相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求在2014年12月16日提交的題為“輪胎充氣輔助方法和設(shè)備”的juzswik美國臨時(shí)專利申請(qǐng)no.62/092323的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容在此通過引用并入本發(fā)明。

本發(fā)明涉及一種幫助駕駛員為車輛輪胎充氣/放氣的輪胎充氣輔助方法和設(shè)備。

背景技術(shù)：

輪胎狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是已知的。通過輔助車輛操作者保持車輛輪胎處于適當(dāng)充氣壓力下，輪胎狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)增強(qiáng)了車輛安全性，輔助減少輪胎磨損并且因?yàn)檐囕v利用適當(dāng)充氣的輪胎更加有效地行駛而幫助減少co2排放。已知的輪胎狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以包括基于輪胎的傳感器，所述基于輪胎的傳感器安裝在輪胎的內(nèi)部(例如，附接到輪胎輪輞)，以用于測(cè)量輪胎狀況，諸如溫度和壓力。操作地聯(lián)接到基于輪胎的傳感器的基于輪胎的發(fā)射器將無線電信號(hào)發(fā)射到基于車輛的接收器單元。發(fā)射的信號(hào)可以包括溫度和壓力信息以及唯一傳感器識(shí)別碼，所述唯一傳感器識(shí)別碼能夠作為輪胎識(shí)別碼?；谲囕v的接收器單元監(jiān)測(cè)輪胎狀況信號(hào)、接收的輪胎識(shí)別碼并且控制車輛駕駛室中的顯示裝置，以當(dāng)感測(cè)到的輪胎狀況沒有處于預(yù)定限制內(nèi)時(shí)向車輛操作者發(fā)出警報(bào)?；谲囕v的接收器單元還能夠通過使用唯一輪胎識(shí)別碼使得輪胎位置與接收到的輪胎狀況信號(hào)相關(guān)聯(lián)來表示哪個(gè)輪胎位置具有超限輪胎狀況(例如，過壓或者低壓)。

已經(jīng)針對(duì)可應(yīng)用于特定車輛類別的輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提出了某些法規(guī)(例如，由聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(“unece”)交通運(yùn)輸部門提出，具體是法規(guī)ecr64.02)。這些法規(guī)要求輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在車輛輪胎中的任意一個(gè)內(nèi)發(fā)生預(yù)定百分比的壓力損失(例如，20％壓力損失)時(shí)必須向車輛操作者發(fā)出警報(bào)。因?yàn)檩喬毫θQ于溫度，所以檢測(cè)百分比壓力損失是有困難的。在世界的特定地理區(qū)域中，僅僅由于在使用期間環(huán)境溫度發(fā)生變化(尤其是與輪胎溫度增加結(jié)合時(shí))而使得輪胎壓力發(fā)生大百分比變化。影響輪胎壓力的四個(gè)主要因素是輪胎溫度、環(huán)境溫度、環(huán)境大氣壓力和車輛載荷狀況。輪胎溫度在使用期間變化，環(huán)境溫度隨著時(shí)間和位置變化，環(huán)境大氣壓力根據(jù)海拔和天氣而變化并且車輛載荷在使用條件下變化。在正常車輛運(yùn)轉(zhuǎn)期間難以建立冷輪胎壓力值，尤其是在車輛操作者為熱輪胎充氣至建議壓力值的時(shí)候。

在車輛靜止時(shí)，一些提出的系統(tǒng)響應(yīng)于輪胎壓力變化自動(dòng)啟動(dòng)輪胎充氣輔助操作。當(dāng)輪胎由于例如熱盤轉(zhuǎn)子或者運(yùn)轉(zhuǎn)的車輛發(fā)動(dòng)機(jī)而發(fā)熱造成輪胎壓力變化(例如，壓力升高)時(shí)出現(xiàn)問題。在這種情況中，因溫度波動(dòng)而導(dǎo)致壓力測(cè)量可能出現(xiàn)錯(cuò)誤。因?yàn)檫@種輪胎充氣輔助系統(tǒng)可以使用對(duì)于車輛操作者的聽覺和/或視覺反饋，輪胎輔助系統(tǒng)的不當(dāng)啟動(dòng)可能使得操作者困惑。

響應(yīng)于此，一些輪胎狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施理想氣體定律，以通過監(jiān)測(cè)輪胎中的空氣的摩爾數(shù)或質(zhì)量來檢測(cè)壓力增加或者減小。理想氣體定律是pv＝nrt，其中，p是壓力，v是體積，n是摩爾數(shù)，r是所關(guān)注氣體的理想氣體常數(shù)，并且t是溫度。如果假設(shè)輪胎的體積恒定，則v和r作為常數(shù)能夠被忽略并且方程簡(jiǎn)寫成n＝p/t。因此，通過使用這個(gè)簡(jiǎn)化方程，輪胎中的空氣的摩爾數(shù)(n)能夠被監(jiān)測(cè)為與接收自tcm傳感器的測(cè)量的壓力(p)和溫度(t)函數(shù)相關(guān)。在2003年9月2日公告的題為“具有用于表示輪胎內(nèi)的空氣壓力何時(shí)處于預(yù)定壓力范圍內(nèi)的壓力計(jì)操作模式的輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”的juzswik美國專利no.6,612,165和在2014年8月26日公告的題為“用于使用理想氣體定律判定輪胎狀況的方法和設(shè)備”的juzswik美國專利no.8,818,619中公開了這種系統(tǒng)的示例。這兩個(gè)專利的全部?jī)?nèi)容在此通過引用并入本申請(qǐng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在特定車輛狀況下響應(yīng)于輪胎中的空氣摩爾數(shù)的預(yù)定變化，啟動(dòng)輪胎狀況檢測(cè)系統(tǒng)的輪胎充氣輔助模式。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，從輪胎狀況傳感器獲知輪胎壓力和溫度，所述輪胎狀況傳感器形成輪胎狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(tcms)的一部分。依賴于理想氣體定律的簡(jiǎn)化形式，能夠?qū)⑤喬?nèi)的空氣摩爾數(shù)變化(與壓力變化相反)判定為與當(dāng)前壓力和溫度以及存儲(chǔ)壓力和溫度之間的差函數(shù)相關(guān)。響應(yīng)于摩爾數(shù)變化，能夠啟動(dòng)輪胎充氣輔助模式。

根據(jù)一個(gè)方面，輪胎狀況監(jiān)測(cè)設(shè)備包括基于輪胎的傳感器，所述傳感器構(gòu)造成感測(cè)輪胎運(yùn)轉(zhuǎn)狀況并且發(fā)射輪胎狀況信號(hào)，所述輪胎狀況信號(hào)包括感測(cè)到的輪胎運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。該設(shè)備還包括基于車輛的控制器，所述控制器構(gòu)造成接收輪胎狀況信號(hào)并且監(jiān)測(cè)輪胎運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。傳感器和控制器中的至少一個(gè)構(gòu)造成響應(yīng)于根據(jù)感測(cè)到的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況對(duì)輪胎中的空氣摩爾數(shù)發(fā)生預(yù)定變化的判定來判定存在輪胎壓力調(diào)節(jié)狀況。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，發(fā)射的輪胎狀況信號(hào)中的輪胎運(yùn)轉(zhuǎn)狀況能夠包括感測(cè)到的輪胎中的空氣壓力和溫度。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，控制器能夠構(gòu)造成響應(yīng)于存在輪胎壓力調(diào)節(jié)狀況的判定而進(jìn)入輪胎充氣輔助模式。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，當(dāng)處于輪胎充氣輔助模式中時(shí)控制器能夠構(gòu)造成提供視覺和聽覺警報(bào)中的至少一種，所述視覺和聽覺警報(bào)中的至少一種表示以下狀況中的至少一種：控制器處于輪胎充氣輔助模式中；輪胎壓力小于預(yù)定壓力；輪胎壓力等于預(yù)定壓力和輪胎壓力超過預(yù)定壓力。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，預(yù)定壓力能夠是由車輛制造商判定的車輛標(biāo)示壓力。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，警報(bào)能夠包括車輛喇叭鳴叫、車燈閃光、車輛儀表板指示和車輛中心控制臺(tái)指示中的至少一個(gè)。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，傳感器能夠構(gòu)造成測(cè)量輪胎中的壓力并且響應(yīng)于在預(yù)定時(shí)間內(nèi)測(cè)量壓力發(fā)生預(yù)定變化的判定而進(jìn)入輪胎充氣請(qǐng)求模式。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，傳感器能夠構(gòu)造成測(cè)量輪胎中的壓力并且響應(yīng)于自最后發(fā)射的壓力值始測(cè)量壓力發(fā)生預(yù)定變化的判定而進(jìn)入輪胎充氣請(qǐng)求模式。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，壓力的預(yù)定變化能夠是+/﹣0.8至+/﹣1.2psi，并且預(yù)定時(shí)間能夠是1秒至3秒。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，傳感器能夠構(gòu)造成在輪胎狀況信號(hào)中包括輪胎充氣請(qǐng)求并且控制器能夠構(gòu)造成響應(yīng)于接收包括輪胎充氣請(qǐng)求指示的輪胎狀況消息而判定空氣摩爾數(shù)發(fā)生變化。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，傳感器能夠構(gòu)造成判定是否存在壓力調(diào)節(jié)狀況。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，對(duì)存在輪胎壓力調(diào)節(jié)狀況的判定能夠中止，除非存在預(yù)定車輛狀況。所述車輛狀況能夠包括：車輛停止，車輛點(diǎn)火，在自動(dòng)變速器的情況中車輛變速器處于駐車檔，以及在手動(dòng)變速器的情況中車輛駐車制動(dòng)器嚙合。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，對(duì)輪胎中的空氣摩爾數(shù)已經(jīng)發(fā)生預(yù)定變化的判定能夠與函數(shù)相關(guān)：

其中，pstored是先前存儲(chǔ)的輪胎空氣壓力，tstored是先前存儲(chǔ)的輪胎空氣溫度，pmeas是感測(cè)到的輪胎中的空氣壓力，并且tmeas是先前存儲(chǔ)的輪胎空氣的溫度中的感測(cè)到的輪胎中空氣的溫度。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，用于利用輪胎狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)車輛輪胎狀況的方法能夠包括經(jīng)由傳感器感測(cè)輪胎運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，所述輪胎狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括基于輪胎的傳感器和基于車輛的控制器。該方法還能夠包括經(jīng)由傳感器發(fā)射包括感測(cè)到的輪胎運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的信號(hào)和經(jīng)由控制器接收信號(hào)。該方法還能夠包括響應(yīng)于根據(jù)所感測(cè)到的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況對(duì)輪胎中的空氣摩爾數(shù)發(fā)生預(yù)定變化的判定而判定存在輪胎壓力調(diào)節(jié)狀況。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，發(fā)射信號(hào)中的輪胎狀況能夠包括感測(cè)到的輪胎中的空氣壓力和溫度。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，該方法還能夠包括以下步驟：所述控制器響應(yīng)于存在輪胎壓力調(diào)節(jié)狀況的判定而進(jìn)入輪胎充氣輔助模式。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，該方法還能夠包括當(dāng)處于輪胎充氣輔助模式中時(shí)經(jīng)由控制器提供視覺和聽覺警報(bào)中的至少一個(gè)。視覺和聽覺警報(bào)中的至少一個(gè)能夠表示：控制器處于輪胎充氣輔助模式中；輪胎壓力小于預(yù)定壓力；輪胎壓力等于預(yù)定壓力或者輪胎壓力超過預(yù)定壓力。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，預(yù)定壓力能夠是由車輛制造商判定的車輛標(biāo)示壓力。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，視覺和聽覺警報(bào)中的至少一個(gè)能夠包括車輛喇叭鳴叫、車燈閃光、車輛儀表板指示和車輛中心控制臺(tái)指示中的至少一個(gè)。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，該方法還能夠包括經(jīng)由傳感器測(cè)量輪胎中的壓力。傳感器能夠構(gòu)造成響應(yīng)于自最后發(fā)射的值始測(cè)量壓力發(fā)生預(yù)定變化的判定而進(jìn)入輪胎充氣請(qǐng)求模式。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，該方法還能夠包括經(jīng)由傳感器測(cè)量輪胎中的壓力。傳感器能夠構(gòu)造成響應(yīng)于測(cè)量壓力在預(yù)定時(shí)間內(nèi)發(fā)生預(yù)定變化的判定而進(jìn)入輪胎充氣請(qǐng)求模式。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，壓力的預(yù)定變化能夠是+/﹣0.8至+/﹣2.0psi，并且預(yù)定時(shí)間能夠是1秒至3秒。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，傳感器能夠構(gòu)造成在輪胎狀況信號(hào)中包括輪胎充氣請(qǐng)求。該方法能夠包括響應(yīng)于接收包括輪胎充氣請(qǐng)求的輪胎狀況消息經(jīng)由控制器判定空氣摩爾數(shù)是否發(fā)生變化。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，能夠在判定存在預(yù)定車輛狀況時(shí)斷定存在輪胎壓力調(diào)節(jié)狀況。車輛狀況能夠包括：車輛停止，車輛點(diǎn)火，在自動(dòng)變速器的情況中車輛變速器處于駐車檔；和在手動(dòng)變速器的情況中車輛駐車制動(dòng)器嚙合。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，判定空氣摩爾數(shù)發(fā)生變化能夠包括判定摩爾數(shù)與函數(shù)相關(guān)，其中，pstored是先前存儲(chǔ)的輪胎空氣壓力，tstored是先前存儲(chǔ)的輪胎空氣溫度，pmeas是感測(cè)到的輪胎中的空氣壓力，并且tmeas是先前存儲(chǔ)的輪胎空氣溫度中的感測(cè)到的輪胎中的空氣溫度。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，能夠由傳感器判定是否存在壓力調(diào)節(jié)狀況。

根據(jù)單獨(dú)的另一個(gè)方面或者與前述方面中的任意一個(gè)組合的另一個(gè)方面，能夠由控制器判定是否存在壓力調(diào)節(jié)狀況。

附圖說明

在參照附圖閱讀以下描述時(shí)，本發(fā)明的前述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于與本發(fā)明相關(guān)的領(lǐng)域中的技術(shù)人員而言將變得顯而易見，在附圖中：

圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的輪胎狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的車輛的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的圖1的輪胎狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一部分的示意圖；

圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的能夠由圖1的輪胎狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施的控制處理的流程圖；

圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的能夠由圖1的輪胎狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施的控制處理的另一流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的車輛12，所述車輛12包括輪胎狀況監(jiān)測(cè)(tcm)系統(tǒng)10。tcm系統(tǒng)10還能夠稱作輪胎壓力監(jiān)測(cè)(tpm)系統(tǒng)。為了一致性，在本描述中將保持系統(tǒng)10的tcm名稱和其部件，應(yīng)當(dāng)理解的是tcm/tpm名稱可以互換并且使用針對(duì)系統(tǒng)的任意一種名稱或者其部件均不會(huì)增加或減損它們相應(yīng)的功能或者能力。

tcm系統(tǒng)10設(shè)計(jì)成測(cè)量并監(jiān)測(cè)包括壓力和溫度的輪胎運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，并且當(dāng)存在關(guān)于車輛輪胎的特定狀況時(shí)向車輛操作者提供表示。例如，tcm系統(tǒng)10能夠在充氣壓力低于預(yù)定值時(shí)提供輪胎低壓警報(bào)或當(dāng)充氣壓力超過預(yù)定值時(shí)提供輪胎高壓警報(bào)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，tcm系統(tǒng)10還能夠在為輪胎充氣或者放氣時(shí)輔助車輛操作者，如在下文更加詳細(xì)描述的那樣。

參照?qǐng)D1，車輛12包括四個(gè)輪胎14，所述四個(gè)輪胎14分別位于車輛的右前(fr)角部處、車輛的左前(fl)角部處、車輛的右后(rp)角部處和車輛的左后(rl)角部處。每個(gè)輪胎14均具有相關(guān)的輪胎狀況監(jiān)測(cè)(tcm)傳感器20，所述輪胎狀況監(jiān)測(cè)傳感器20以已知方式安裝到其相關(guān)輪胎的車輪。tcm傳感器20是tcm系統(tǒng)10的基于車輪的部件。tcm傳感器20還能夠稱作輪胎壓力監(jiān)測(cè)(tpm)傳感器(參見關(guān)于tcm/tpm名稱的等效性的上述解釋)。

每個(gè)tcm傳感器20均包括相關(guān)壓力傳感器/換能器和溫度傳感器/換能器，用于分別感測(cè)其輪胎的相關(guān)壓力和溫度。每個(gè)tcm傳感器20還能夠包括加速器，所述加速器操作以測(cè)量傳感器的移動(dòng)，以便判定例如車輛是否處于移動(dòng)中。每個(gè)tcm傳感器20還包括射頻發(fā)射器(未示出)，以發(fā)射無線輪胎狀況信號(hào)。從每個(gè)tcm傳感器20發(fā)射的信號(hào)可以為數(shù)字碼調(diào)制格式的形式，諸如在射頻(rf)信號(hào)(本領(lǐng)域中已知為載波頻率)上實(shí)施的幅移鍵控(ask)、頻移鍵控(fsk)等。

由每個(gè)tcm傳感器20發(fā)射的輪胎狀況信號(hào)通常為編碼信號(hào)，所述編碼信號(hào)包括針對(duì)相關(guān)輪胎14的感測(cè)到的壓力和溫度信息以及唯一tcm傳感器發(fā)射器識(shí)別(id)信息。因?yàn)槊總€(gè)tcm傳感器20單元均具有相關(guān)的發(fā)射器id并且每個(gè)tcm傳感器單元均與單個(gè)輪胎相關(guān)，所以發(fā)射器id還能夠用作輪胎id并且在此稱作輪胎id。

tcm系統(tǒng)10還包括一個(gè)或者多個(gè)基于車輛的部件30，用于接收和處理來自每個(gè)tcm傳感器20的信號(hào)。基于車輛的tcm部件30例如能夠包括tcm接收器/控制器32(在下文中是tcm控制器)和用于向車輛操作者提供聽覺和/或視覺警報(bào)的車輛警報(bào)模塊36。tcm控制器32包括天線34，用于從tcm傳感器20接收信號(hào)。tcm控制器32能夠例如包括ecu，ecu包括微型計(jì)算機(jī)、微型處理器以及所需的外圍電路、分立電路或者特定用途集成電路(“asic”)，所述分立電路設(shè)計(jì)成實(shí)施控制處理的所需功能，所述特定用途集成電路設(shè)計(jì)成實(shí)施本發(fā)明的特定功能。

因?yàn)檐囕v系統(tǒng)構(gòu)造和架構(gòu)能夠變化，所以在圖1中示意性示出了tcm系統(tǒng)10。然而，在圖2中示出了能夠?qū)嵤┑幕谲囕v的tcm部件30的一個(gè)具體構(gòu)造。在這種構(gòu)造中，tcm控制器32是射頻樞紐模塊(rfhm)，所述射頻樞紐模塊能夠接收和處理來自tcm傳感器20和其它無線車輛系統(tǒng)(諸如，車輛安全/防盜系統(tǒng)和免鑰匙點(diǎn)火系統(tǒng))的無線信號(hào)。rfhm32經(jīng)由車輛控制器局域網(wǎng)或者can總線40與車輛控制模塊38通信，所述車輛控制模塊38通常稱作車身控制模塊(bcm)。rfhm32和/或bcm38還能夠經(jīng)由can總線40與車輛警報(bào)模塊36通信，所述車輛警報(bào)模塊36能夠呈車輛儀表(例如，儀表板)、信息控制臺(tái)顯示裝置、車?yán)?、安全鳴叫裝置、車燈或者其組合的形式。

tcm控制器32構(gòu)造成監(jiān)測(cè)一個(gè)或者多個(gè)車輛狀況，諸如：車輛點(diǎn)火狀態(tài)，即，打開或者關(guān)閉；車輛變速器是否處于駐車檔位；是否嚙合停車制動(dòng)器；車速等。響應(yīng)于從tcm傳感器22接收到的壓力和溫度信息，tcm控制器32控制車輛警報(bào)模塊36，以向車輛操作者提供輪胎狀況信息。因?yàn)槊總€(gè)tcm傳感器20均具有唯一id，所以tcm控制器32能夠使得接收自每個(gè)tcm傳感器的信號(hào)均與車輛上的相關(guān)輪胎定位相關(guān)聯(lián)，因此提供了輪胎狀況信息與哪個(gè)輪胎有關(guān)的表示。

tcm系統(tǒng)10操作以監(jiān)測(cè)從接收自tcm傳感器20的數(shù)據(jù)判定的輪胎14的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。這些狀況例如能夠包括輪胎充氣壓力、溫度和輪胎是否移動(dòng)。基于監(jiān)測(cè)到的狀況，tcm系統(tǒng)10能夠向車輛操作者提供信息/警報(bào)，諸如，輪胎的當(dāng)前充氣壓力或者輪胎中的一個(gè)或者多個(gè)具有低壓狀況的警報(bào)。tcm系統(tǒng)10能夠以任何已知方式實(shí)施這個(gè)功能，諸如，在上述美國專利no.6,612,165和8,818,619中陳述的那些功能。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，tcm系統(tǒng)10還能夠判定車輛操作者何時(shí)實(shí)施壓力調(diào)節(jié)，即，為車輛輪胎充氣或者放氣。響應(yīng)于對(duì)輪胎壓力調(diào)節(jié)的判定，tcm系統(tǒng)10能夠進(jìn)入輔助模式并且通過向操作者表示還沒有達(dá)到、已經(jīng)達(dá)到以及已經(jīng)超過適當(dāng)?shù)某錃鈮毫Χ诔錃饣蛘叻艢馓幚碇休o助車輛操作。

因?yàn)檫@些壓力調(diào)節(jié)事件中的壓倒性多數(shù)為與放氣事件相反的充氣事件，所以使用術(shù)語“輪胎充氣”來描述這個(gè)狀況。這個(gè)術(shù)語并不意味著將系統(tǒng)僅僅限制為輪胎充氣事件，而表示操作者正在通過添加或者移除空氣的方式對(duì)輪胎實(shí)施任何壓力調(diào)節(jié)。響應(yīng)于檢測(cè)輪胎充氣狀況，tcm系統(tǒng)10能夠進(jìn)入輪胎充氣輔助(tfa)模式，其中，tcm系統(tǒng)提供在實(shí)施輪胎壓力調(diào)節(jié)的過程中輔助車輛操作者的表示和/或反饋。

tcm傳感器的tfa操作

tcm傳感器能夠以各種方式操作，以感測(cè)或者測(cè)量輪胎狀況并且發(fā)送關(guān)于這些狀況的數(shù)據(jù)。舉例說明，在一種構(gòu)造中，tcm傳感器20能夠以四種主要模式操作：駐車模式、定位模式、駕駛模式和臨時(shí)模式。僅僅在tcm傳感器20檢測(cè)到車輛停止(即，運(yùn)動(dòng)＝0)時(shí)發(fā)生駐車和臨時(shí)模式。僅僅在tcm傳感器20檢測(cè)到車輛移動(dòng)(即，運(yùn)動(dòng)＝1)時(shí)發(fā)生定位和駕駛模式。

在每種模式中，tcm傳感器20能夠測(cè)量并且以預(yù)定速率發(fā)射感測(cè)到的輪胎運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。例如，在表格1中示出了一些速率，tcm傳感器20能夠構(gòu)造成以這樣的速率在不同操作模式中實(shí)施這些測(cè)量和發(fā)射中的一些。

表格1

在運(yùn)轉(zhuǎn)中，tcm傳感器20初始化為駐車模式。從駐車模式，傳感器20在車輛移動(dòng)時(shí)進(jìn)入定位模式。在定位模式中，tcm傳感器20將數(shù)據(jù)發(fā)射到tcm控制器32，所述控制器用于判定與每個(gè)傳感器有關(guān)的輪胎位置(即，fl、fr、rl、rr，見圖1)。例如，tcm控制器32能夠通過使用從tcm傳感器20接收到的數(shù)據(jù)(例如，傳感器id、檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)、定位模式)和其它車輛信息(諸如，來自車輛防抱死制動(dòng)(abs)系統(tǒng)的車輪旋轉(zhuǎn)信息)判定tcm傳感器20在車輛上的位置。

能夠以任何已知方式實(shí)施定位模式。在題為“用于使得車輛輪胎與輪胎位置相關(guān)的方法和設(shè)備”的juzswik美國專利no.6,879,252、題為“用于判定輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的可確認(rèn)輪胎位置的方法和設(shè)備”的juzswik美國專利no.7,948,364b2中公開了在能夠在定位模式中實(shí)施的位置識(shí)別方法的示例，其全部公開內(nèi)容在此通過引用并入本申請(qǐng)。

一旦完成或者暫停定位模式并且在車輛處于運(yùn)動(dòng)中時(shí)，tcm傳感器20進(jìn)入到駕駛模式，在駕駛模式中，它們保持直到車輛停止為止。當(dāng)車輛處于運(yùn)動(dòng)中(并且因此處于駕駛模式或者定位模式)并即將停止時(shí)，tcm傳感器20進(jìn)入到臨時(shí)模式。tcm傳感器20在車輛停止(運(yùn)動(dòng)＝0)一連續(xù)預(yù)定時(shí)段(諸如15分鐘)時(shí)進(jìn)入到駐車模式。如果在處于臨時(shí)模式的同時(shí)車輛發(fā)生運(yùn)動(dòng)，則tcm傳感器20返回到進(jìn)入臨時(shí)模式之前的模式，即駕駛模式或者定位模式。

在每種模式中，tcm傳感器20收集數(shù)據(jù)并且根據(jù)表格1發(fā)射輪胎狀況(tc)消息。因此，例如當(dāng)處于駕駛模式中時(shí)，tcm傳感器20每隔16秒測(cè)量和存儲(chǔ)壓力，而且每隔64秒將該輪胎壓力和溫度發(fā)射到tcm控制器32。tcm控制器32接收發(fā)射的壓力和溫度數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)分配給對(duì)應(yīng)于傳感器id的輪胎位置，并且更新任何可應(yīng)用的車輛系統(tǒng)和顯示裝置。

在處于駕駛模式中時(shí)，tcm傳感器20比較當(dāng)前壓力測(cè)量值與先前存儲(chǔ)的壓力測(cè)量值。如果當(dāng)前和最后測(cè)量的壓力之間的差超過預(yù)定值，諸如1.2psi，則立即將壓力傳輸?shù)絫cm控制器32，以使得能夠更新tcm系統(tǒng)10并且能夠警報(bào)車輛操作者壓力發(fā)生變化。根據(jù)本發(fā)明，tpm系統(tǒng)10構(gòu)造成響應(yīng)于判定車輛操作者可以為輪胎充氣或者為輪胎放氣的狀況實(shí)施輪胎充氣輔助(tfa)模式。因?yàn)檐囕v操作者僅僅能夠在車輛停止時(shí)為輪胎充氣/放氣，所以僅僅在tcm傳感器20處于臨時(shí)模式或者駐車模式中時(shí)可以利用tfa模式。在本文描述的示例性實(shí)施例中，tcm傳感器20判定可以發(fā)生輪胎充氣，并且響應(yīng)地在發(fā)射的輪胎狀況消息中設(shè)定輪胎充氣請(qǐng)求(tfr)標(biāo)志。響應(yīng)于從傳感器20接收tfr消息，如果tcm控制器32判定操作者實(shí)際上正在為輪胎充氣或者放氣并且tfr標(biāo)志不是由溫度變化引發(fā)的壓力變化(例如，輪胎加熱或者冷卻)，則tcm控制器32可以進(jìn)入tfa模式并且命令車輛操作者為輪胎充氣。

參照表格1，在臨時(shí)模式和駐車模式中，tcm傳感器20每隔2秒測(cè)量輪胎壓力，以輔助快速進(jìn)入到tfa模式，用于反饋給車輛操作者。tcm傳感器20僅僅響應(yīng)于檢測(cè)到壓力發(fā)生預(yù)定變化而發(fā)送輪胎狀況消息。在處于臨時(shí)模式或者駐車模式的同時(shí)，tcm傳感器按照?qǐng)D3示出的處理操作。

圖3示出了tfm處理100，在傳感器每次測(cè)量輪胎中的壓力時(shí)由tcm傳感器20實(shí)施tfm處理100。tfm處理100開始于步驟102并且繼續(xù)到步驟104，在步驟104，判定tcm傳感器20是否處于駐車或者臨時(shí)模式。如果tcm傳感器20沒有處于駐車或者臨時(shí)模式中，則處理100進(jìn)行到步驟122，在步驟122中，重新設(shè)置tfr標(biāo)志(tfr＝0)并且處理返回到步驟102，以用于下一次壓力測(cè)量。如果在步驟104處tcm傳感器20處于駐車或者臨時(shí)模式中，則處理100進(jìn)行到步驟106，在步驟106中，作為測(cè)量壓力(pmeas)和最后發(fā)送的壓力(pstored)之間的差的絕對(duì)值的δp根據(jù)以下方程計(jì)算：

δp＝abs[pmeas-pstored]

然后處理100進(jìn)行到步驟108，在步驟108中，判定是否設(shè)定了tfr標(biāo)志(tfr＝1)。如果沒有設(shè)置tfr標(biāo)志，則處理100進(jìn)行到步驟110，在步驟110中，判定δp是否大于所選的預(yù)定壓力值(p1)，以指示操作者可以為輪胎充氣或者為輪胎放氣，諸如≥1.2psi。如果δp沒有大于這個(gè)閾值p1，則處理100返回到步驟102，以進(jìn)行下一次壓力測(cè)量。

如果在步驟110中，判定δp大于預(yù)定值(例如≥1.2psi)，則處理100進(jìn)行到步驟112，在所述步驟112中，設(shè)置tfr標(biāo)志(tfr＝1)并且將輪胎狀況消息發(fā)送到tcm控制器32。另外，在步驟112中，啟動(dòng)tfr計(jì)時(shí)器(例如，24秒)并且增加壓力測(cè)量速率(prate)(例如，增加為每隔一秒而不是每隔兩秒)。發(fā)射的輪胎狀況消息包括測(cè)量的壓力、溫度和tfr標(biāo)志。tcm傳感器20在每次發(fā)射的輪胎狀況消息之后更新pstored。處理100返回到步驟102，以用于以增加的壓力測(cè)量速率進(jìn)行下一次壓力測(cè)量。

如果在步驟108處已經(jīng)設(shè)置了tfr標(biāo)志(表示傳感器已經(jīng)處于tfr模式中)，則處理100進(jìn)行到步驟114，在所述步驟114中，判定δp是否大于所選的第二預(yù)定值(p2)，以提供操作者仍然正在為輪胎充氣或者放氣的其它表示/確認(rèn)。因?yàn)橐呀?jīng)設(shè)置tfr標(biāo)志并且prate增加(增加到一秒)，所以對(duì)于δp的第二預(yù)定值能夠小于第一值(p2＜p1)，諸如≥0.8psi。如果δp沒有大于這個(gè)閾值p2，則處理100在步驟116處判定tfr計(jì)時(shí)器是否過期。如果如在車輛操作者停止調(diào)節(jié)輪胎壓力的情況中那樣計(jì)時(shí)器已經(jīng)過期，則在步驟118處重置tfr標(biāo)志并且壓力測(cè)量速率設(shè)置回非tfm速率(例如，2秒)。然后處理進(jìn)行到步驟102，以用于下一次壓力測(cè)量。

如果在步驟114處判定δp大于第二值(例如，≥0.8psi)，則處理100進(jìn)行到步驟120，在所述步驟120處，重新啟動(dòng)tfr計(jì)時(shí)器并且將tfr消息發(fā)射到tcm控制器32。tcm傳感器20更新pstored。處理100返回到步驟102，以用于以增加的壓力測(cè)量速率進(jìn)行下一次壓力測(cè)量。

tfa模式判定

根據(jù)本發(fā)明，tcm系統(tǒng)10通過使用理想氣體定律檢測(cè)是為輪胎添加空氣還是從輪胎移除空氣而非僅僅因溫度變化而引起的壓力變化來判定是否進(jìn)入tfa模式。如在此所述，任何給定輪胎中的空氣的摩爾數(shù)或者質(zhì)量變化均與理想氣體定律的簡(jiǎn)化形式函數(shù)相關(guān)。因此，空氣質(zhì)量增加，即，摩爾數(shù)增加表示輪胎充氣而空氣質(zhì)量減小，即，摩爾數(shù)減少表示輪胎放氣。以這種方式，tcm系統(tǒng)10能夠檢測(cè)輪胎充氣狀況并且進(jìn)入tfa模式，以據(jù)此輔助操作者。

方程1表示為提供輪胎充氣輔助功能而由tcm系統(tǒng)10實(shí)施的函數(shù)方程：

在方程1中，因?yàn)棣膎與先前存儲(chǔ)和當(dāng)前測(cè)量的壓力值和溫度值函數(shù)相關(guān)，所以δn表示任何特定輪胎中的空氣摩爾數(shù)變化。這里應(yīng)當(dāng)注意的是，方程1表示輪胎中的空氣的質(zhì)量或者摩爾數(shù)和輪胎中的空氣的壓力和溫度變化之間的函數(shù)關(guān)系。在這個(gè)方程中，pmeas是當(dāng)前測(cè)量的壓力讀數(shù)，pstored是先前存儲(chǔ)的壓力讀數(shù)，tmeas是當(dāng)前溫度讀數(shù)，并且tstored是先前存儲(chǔ)的溫度讀數(shù)。

方程1采用了理想氣體定律的簡(jiǎn)化形式。理想氣體定律是pv＝nrt，其中，p是壓力，v是體積，n是氣體的摩爾數(shù)，r是理想氣體常數(shù)，理想氣體常數(shù)與玻耳茲曼常量和阿伏伽德羅常數(shù)函數(shù)相關(guān)，并且t是高于絕對(duì)零度的溫度(即，高于0開氏度)。對(duì)于輪輞上的給定子午線輪胎而言，輪胎的體積在大范圍的溫度和壓力中保持基本恒定不變。因?yàn)槟軌蛘J(rèn)為v恒定不變(對(duì)于子午線輪胎如此)并且r定義為常數(shù)，所以理想氣體定律簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)化形式，在所述簡(jiǎn)化形式中，摩爾數(shù)n根據(jù)n＝p/t與壓力和溫度函數(shù)相關(guān)。盡管n的值本身不是輪胎中的空氣摩爾的直接測(cè)量結(jié)果，但是其與輪胎中的空氣摩爾函數(shù)相關(guān)，以使得該值的增加或者減小與輪胎中的空氣摩爾的對(duì)應(yīng)增加或者減小成正比。

能夠通過tcm系統(tǒng)10的任何部件，例如，通過tcm控制器32、tcm傳感器20或者這些部件的組合來實(shí)施方程1的計(jì)算。在如下所述的示例性實(shí)施例中，由tcm控制器32實(shí)施判定。根據(jù)本發(fā)明的tfa模式判定的實(shí)施并不局限于這個(gè)示例，因?yàn)槟軌蛴蓆cm傳感器20實(shí)施判定。

tcm控制器的tfa狀態(tài)操作

當(dāng)在允許tfa模式的車輛狀況下(諸如速度＝零、車輛停車(自動(dòng)變速器)、駐車制動(dòng)器嚙合(手動(dòng)變速器)以及點(diǎn)火裝置接通(acc或者run))，tcm控制器32接收具有tfr標(biāo)志設(shè)定(在此稱作tfr消息)的輪胎狀況消息時(shí)，控制器將tfa未決狀態(tài)分配給該tcm傳感器20。然后控制器32實(shí)施方程1的計(jì)算，使用從來自該傳感器的最后接收的非tfa模式的輪胎狀況消息的存儲(chǔ)壓力和溫度值作為pstored和tstored。使用在tfr消息中接收的壓力和溫度值作為方程1中的pmeas和tmeas。tcm控制器32計(jì)算δn并且如果計(jì)算表示輪胎中空氣的摩爾數(shù)/質(zhì)量增加或者減小超過預(yù)定值，則tcm控制器32進(jìn)入到針對(duì)tcm傳感器20的tfa模式。針對(duì)摩爾數(shù)的預(yù)定值能夠與和輪胎壓力的預(yù)定變化(諸如大約2.67kpa或者1.2psi)相當(dāng)?shù)淖兓嚓P(guān)。

如果δn的計(jì)算沒有滿足或者超過預(yù)定增加/減小值，則tcm控制器保持針對(duì)該傳感器的tfa未決標(biāo)志并且等待來自所述傳感器的下一個(gè)輪胎狀況消息。在從該傳感器接收到下一個(gè)tfr消息時(shí)，tcm控制器32重新計(jì)算δn，再次使用從來自該傳感器的最后接收到的非tfa模式的輪胎狀況消息的存儲(chǔ)壓力和溫度值作為pstored和tstored，但是使用新接收到的值作為pmeas和tmeas。如果這個(gè)重新計(jì)算的δn指示輪胎充氣事件，則tcm控制器32進(jìn)入針對(duì)該tcm傳感器20的tfa模式。如果重新計(jì)算的δn不指示輪胎充氣事件，則tcm控制器32保持針對(duì)該傳感器20的tfa未決狀態(tài)并且等待另一個(gè)傳輸。該循環(huán)繼續(xù)直到發(fā)生以下情況中的一種為止：

●控制器進(jìn)入到針對(duì)傳感器的tfa模式；

●車輛狀況(諸如速度≠零)取消tfa模式；

●傳感器不再發(fā)送tfr消息(即，傳感器處于駕駛模式)；

●另一個(gè)傳感器進(jìn)入到tfa模式。

多個(gè)輪胎能夠同時(shí)發(fā)送tfr消息。這能夠例如在壓力由于溫度增加而快速增加時(shí)發(fā)生，諸如在車輛停止移動(dòng)并且發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器的熱量加熱輪胎中的空氣時(shí)發(fā)生。因此，tcm控制器32能夠?qū)fa未決狀態(tài)同時(shí)分配給多個(gè)輪胎/傳感器。當(dāng)該情況發(fā)生時(shí)，如果tcm控制器32經(jīng)由方程1判定壓力由于輪胎充氣事件增加，則進(jìn)入到針對(duì)滿足該條件的第一輪胎/傳感器的tfa模式。當(dāng)tcm控制器32針對(duì)任意一個(gè)輪胎/傳感器20進(jìn)入tfa模式時(shí)，控制器保持當(dāng)前處于tfa未決中的所有其它輪胎/傳感器處于tfa未決狀態(tài)，直到控制器退出tfa模式為止。tcm控制器32保持處于tfa模式并且輔助車輛操作者填充tcm傳感器20，直到發(fā)生以下情況中的一種為止：

●車輛狀況(諸如速度≠零)取消tfa模式；

●傳感器不再發(fā)送tfr消息(即，傳感器處于駕駛模式)；

●在預(yù)定短時(shí)間內(nèi)(例如，5秒)沒有來自被輔助的tcm傳感器20的新tfr消息，并且處于tfa未決的另一個(gè)tcm傳感器20獲得tfa資格；

●在預(yù)定長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)(例如，30秒)沒有來自被輔助的tcm傳感器20的新tfr消息。

輪胎充氣輔助處理

當(dāng)tcm控制器32進(jìn)入到針對(duì)輪胎/傳感器的tfa模式時(shí)，tcm系統(tǒng)實(shí)施向操作者提供旨在輔助輪胎充氣/放氣處理的表示的處理。在圖4中示出了通常由tcm系統(tǒng)10并且更加具體地由tcm控制器32實(shí)施的tfa處理150。參照?qǐng)D4，處理150在控制器在步驟152進(jìn)入到針對(duì)傳感器的tfa模式時(shí)開始，并且進(jìn)行到步驟154，在所述步驟154中，tcm控制器32開始向車輛操作者發(fā)送表示已經(jīng)進(jìn)入tfa模式的警報(bào)。tfa模式警報(bào)能夠是視覺、聽覺、或者視覺和聽覺。在一個(gè)示例中，tfa模式警報(bào)包括在tfa模式持續(xù)期間并且在從傳感器20接收每個(gè)tfr消息之后的一段時(shí)間內(nèi)(例如，30秒)使得車輛危險(xiǎn)燈閃爍。

然后處理150進(jìn)行到步驟156，在所述步驟156中，將在tfm消息中接收的壓力值pmeas與預(yù)定值(諸如由車輛制造商指定的標(biāo)示壓力)比較。tcm控制器32能夠補(bǔ)償測(cè)量的壓力pmeas，以考慮環(huán)境壓力和其它狀況，如本領(lǐng)域中已知的那樣。

如果在步驟156處，判定已經(jīng)在某個(gè)小公差范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)示壓力，則處理150進(jìn)行到步驟158，并且發(fā)出輪胎充氣警報(bào)。輪胎充氣警報(bào)能夠是視覺、聽覺、或者視覺和聽覺的組合。在一個(gè)示例中，在步驟158中發(fā)出的輪胎充氣警報(bào)能夠是單喇叭鳴叫。從步驟158，處理150返回到步驟152并且等待經(jīng)由tfr消息的下一個(gè)壓力讀數(shù)，并且進(jìn)行如上所述的步驟154和156。tcm控制器32因此繼續(xù)向操作者發(fā)送聽覺/視覺tfa模式警報(bào)。如果在步驟156，判定還沒有實(shí)現(xiàn)標(biāo)示壓力，則處理150進(jìn)行到步驟160。

判定輪胎是否過充滿或者未充滿(例如，已經(jīng)超過標(biāo)示壓力預(yù)定量諸如+/﹣10％)。如果與處于tfa條件下的傳感器20相關(guān)的輪胎還沒有過充滿或者未充滿，則處理150返回到步驟152并且從此處如上所述的那樣繼續(xù)。如果與處于tfa條件下的傳感器20相關(guān)的輪胎已經(jīng)過充滿或者未充滿，則處理150進(jìn)行到步驟162，并且發(fā)出輪胎過充滿/未充滿警報(bào)，然后返回到步驟152。這種警報(bào)能夠是視覺、聽覺、或者視覺和聽覺的組合。在一個(gè)示例中，在輪胎壓力繼續(xù)增加超過預(yù)定量的同時(shí)，過充滿/未充滿警報(bào)能夠是以預(yù)定間隔(諸如，每隔2-3秒)發(fā)出的雙喇叭鳴叫。

根據(jù)本發(fā)明的以上描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到改進(jìn)方案、變型方案和修改方案。本技術(shù)領(lǐng)域中的這些改進(jìn)方案、變型方案和修改方案旨在由所附權(quán)利要求涵蓋。