标识压力传感器的方法和实施所述方法的装置与流程

1.本发明涉及传感器的领域，并且具体地说，涉及一种用于标识所述传感器以使得有可能区分所述传感器并定位所述传感器的方法，以及一种用于实施所述方法的装置。
2.更具体地说，本发明有利地适用于容纳在机动车辆的轮胎中的压力传感器、一般与所述传感器发送数据的机动车辆的计算机相关联的传感器。


背景技术：

3.传感器/车载计算机组件因此由术语电子“胎压监测系统”(相关联缩写为“tpms”)指定。
4.每个压力传感器常规地配备有用于向车载计算机发送数据的射频发送器。从传感器接收数据的车载计算机因此可在一个轮胎爆裂或放气从而造成其安全风险的情况下警示车辆的用户。
5.然而，车轮中容纳的压力传感器通常不可移除，因此更换车轮涉及更换传感器，则新传感器不再被车辆的车载计算机检测到。
6.因此，当更换轮胎时必须使容纳于新轮胎中的传感器与车辆的车载计算机配对(或相关联)。
7.此配对借助专用学习装置(英语上通常表示为“tpms tool(tpms工具)”)完成，所述装置被配置用于激活传感器、恢复和记录传感器发送的相关数据(例如传感器的标识符)并将相关数据发送到车载计算机，使得后者检测和定位新安装的轮胎中的传感器并且可从中拾取信号，以便在所述轮胎之一出现压力下降时警告用户。
8.然而，在例如重型货车或公共汽车等一些车辆中，车轮成对地安装在轮轴的每一端，则称车轮是成对的。
9.在成对车轮中，两个相关联传感器有时非常靠近，使得在不使用特别复杂和昂贵的编码和标识技术的情况下很难区分来自传感器的发射(在车辆静止和运行期间都是如此)。
10.例如，在学习期间，即，在恢复传感器的标识符以将其传送给车辆的车载计算机的阶段，以预定次序顺序地激活传感器，使得车载计算机标识传感器并将传感器与车辆的每个车轮相关联。然而，当操作者借助其传感器激活装置(例如学习装置)询问若干传感器时，可能会无意中同时激活若干传感器。然后，操作者可能无法确定是激活了外车轮中容纳的传感器还是激活了内车轮中容纳的传感器。
11.在例如制胎厂或机动车辆制造厂等有必要激活传感器以对其测试、标识传感器和/或将其与车辆的车载计算机配对的工厂里也会遇到同时激活若干传感器的问题。然而，工厂中的制造线通常彼此非常接近，而由调适装置发送的激活信号可能引起多个传感器的激活，因此需要能够标识或区分激活的传感器。
12.上文揭示的问题促使设计一种不仅标识容纳在成对车轮中而且还标识容纳在单独车轮中的传感器的方法，以及能够实施所述方法的装置，例如用于机动车辆的电子胎压
监测系统的装置。


技术实现要素：

13.因此，本发明是一种新颖方法，其用于标识压力传感器、尤其是用于机动车辆的电子胎压监测系统的压力传感器，所述传感器包括用于发射和接收数据的至少一个模块，
14.所述方法包括：
[0015]-发射传感器激活信号；
[0016]-在至少两个不同传感器已被激活之后接收来自所述至少两个不同传感器的信号；
[0017]-将接收的信号衰减和放大；
[0018]-确定指示接收的信号中的每一者的信号的功率的值；
[0019]-基于指示接收的所述信号的功率的值来标识至少一个传感器的空间位置。
[0020]
如上文所解释，根据本发明的方法使得有可能标识或区分容纳在成对车轮中或包含多个传感器的环境中的传感器，其优点是易于实施的同时适用于多种多样的情况。
[0021]
这是因为放大前的事先衰减使得有可能“过滤”一些寄生信号，尤其是使得有可能更容易地区分彼此非常接近的传感器。
[0022]
根据一个可能特征，指示信号的功率的值是所述信号的增益值和/或调适值。例如，每个信号的特征在于某个值，所述值指示每个信号在其衰减和放大后经历的调适和/或增益。
[0023]
指示功率的值是使得有可能表征信号的指示符，此值可以是增益、调适值或这些参数的组合和/或函数，这取决于传感器的情况(静止或移动)和其环境(寄生信号、谐振、信号的多次反射等)。指示值，例如调适值，例如取决于接收器使用的设置，这些设置因此是信号功率的指示。
[0024]
根据另一可能特征，激活传感器的信号以恒定功率发送。
[0025]
因此，不必提供用于改变激活传感器的信号的发射功率的组件，也不必相应地设定电源大小。这具有简化实施所述方法的装置的设计并降低其成本的结果。
[0026]
根据另一可能特征，所接收的信号经历相同衰减。
[0027]
根据另一可能特征，接收来自相同传感器的多个信号。
[0028]
接收来自相同传感器的多个信号使得有可能通过开放对采集的样本应用统计处理的可能性而使传感器标识过程更加稳健。接收多个信号还使得有可能选择对于传感器中的每一者来说功率最大(或其指示值最大)的信号。
[0029]
通常，在预定时段期间接收来自传感器的信号，以便从相同传感器接收多个信号。
[0030]
由传感器发送的每个信号包括特定于所述传感器的标识符，从而使接收的信号能够被分类。根据另一可能特征，针对用于所述标识的所述传感器中的每一者选择指示功率的值最高的信号。
[0031]
根据另一可能特征，对指示从至少第一传感器和第二传感器接收的多个信号的功率的值进行比较，如果指示其中一个传感器的信号功率的所有值始终小于或大于指示另一传感器的信号功率的所有值，则基于指示信号功率的所述值的比较来标识至少一个传感器的空间位置。
[0032]
根据另一可能特征，对接收到的信号和/或指示来自相同传感器的信号功率的值进行平均并相互比较，以便标识至少一个传感器的空间位置。
[0033]
根据另一可能特征，针对每个传感器研究指示接收的信号功率的值的分布，以便确定对于每个传感器来说可能最具特性的指示功率的值。
[0034]
根据另一可能特征，除去指示功率的极端值，以确定对于每个传感器来说可能最具特性的指示功率的值。
[0035]
根据另一可能特征，应用于信号的衰减电平是可变的，例如，所述电平随时间和/或在接收多个信号的预定时段内线性变化。
[0036]
本发明还涉及一种用于激活传感器、尤其是用于机动车辆的电子胎压监测系统的压力传感器的装置，所述装置包括：
[0037]-至少一个传感器激活构件；
[0038]-用于接收来自所述传感器的信号的构件；
[0039]-电子实体，其被配置用于存储和/或处理由所述传感器发送的信号传达的信息；
[0040]-用于与例如机动车辆的车载计算机等远程电子实体通信以便发送来自接收的信号的信息的构件；
[0041]
其特征在于，所述接收构件包括：
[0042]-用于接收来自传感器的信号的天线；
[0043]-被配置用于使接收的信号衰减的衰减器，
[0044]-被配置用于放大接收的衰减信号的放大器；
[0045]
所述信号中的每一者的特征在于指示功率的值；
[0046]
所述电子实体被配置用于基于指示接收的信号功率的值而标识至少一个传感器的空间位置。
[0047]
根据可能的特征，传感器激活装置是用于机动车辆的电子胎压监测系统的学习装置。
[0048]
根据另一可能特征，所述传感器是容纳在机动车辆的轮胎中的压力和/或温度传感器。
[0049]
根据另一可能特征，所述信号中的每一者的特征在于指示在所述信号中的每一者的衰减和放大之后由所述信号中的每一者经历的调适的值，所述值指示所述信号的功率为所述信号的调适值。
[0050]
此方法和此装置极便宜并且尤其容易实施。所述方法合装置也不需要对学习装置和/或激活装置与传感器之间的现有通信技术进行任何修改。
附图说明
[0051]
在仅借助于图示给出且非限制性地参考附图对本发明的具体实施例的以下描述的过程中将更好地理解本发明，并且本发明的其它目标、细节、特征和优点将变得更清楚，附图中：
[0052]
[图1]是示出根据本发明的传感器激活装置的示意性表示；
[0053]
[图2]是图1的装置的放大图；
[0054]
[图3]是图1的装置在其结合成对车轮中的一者使用期间的高度示意性表示；
[0055]
[图4]是详述根据本发明的传感器标识方法的步骤的逻辑图。
具体实施方式
[0056]
图1是用于激活传感器9的装置1的高度示意性表示，更具体地说，在本示例中是用于机动车辆5的电子胎压监测系统3的学习装置1的高度示意性表示(所述装置1还能够由术语“阀激活器”或“阀施力器”指定)。
[0057]
机动车辆5首先配备有其中容纳例如压力传感器等传感器9的轮胎7，其次包括车载计算机11(也被称作电子控制单元，大体上由缩写“ecu”表示)。
[0058]
装置1包括例如由塑料材料制成的壳体13、显示装置15、小键盘17和用于发送传感器激活信号的天线19，以及obd(用英语表示为“onboard diagnostic(车载诊断)”)插口。所述obd插口21被配置用于使例如装置1能够尤其借助于obd线缆连接到车辆的车载计算机11。
[0059]
对于图2，其为图1的装置的放大细节图。
[0060]
所述装置1因此包括：
[0061]-至少一个传感器激活构件31，例如用于生成(连续和/或经调制)传感器激活信号的构件，所述激活构件31包括使得有可能具体来说将所述生成的信号最佳地传播到传感器9的天线19；
[0062]-用于接收来自传感器的信号的接收构件33，一般是容纳在壳体13中并且被配置用于例如接收300mhz与500mhz之间的频带中的信号的另一天线(传感器在已由所述激活构件31激活之后发送信号)；
[0063]-电子实体35，其被配置用于存储和/或处理由所述传感器9发送(并且借助接收构件33接收)的信号传达的信息；
[0064]-用于与机动车辆的车载计算机11通信以发送来自传感器9中的至少一者的信息(借助于来自所述传感器9的信号接收的信息)的通信构件37。
[0065]
通信构件37例如是obd模块，其包括用于管理obd通信的电路38和先前提到的obd插口21。应注意，管理电路38也可集成在电子实体35中。装置1还包括被配置用于为各个元件供电的电池41。
[0066]
另外应注意，所述激活信号是由激活构件31发送的连续或经调制的电磁信号，具有例如125khz的频率。
[0067]
如图3所示，所述装置1必定还可用于包含成对车轮的卡车，因此，所述装置1必定能够标识或区分容纳在这些相互靠近安置的轮胎中的传感器。在图3所示的示例中，卡车6包括多个车轮，其轮轴6a的两端包括成对的车轮7a和7b，其中分别容纳传感器c1和c2。卡车还可包括两个其它传感器c3和c4，如在此图3上所示。
[0068]
更具体地说，装置1的接收构件33(用于接收来自传感器的信号的构件)包括至少三个元件：
[0069]
接收天线33a，所述天线被配置用于按所述传感器的发射频率接收的信号，并将所述电磁信号变换成电信号；
[0070]
衰减器33b，其例如是用于降低接收的信号的幅度的电子电路或组件，所述信号在这种情况下即为由天线33a递送的电信号；
[0071]
放大器33c，其例如是增加电信号电压和/或强度的电子电路或组件，所述电信号在当前情况中是由衰减器33b衰减的电信号。
[0072]
通过连续衰减和放大获得的电信号接下来由电子实体35处理(读取、解码、特征化等)。
[0073]
此外，应注意，衰减器33b例如针对电平是可调整的，例如0db、-6db、-12db和-18db，或可在0db与-18db之间线性变化。
[0074]
对于放大器33c，其被配置用于将作为输入接收的信号自动放大到所需电平，使得位于放大器输出处的组件(此处是电子实体35)能够处理放大的信号。这是因为电子实体35(此处为信号接收器)仅检测和处理具有最小幅度和具有某一阈值的信噪比的信号。
[0075]
因此，放大器33c或第三电路实施增益的自动控制(也表示为首字母缩写词“agc”，代表“自动增益控制”)，从而提供对放大器放大的自动管理，并避免输出饱和和/或保持输出电平恒定。
[0076]
因此，所述装置1例如沿着卡车6的成对车轮7a和7b中容纳的传感器c1和c2的方向发送激活信号。
[0077]
传感器c1和c2通过接收激活信号而激活，然后所述传感器c1和c2发送一个或多个信号作为响应。
[0078]
不利的是，装置1发送的激活信号也可能激活一个或多个周围传感器、卡车上的其它传感器或位于附近的车辆轮胎中容纳的传感器。
[0079]
此外，传感器通常包括限制由所述传感器发送的信号的冲突的通信协议，其结果尤其是：最接近的传感器(理论上首先接收到激活信号的传感器)将未必首先发送。
[0080]
另外，容纳在成对车轮中的传感器彼此非常接近并且处于包含可能引起多次反射的障碍物的环境中，这可能会导致传感器发送的信号功率发生变化。
[0081]
随后，装置1接收由传感器c1和c2发送的各种信号，优选的是，装置1被配置用于在预定时段期间接收由传感器发送的所有信号。此预定时段是可变的，但有利地进行大小设定以使得装置接收来自传感器c1和c2中的每一者的至少两个信号。
[0082]
衰减器33b被配置用于“强有力地”衰减借助天线33a接收的信号，所述衰减例如进行调整以将信号衰减-12db或-18db(分别将接收的信号的功率除以32和64)。
[0083]
这使得有可能过滤掉任何寄生信号，即，并非来自传感器c1和c2的信号或来自多次反射(回波现象)的信号。
[0084]
接下来，衰减器信号由放大器33c放大。
[0085]
放大器33c被配置用于将输入信号放大到某一幅度(或功率)水平，因此放大器33c将自动放大信号以使所述信号具有相同的输出幅度和/或功率。所述信号的输出特性尤其取决于放大器33c下游的电子组件(传感器等)和其配置(即，信号必须具有的由所述电子组件处理的特性)。
[0086]
因此，由传感器c1和c2发送的具有可变功率的信号的信号被相同地衰减并以固定电平放大(例如，以获得给定的信噪比)。
[0087]
因此，每个放大信号可由增益g表征，增益g与接收到的信号功率和衰减器33b施加的衰减成比例。因此，增益g的值是表示信号功率的值。这种连续衰减和放大使得有可能更容易区分两个紧密相连的传感器。
[0088]
这是因为，如果两个紧密相连的传感器各自发送功率差仅为20％的信号a1和b1，a1的功率＝1，b1的功率＝0.8，则在没有事先衰减的情况下，放大会产生每个信号的小增益值以及每个信号的增益之间的差，这不一定足够显著，因而无法用于标识传感器相对于彼此的相对空间位置。
[0089]
例如，如果每个信号的功率必须达到1.25的值，则应用于a1的增益ga1为1.25，而应用于b1的增益gb1约为1.56；然而，如果每个信号经历了-12db的事先衰减，则衰减信号a1和b1的功率分别约为0.0625和0.05，其增益分别为20和25。因此发现，放大前的强衰减有利于标识传感器，其事实基础在于，传感器发送的信号的功率与其距离成比例，信号增益的值使得有可能确定最近的传感器(或最远的传感器)。
[0090]
应注意，在以下示例中，表示信号功率的值是应用于信号的增益值，但这可以是其它特性量或取决于若干参数(例如衰减、增益等)的函数。
[0091]
因此，装置1使用的标识方法(更具体地如图4所示)至少包括以下步骤：
[0092]
发射s1激活传感器的信号；
[0093]
在至少两个不同传感器已被激活之后接收s2来自所述至少两个不同传感器的信号；
[0094]
衰减和放大s3来自所述两个传感器的所接收信号；
[0095]-针对接收到的每个信号，确定指示信号功率的值(s4)，例如增益值g；
[0096]-基于指示所述所接收信号的功率的值来标识至少一个传感器的空间位置s5。
[0097]
应注意：
[0098]
激活传感器的信号优选以恒定功率发送和/或具有窄发射锥；
[0099]
所接收信号经历相同衰减。
[0100]
此外，电子实体35被配置用于管理接收持续时间，以便接收来自相同传感器的多个信号。
[0101]
另外，由于传感器发送的每个信号包括特定于所述传感器的标识符，因此电子实体35可根据所接收信号的来源(即，来自发送所述信号的传感器)对所接收信号进行分类。接收同一传感器的多个信号可例如使得有可能选择具有最大增益值g(或指示功率的值)的信号，以便接下来进行比较和标识两个传感器之间的相对空间位置。
[0102]
因此，在接收所述信号的同时，电子实体35成对地比较指示所接收信号功率的值，并且使得有可能检查指示由传感器发送的信号功率的值始终小于或大于由其它传感器发送的信号。在这种情况下，标识发送信号的至少一个传感器的相对空间位置。
[0103]
这种补充操作增加了正确标识传感器空间位置的机会。
[0104]
然而，为了进一步改进传感器的标识，有可能例如通过传感器研究指示所接收信号功率的值的分布，以便确定最可能指示每个传感器的信号的功率值。
[0105]
传感器的信号的值例如按值的区间分类，所述区间还由数学术语组(class)指定，即，极端值使得有可能界定值分布的组。应注意，有可能限定具有或不具有相同幅度的组(幅度是限定每个组的值的区间)。
[0106]
接下来，确定每类的值数目，并选择包含最大值数目的组(后者也由术语“众数组(modal class)”指定)。
[0107]
然后，将包括最多值的区间视为最可能的区间，并且有可能取此区间中包含的值
的平均值，以确定对于每个传感器来说可能最具特性的指示信号功率的值，每个传感器的特性值接下来与彼此比较以确定最接近(或最远离)接收构件33的传感器。
[0108]
应注意，无论使用何种方法，这都可推广到n个传感器，比较和分类指示功率的值，从而使得有可能确定从中接收到信号的传感器相对于彼此的相对空间位置。
[0109]
在未示出的实施例中，由衰减器33b生成的应用于信号的衰减电平例如随时间线性变化。在这种情况下，指示信号功率的值实际上是作为增益和衰减的函数的值，例如信号调适值。
[0110]
此外，衰减中的线性变化使得有可能另外揭示可能影响所接收信号的瞬态现象，并消除这些现象，以便改进对传感器的标识。