使用多維共振頻率分析的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)和方法
【專利摘要】實施例涉及間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)和方法，該系統(tǒng)和方法利用被耦合到電路裝置和/或控制器的防抱死制動系統(tǒng)(ABS)感測的信號，使用多維共振頻率分析(MRFA)技術(shù)來處理感測的信號。在一些實施例中，來自針對非輪胎變量和參數(shù)的其它感測的信號或存儲的數(shù)據(jù)設(shè)置的附加信息可以被并入到MRFA中。因此，在實施例中，間接TPMS包括來自ABS的至少一個信號、比如車輪速度信號，以及使用至少一種MRFA技術(shù)來處理來自ABS的至少一個信號的電子控制單元(ECU)。不像尋找單個共振頻率的常規(guī)的MRFA方式，實施例的MRFA使用對通過感測的ABS信號確定的輪胎振動在譜中不同的點上的譜分析，該譜分析可以反映不同的振動模式和不同的對應(yīng)共振頻率。
【專利說明】使用多維共振頻率分析的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及間接輪胎壓力監(jiān)測，并且更具體地涉及用于間接輪胎壓力監(jiān)測的使用對傳感器數(shù)據(jù)的多維共振頻率分析的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]監(jiān)測車輛輪胎中的壓力的有兩種一般方式:直接方式和間接方式。直接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)通常包括具有一個或多個傳感器的車輪模塊和被安裝在輪胎中或被安裝到輪胎以直接測量輪胎的壓力并且向車輛無線發(fā)送測量數(shù)據(jù)的電子設(shè)備。間接TPMS —般在沒有TPMS傳感器或位于輪胎中的電子設(shè)備的情況下，利用來自其它車輛傳感器和/或系統(tǒng)的信息來間接地估計輪胎的壓力。間接TPMS因其可以比直接TPMS更加成本高效而具有吸引力。
[0003]很多常規(guī)的間接TPMS使用來自防抱死制動系統(tǒng)(ABS)的車輪速度信號。由于典型的乘用車輛具有四個輪胎，因此常規(guī)的間接TPMS比較來自四個車輪中每個車輪的速度信號來確定個體車輪是否由于壓力的損失及相關(guān)的輪胎直徑減小而轉(zhuǎn)動較快。這種間接TPMS的一個缺點是系統(tǒng)不能檢測隨著時間的推移是否所有車輪損失了壓力。
[0004]克服這一缺點的一個方式是利用分析來自ABS的感測的數(shù)據(jù)信號中的單個共振頻率的共振頻率方法(RFM)。申請?zhí)枮?，207，839和8，347，704的美國專利描述了對感測的數(shù)據(jù)信號的時間序列的不同種類的RFM分析，包括自回歸分析、快速傅里葉分析、貝葉斯分析或者基于線性估計模型的分析。雖然這些專利教導(dǎo)了不同種類的分析，但是這些已知RFM方式中的每個方式的目的是為了降低板載處理器做出對標(biāo)識單個共振頻率所必要的計算所需的計算能力，根據(jù)該單個共振頻率可以間接地估計輪胎壓力。
[0005]雖然RFM分析可以代表對常規(guī)的間接TPMS的改善，但是結(jié)果的準(zhǔn)確性可能會受到ABS感測的數(shù)據(jù)信號的低分辨率以及除僅僅單獨輪胎中的輪胎壓力之外的能夠影響共振頻率的其它因素的影響。因此，需要改善的用于間接輪胎壓力監(jiān)測的系統(tǒng)和方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在實施例中，間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)包括防抱死制動系統(tǒng)(ABS)，該ABS被配置為提供車輪速度信號；以及電子控制單元(ECT)，該E⑶被耦合到ABS并且被配置為使用多維共振頻率分析(MRFA)來處理感測的信號，該MRFA包括標(biāo)識車輪速度信號中至少兩個輪胎振動模式的譜分析，并且隔離影響至少兩個輪胎振動模式的至少一個特性。
[0007]在實施例中，對車輛上的單獨輪胎進行間接輪胎壓力監(jiān)測的方法包括針對輪胎從防抱死制動系統(tǒng)(ABS)提取數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)代表輪胎的車輪速度；以及使用信號處理系統(tǒng)來分析數(shù)據(jù)已確定與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的多個共振頻率，并且然后分析多個共振頻率以至少確定輪胎的估計的輪胎壓力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]結(jié)合附圖參考對本發(fā)明的各種實施例的以下詳細描述可以更全面地理解本發(fā)明，其中:
[0009]圖1是根據(jù)實施例的車輪傳感器系統(tǒng)和輪胎的示意圖。
[0010]圖2是根據(jù)實施例的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)的框圖。
[0011]圖3是根據(jù)實施例的間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)的框圖。
[0012]圖4是根據(jù)實施例的多維頻率分析的圖形表示。
[0013]圖5是根據(jù)實施例的方法的流程圖。
[0014]雖然本發(fā)明可被修改成各種修改和替代形式，但其細節(jié)已在附圖中以示例的方式示出并且將詳細說明。然而應(yīng)當(dāng)理解，其意圖并不是將本發(fā)明限制于所描述的具體實施例。相反，其意圖是要覆蓋由所附權(quán)利要求書限定的、在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替代物。

【具體實施方式】
[0015]實施例涉及間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)和方法，該系統(tǒng)和方法利用被耦合到電子控制單元(ECU)的防抱死制動系統(tǒng)(ABS)感測到的信號，該ECU可以包括電路這種和/或控制器以使用多維共振頻率分析(MRFA)技術(shù)來處理感測的信號。在一些實施例中，來自針對非輪胎變量和參數(shù)的其它感測的信號或存儲的數(shù)據(jù)設(shè)置的附加信息可以被并入到MRFA中。不像尋找單個共振頻率的常規(guī)的MRFA方式，實施例的MRFA使用對通過感測的ABS信號確定的輪胎振動在譜中不同的點上的譜分析，該譜分析可以反映不同的振動模式和不同的對應(yīng)共振頻率。在一些一些實施例中，用于感測的ABS信號去往E⑶用于由E⑶分析的增強傳輸協(xié)議能夠?qū)е翸RFA技術(shù)的提高的信噪比(SNR)，由此使得能夠標(biāo)識潛在的共振頻率，否者這些共振頻率可能降至常規(guī)的噪聲閾值以下。
[0016]在各種實施例中，感測的數(shù)據(jù)信號可以包括來自ABS的較高分辨率的數(shù)據(jù)。不同的振動模式可以包括徑向振動、角振動，以及其它類型的輪胎、車輪或傳動系的振動，以及這些振動的高次諧波，并且可以被優(yōu)化用于對除了輪胎壓力之外的與輪胎關(guān)聯(lián)的多個物理變量的MRFA。這樣的可以影響不同共振頻率模式的附加輪胎變量的例子包括輪胎速度、溫度、厚度、尺寸、輪廓、磨損、年齡、以及材料及其它。其它非輪胎相關(guān)的變量也可以在MRFA中被利用，并且可以包括環(huán)境條件；與加速、轉(zhuǎn)向和制動機動有關(guān)的車輛駕駛數(shù)據(jù)；以及車輛狀況參數(shù)，包括重量、設(shè)備選項和諸如懸掛模式或者牽引控制之類的功能設(shè)置及其它。
[0017]一般而言，車輪速度對應(yīng)于來自ABS的感測的信號的一次頻率，車輪速度對應(yīng)于脈沖之間的持續(xù)時間。在一個實施例中，每次轉(zhuǎn)動大約有48個脈沖，這提供了良好的粒度。然后可以分析這些特征的變化來確定是否有任何變化指示輪胎壓力的變化。
[0018]例如，間接TPMS可以檢測輪胎的共振頻率的變化。共振頻率的降低可能指示輪胎中的較低胎壓。然后可以用若干方式從間接TPMS向與TPMS或車輛ECU關(guān)聯(lián)的其它電路裝置發(fā)送信息。在一個實施例中，感測的信號以及可選的非輪胎變量和參數(shù)被發(fā)送至電子控制單元(ECU)并且被其分析。在另一個實施例中，其它類型的感測的信號以及可選的非輪胎變量和參數(shù)可以被傳達至ECU或其它車輛微處理器或控制器系統(tǒng)以便在MFRA技術(shù)中被利用。這些信號、變量或參數(shù)中的任何信號、變量或參數(shù)，以及共振頻率和每個輪胎的推斷的輪胎壓力可以被傳達至其它車輛微處理器或控制器系統(tǒng)，以用于被車輛在其它操作中和/或用于車輛駕駛員的顯示。
[0019]由ECU、車輛微處理器和/或其它控制器電路裝置執(zhí)行的MRFA可以由各種被編程或配置為執(zhí)行本文所描述的MRFA的電路、控制器和微處理器部件來執(zhí)行，無論是以單個部件或與MRFA的由不同部分由彼此協(xié)作執(zhí)行的各種部分一起來執(zhí)行。MRFA可以基于數(shù)字數(shù)據(jù)和數(shù)字技術(shù)、包括使用數(shù)字信號處理器(DSP)、模擬數(shù)據(jù)和模擬技術(shù)、或其任意組合來執(zhí)行。在各種實施例中，用于執(zhí)行MRFA的系統(tǒng)和方法可以基于各種分析技術(shù)來實現(xiàn)MRFA，各宗分析技術(shù)可以包括DSP分析、自回歸分析、離散傅立葉變換、小波變換、Gabor變換、快速傅里葉分析、數(shù)字或模擬濾波器組、貝葉斯分析、品質(zhì)因數(shù)(Q factor)分析、諧波分析和/或基于線性估計模型的分析及其它，以及其單個或組合。
[0020]參照圖1，描繪了利用根據(jù)實施例的MRFA的間接TPMS車輪傳感器系統(tǒng)100的實施例的示意圖。示出車輪I1具有輪胎112和ABS傳感器系統(tǒng)120。ABS傳感器系統(tǒng)120和車輪110的特定相對位置僅僅是示例性的并且在可以實施例中改變。而且，本文中這幅圖和其它圖中的部件不一定按比例繪制。因為車輪110是復(fù)雜結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)有響應(yīng)于移動期間出現(xiàn)的復(fù)雜振動的眾多共振。實施例利用這些多重共振來定位和隔離不同的共振模式的共振峰,例如徑向振動r和角振動ω。因此，輪胎112可以被建模為機械共振子(resonator)的復(fù)雜布置、針對角振動的S ?和&、以及針對徑向振動的和叫。在一些實施例中，輪胎112的振動可以被建模為機械共振子的二維模型，而在其它實施例中，輪胎112可以被建模為機械共振子的三維模型。
[0021]在一些實施例中，從輪胎112的振動感測的信息、比如由安裝在輪胎112中或其上、粘上、嵌入、或者另外耦合到輪胎112的一個或多個傳感器114感測的信息，可以針對在ABS傳感器系統(tǒng)120內(nèi)的多維共振頻率被分析。在其它實施例中，一個或多個傳感器114可以被安裝在輪胎112附近的位置而不在輪胎112中或其上，比如被安裝在輪緣、車輪、輪軸、車體上或者其它合適的位置，盡管如此定位的傳感器可能不能夠感測諸如材料溫度之類的實際的輪胎特性。在一些實施例中，數(shù)字化信息可能被調(diào)制到例如由編碼器齒輪122生成的常規(guī)ABS車輪速度時鐘信號上，以用于傳輸至電子控制單元(ECU)并且由其分析。根據(jù)實施例，可以向ECU提供關(guān)于可能包含車輪轉(zhuǎn)動的高次諧波的感測的信號的多維共振的附加信息，然后利用該附加信息計算對輪胎壓力的更加精確的估計，同時減少報警延遲，由此提供更加穩(wěn)健的系統(tǒng)，該系統(tǒng)平衡提供具有錯誤警報的早期警報。
[0022]參照圖2，框圖描繪了根據(jù)實施例的間接TPMS車輪傳感器系統(tǒng)200。在實施例中，系統(tǒng)200是或者包括具有速度傳感器222的ABS傳感器系統(tǒng)220。例如，在一個實施例中系統(tǒng)200可以包括具有附加電路裝置和/或算法的ABS傳感器系統(tǒng)220以便處理TPMS數(shù)據(jù)，或者系統(tǒng)200可以包括在ABS傳感器系統(tǒng)220外部的附加電路、算法和/或其它感測和控制部件240來執(zhí)行對TPMS數(shù)據(jù)的處理。例如，一個或者多個傳感器114可以包括部件240，或者這些傳感器114可以被認為是TPMS200的一部分，具有或者沒有作為部件240部分的附加傳感器。在一個實施例中，附加電路裝置和/或算法可以是ECU230或者信號處理系統(tǒng)的部分，盡管他們不需要在所有的實施例中。在實施例中也可能提供各種附加的數(shù)據(jù)感測和控制系統(tǒng)部件240，并且可以包括一個或者多個加速計傳感器和/或系統(tǒng)、慣性傳感器或傳感器簇、周圍環(huán)境傳感器和/或系統(tǒng)以及車輛控制系統(tǒng)，其中每個可以包括本領(lǐng)域已知的各種傳感器和控制布置以提供全局車輛參數(shù)數(shù)據(jù)，比如一個或者多個感測的數(shù)據(jù)、車輛的操作數(shù)據(jù)和/或控制參數(shù)。
[0023]參照圖3，描繪了根據(jù)一個實施例的ABS傳感器電路裝置300的框圖。電路300包括由模擬數(shù)字(ADC)轉(zhuǎn)換器306耦合的模擬部分302和數(shù)字部分304。模擬部分302包括一個或者多個霍爾探頭308或者其它磁場傳感器、偏移補償電路裝置310和增益電路裝置312。數(shù)字部分304包括最大/最小值檢測電路裝置314、過零檢測電路裝置316、頻率分析電路裝置318、諧波分析電路裝置320和脈沖形成電路裝置322。在實施例中，頻率分析電路裝置318和諧波分析電路裝置320形成間接TPMS324的部分。對系統(tǒng)300的描繪僅僅是示例性的，在其它實施例中可以采用更多或者更少的電路、傳感器和其它部件。而且，圖3的框圖可以看作是功能性的，因此一些被描述為獨特的框?qū)嶋H上可以結(jié)合到實際的執(zhí)行中。另外，無論是否具體描述，被描述成其它框部分的框在其它實施例中可以是不同的或者是其它框的一部分。
[0024]在一個實施例中，來自間接TPMS200的信息以數(shù)字幀協(xié)議格式來表示，并且通過使脈沖長度適應(yīng)幀的相關(guān)位的狀態(tài)而被調(diào)制到原始ABS時鐘信號上。因此，ABS車輪速度信號用上升沿來表示，而TPMS信息在脈沖的序列的脈沖持續(xù)時間中。2013年I月28日遞交的申請?zhí)?13/751，335 的題為 “A SIGNAL GENERATOR, A DECODER, A METHOD FOR GENERATING ATRANSMIT SIGNAL AND METHODS FOR DETERMINING SPEED DATA”的共同擁有和共同未決的美國專利申請，公開了關(guān)于在傳感器與ECU或其它控制或處理系統(tǒng)之間傳達數(shù)據(jù)的附加信息，并通過飲用方式將其整體并入于此。如這里所公開的，信號發(fā)生器包括信號提供器和信號處理單元。信號提供器被配置為提供傳感器信號，該傳感器信號指示被重復(fù)檢測到的、發(fā)生在不同的時間間隔內(nèi)的事件。信號處理單元被配置為基于傳感器信號生成發(fā)送信號。發(fā)送信號包括代表事件的時間上發(fā)生的事件信息和代表附加數(shù)據(jù)的附加信息。事件信息包括與檢測的事件關(guān)聯(lián)的脈沖或者信號沿，其中，根據(jù)檢測的事件的不同的時間間隔，脈沖或者信號沿在發(fā)送信號內(nèi)被暫時分離，使得不同時間間隔中的每個時間間隔都包括與檢測的事件關(guān)聯(lián)的一個脈沖或者一個信號沿。另外，附加數(shù)據(jù)包括包含預(yù)定義數(shù)目的附加數(shù)據(jù)位的至少一個幀。至少一個幀的附加數(shù)據(jù)位信息分布在不同時間間隔中的至少兩個時間間隔上。
[0025]在一個實施例中，來自間接TPMS200的信息以模擬形式來表示，并且作為模擬信息被發(fā)送。由旋轉(zhuǎn)磁性輪桿(pole wheel)或者磁性齒輪產(chǎn)生的磁場通過速度傳感器來測量，并且被轉(zhuǎn)換為合適的協(xié)議，并且作為具有速度數(shù)據(jù)部分和增強共振數(shù)據(jù)部分的輸出信號被提供至ECU。2013年5月28日遞交的、申請?zhí)枮?3/903，088的題為“WHEEL SPEEDSENSOR AND INTERFACE SYSTEMS AND METHODS”的共同擁有和共同未決的美國專利申請公開了關(guān)于在傳感器與ECU或其它控制或處理系統(tǒng)之間傳達數(shù)據(jù)的附加信息，并通過引用方式整體并入于此。速度傳感器在這里中被配置為響應(yīng)于速度和共振特性而檢測磁場。速度傳感器也被配置為生成具有速度數(shù)據(jù)和增強共振數(shù)據(jù)的傳感器輸出信號，這些數(shù)據(jù)通過傳感器輸出信號接收。在速度傳感器中測量并且作為模擬值遞送的速度信號也可以用作編碼在傳統(tǒng)ABS協(xié)議速度脈沖中的速度信息的冗余信息。傳感器輸出信號可以通過如下方式被生成具有速度數(shù)據(jù)和增強共振數(shù)據(jù):選擇第一電流水平和第二電流水平，響應(yīng)于受輪胎振動影響的轉(zhuǎn)動生成磁場，從磁場生成場傳感器輸出，以及根據(jù)所選擇的第一電流水平和第二電流水平從傳感器場輸出生成傳感器輸出信號，其中傳感器輸出信號包括速度數(shù)據(jù)和增強共振數(shù)據(jù)。在間接TPMS中使用的測量系統(tǒng)可以包括被配置為測量磁場并且生成場傳感器輸出的磁場傳感器、被配置來將偏移與場傳感器輸出組合以提供修改的傳感器輸出的求和部件，以及被配置為從修改的傳感器輸出生成傳感器輸出信號的電流調(diào)制部件，該傳感器輸出信號具有速度數(shù)據(jù)和增強共振數(shù)據(jù)。
[0026]在另一個實施例中，可以在間接TPMS200與E⑶230之間提供分離的通信源，比如有線或者無線連接。例如，可以使用傳感器222和/或系統(tǒng)200的其它傳感器至ECU230之間的二線或三線連接，其在進入ADC306時或者為來自ADC306、FFT (例如電路裝置318)、或共振分析的其它數(shù)字信號或者消息提供模擬傳感器輸出的放大的和解耦的版本。在圖3中描繪了這些可選連接中的若干連接，并且在各種實施例中可以使用或省略它們中的一個或多個，也可能添加附加的連接，使得圖3中的特定描述僅僅是各種可能性中的一個示例。
[0027]參照圖4，示出了針對代表車輪速度的感測的信號數(shù)據(jù)的根據(jù)實施例的MRFA圖形表示。曲線400表示基于實際平均車輪速度的車輪速度譜密度。在這一示例中，描繪了曲線400的兩個輪胎振動模式。在410處指示第一輪胎振動模式用，并且在420處指示第二輪胎振動模式。在這一示例中，第一振動模式410具有對輪胎壓力的較弱依賴性而具有對輪胎溫度的較強依賴性，并且二次振動模式420具有對輪胎壓力的較強依賴性并且也具有對輪胎溫度的較強依賴性。
[0028]本文中，替代使用不同參數(shù)對不同共振頻率的影響，共振峰的絕對高度或者共振的品質(zhì)因子也可能被考慮在內(nèi)，這增加了可用影響的多樣性，例如，輪胎內(nèi)部的壓力可能對共振頻率的位置具有較高影響，而例如橡膠的溫度可能對內(nèi)摩擦具有較大影響，并且因此造成阻尼的顯著變化，并且因此最終對共振的品質(zhì)因數(shù)造成顯著變化。例如，第一共振410主要受輪胎的參數(shù)的影響(例如不顯著改變體積的形變)，并且因此示出低的壓力依賴性但是強的溫度依賴性。第二共振是指依賴壓力的影響(例如改變體積的輪胎橫斷面的形變)并且也嚴(yán)重依賴溫度。如果每個振動模式的頻率范圍中的至少一個測量可用，則可以通過使用描述對每個參數(shù)的兩個測量的依賴性的公式將影響參數(shù)分離，并且可以針對獨立的參數(shù)求解公式。例如，可以去除兩個模式410和420的強溫度依賴性，并且在模式410和420之間隔離出壓力的變化。
[0029]在其它實施例中，基于壓力對其它特性的依賴性，可以使用附加的特性來隔離壓力。如果測量對獨立參數(shù)的依賴性太復(fù)雜和/或無法隔離壓力，則可以基于輪胎類型的在獨立參數(shù)變化之上的表征來建立輪胎數(shù)值元模型。
[0030]附加的分析或者包括附加的感測的數(shù)據(jù)或參數(shù)可以用來標(biāo)識或隔離車輪速度數(shù)據(jù)中的進一步振動共振模式。例如，在不同實施例中，可以利用來提取不同影響參數(shù)的不同測量可能是下幾項的多個或組合:(a)車輪速度的共振頻率(位置)，(b)車輪速度在共振(最大值)處的譜密度，(C)車輪速度在最小值處的譜密度，(d)最小值的頻率(位置)，(d)車輪速度在距最大值或最小值的固定距離處的的譜密度，(e)共振峰的品質(zhì)因數(shù)，(f)車輪速度在固定定義的頻率處的譜密度，(g)前面測量中的取決于輪胎的類型或尺寸來選擇的任何測量，(g)前面測量中的取決于觀察的車輪的實際速度來選擇或解釋的任何測量，(h)前面測量中取決于可得到的車輛參數(shù)(例如車速、加速度、負載及其分布、車輛控制系統(tǒng)的致動(轉(zhuǎn)向、制動、動力傳動、車輛穩(wěn)定性控制、有源阻尼器、全局底盤控制)來選擇或解釋的任何測量，⑴前面測量中的取決于已經(jīng)取得的測量點來選擇的任何測量，U)選擇前面測量中的取決于已經(jīng)評估的參數(shù)(例如輪胎壓力或者輪胎溫度)來選擇的任何測量，和/或(k)與輪胎無關(guān)的感測的數(shù)據(jù)(例如環(huán)境溫度、濕度)。
[0031]基于用于在傳感器內(nèi)部使用高分辨率數(shù)據(jù)進行譜分析的新系統(tǒng)，有可能不僅僅定位到超出本底噪聲的分析譜的小的壓力依賴性變化。然而，實施例并不局限于利用傳感器設(shè)備的譜分析使用。例如，在其它實施例中借助下面的一個或者多個技術(shù)，可以減小(包括大幅減小)生成的脈沖的噪音敏感度:減小傳感器和輪桿或其它目標(biāo)之間的距離以便具有更高的預(yù)期磁場強度；提供輪桿或其它目標(biāo)自身的更強的磁化；實行新的或者不同的傳感技術(shù)，比如磁阻(xMR)技術(shù)、包括隧道11^1?;和/或者使用更高質(zhì)量的、更加精確的、或者其它改進的電路裝置，盡管這樣的電路可能會與，例如功耗增加和其它因素相平衡。一般而言，振動依賴于多個物理影響，輪胎壓力只是其中一個，其它作用可以包括橡膠材料的溫度或者輪廓的厚度。此外，通常有一種來自橡膠材料老化的影響，老化由于取決于時間和環(huán)境條件的軟化增塑劑的損耗改變橡膠材料的柔韌性。由于不同的共振模式表示振動期間的輪胎的不同形變，因此可以認為每個參數(shù)對每個共振的影響是不同的。如果標(biāo)識出多個共振影響，則這些共振影響可以用來隔離不同的參數(shù)對輪胎壓力的影響。在其它實施例中，基于尺寸、型號、材料和/或生產(chǎn)商，有可能通過將多個共振影響與已知的輪胎共振特征比較來識別輪胎的類型?；蛘呦喾?，可以針對每個輪胎和/或每個輪胎/車輛組合獲得數(shù)據(jù)并構(gòu)建模型，然后存儲在系統(tǒng)100的存儲器中以用于在操作期間使用。
[0032]因此，在一個實施例中，參照圖5，在502處獲得車輪速度信號。在504處，標(biāo)識車輪速度信號中的至少兩個振動模式。然后，在506處，標(biāo)識影響振動模式的特性、包括至少一個興趣特征(例如輪胎壓力)，并且在508處，求解以隔離至少一個獨立的興趣參數(shù)。在其它實施例中，可以使用附加的傳感器信號和信息，例如，在502處考慮的其它信號。
[0033]各種實施例的一個優(yōu)點是更加精確的間接輪胎測量，這是由于其它參數(shù)對壓力估計的準(zhǔn)確性的影響被隔離并移除。此外，各種實施例能夠允許生成比如橡膠溫度的對附加參數(shù)的估計，即使沒有安裝在輪胎本身中或其上的溫度傳感器，橡膠溫度對道路車輪界面具有顯著影響并且對于制動和車輛穩(wěn)定性管理是有價值的輸入。
[0034]本文描述了關(guān)于系統(tǒng)、設(shè)備和方法的不同實施例。僅以實例方式給出這些實施例而不旨在于限制本發(fā)明的范圍。而且應(yīng)當(dāng)理解，已經(jīng)描述的實施例的各種特征可以通過各種方式組合以產(chǎn)生眾多的附加實施例。而且，除了所公開的實施例中使用的各種材料、尺寸、形狀、配置和位置等，也可以使用除了所公開的其它材料、尺寸、形狀、配置和位置等而不超出本發(fā)明的范圍。
[0035]本領(lǐng)域技術(shù)人員會意識到本發(fā)明可以包括相比于上述任何一個獨立實施例更少的特征。本文所描述的實施例并不是意指可以結(jié)合本發(fā)明的各種特征的方式的窮舉式呈現(xiàn)。因此，實施例并不是特征的互排他的組合；而是正如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的那樣，本發(fā)明可以包括選自不同獨立實施例的不同獨立特征的組合。而且除非另有說明，關(guān)于一個實施例中描述的元件可以在其它實施例中使用，即使未在該實施例中描述。雖然在權(quán)利要求中，從屬權(quán)利要求可能引用與一個或者多個其它權(quán)利要求的指定組合，但是其它實施例也可能包括從屬權(quán)利要求與每個其它從屬權(quán)利要求主題的組合，或者一個或者多個特征與其它從屬或獨立權(quán)利要求的組合。在本文中提出了這樣的組合，除非說明并不旨在于指定組合。此外，也旨在包括在任何其它獨立權(quán)利要求中的權(quán)利要求的特征，即使這一權(quán)利要求并不直接從屬于該獨立權(quán)利要求。
[0036]對上述文檔的任何參考并入是受限的，使得本文沒有并入違背本文的明確公開內(nèi)容的主題。對上述文檔的任何參考并入還受限，使得本位沒有參考并入文檔中包括的權(quán)利要求。對上述文檔的任何參考并入又受限，使得除非清楚地包括在文中，本文沒有參考并入在文檔中提供的任何定義。
[0037]為了解釋本發(fā)明的權(quán)利要求的目的，明確指出不能引用35U.S.C.的第六段第112條的規(guī)定，除非權(quán)利要求中出現(xiàn)指定術(shù)語“用于……的裝置”或“用于……的步驟”。
【權(quán)利要求】
1.一種間接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)，包括: 防抱死制動系統(tǒng)(ABS)，所述ABS被配置為提供車輪速度信號，以及 電子控制單元(ECU)，所述ECU被耦合到所述ABS并且被配置為使用多維共振頻率分析(MRFA)來處理所感測的信號，所述MRFA包括標(biāo)識所述車輪速度信號中的至少兩個輪胎振動模式的譜分析，并且隔離影響至少兩個輪胎振動模式的至少一個特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間接TPMS，其中譜分析還標(biāo)識不同的對應(yīng)的共振頻率或頻率范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TPMS，其中所感測的信號通過線導(dǎo)體被發(fā)送至所述ECU。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的TPMS，其中提供至少一個附加線導(dǎo)體來向所述ECU發(fā)送至少一個模擬信號或者數(shù)字信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TPMS，還包括對所述E⑶可用的至少一個其他全局車輛參數(shù)數(shù)據(jù)源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的TPMS，其中所述至少一個其他全局車輛參數(shù)數(shù)據(jù)源包括至少一個慣性傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的TPMS，其中所述車輪速度信號或所述至少一個其他全局車輛參數(shù)數(shù)據(jù)源中的至少一個被用來標(biāo)識所述至少兩個輪胎振動模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的TPMS，其中所述ECU被配置為基于與所述至少兩個輪胎振動模式的組合有關(guān)的至少一個其他參數(shù)來驗證估計的輪胎壓力。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的TPMS，其中所述間接TPMS基于對所述至少兩個輪胎振動模式的估計來提供除所述估計的輪胎壓力之外的針對所述至少一個其他參數(shù)的估計。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的TPMS，其中所述至少一個其他參數(shù)是溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TPMS，其中所述至少兩個輪胎振動模式各自與輪胎的不同形變有關(guān)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TPMS，還包括被配置為存儲用于在隔離所述至少一個特性中使用的輪胎模型數(shù)據(jù)的存儲器電路裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TPMS，其中所述至少一個特性包括輪胎壓力。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TPMS，其中不同的所述至少兩個輪胎振動模式中的至少一個通過在低于常規(guī)信噪比(SNR)的水平的、對從常規(guī)ABS傳感器信號提取的車輪速度譜的所述譜分析來標(biāo)識。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TPMS，其中所述ECU包括執(zhí)行所述MFRA的至少部分的數(shù)字信號處理器(DSP)。
16.一種對車輛上的單獨輪胎進行間接輪胎壓力監(jiān)測的方法，包括: 針對輪胎從防抱死制動系統(tǒng)(ABS)提取數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)代表所述輪胎的車輪速度； 使用信號處理系統(tǒng)來分析所述數(shù)據(jù)以確定與所述數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的多個共振頻率，并且分析所述多個共振頻率以至少確定所述輪胎的估計的輪胎壓力。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述信號處理系統(tǒng)包括電子控制單元(ECU)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括將所述估計的輪胎壓力傳達給車輛控制系統(tǒng)、車輛駕駛員或者技術(shù)服務(wù)人員之一。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括將所述數(shù)據(jù)通過線導(dǎo)體從所述ABS發(fā)送至所述信號處理系統(tǒng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中分析所述數(shù)據(jù)還包括標(biāo)識影響所述多個共振頻率中的至少一個的特性。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括在存儲器中存儲所述標(biāo)識的結(jié)果。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中分析所述數(shù)據(jù)還包括通過在低于常規(guī)信噪比(SNR)的水平的、對從常規(guī)ABS傳感器信號提取的車輪速度譜的譜分析來標(biāo)識所述多個共振頻率中的至少一個。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括從對所述信號處理系統(tǒng)可用的至少一個其他全局車輛參數(shù)數(shù)據(jù)源提取信息，并且在對所述數(shù)據(jù)的所述分析中使用該信息。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括基于與所述多個共振頻率的組合有關(guān)的至少一個其他參數(shù)來驗證所述估計的輪胎壓力。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，還包括基于對所述多個共振頻率的估計來提供除了所述估計的輪胎壓力之外的針對所述至少一個其他參數(shù)的估計。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述至少一個其他參數(shù)是溫度。
【文檔編號】B60C23/04GK104228489SQ201410268105
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月17日
【發(fā)明者】D·哈默施密特 申請人:英飛凌科技股份有限公司