專利名稱：對車輪輪胎進行壓力監測和輔助充氣的方法
技術領域：
本發明涉及一種對車輪輪胎進行壓力監測和輔助充氣的方法以及 實現該方法的設備。
背景技術：
為了獲得最好的性能，通常需要對損耗量、抓地力和舒適度進行 折衷，并以好的抓地力、好的制動、好的懸掛、低水平的旋轉噪音、 好的避震等為條件，所述車輛/車輪/輪胎裝配體必須在壓力下工作，所 述壓力值非常接近于為輪胎充氣的壓力設定值。這些壓力設定值通常 由車輛制造商和輪胎制造商之間的協商來確定，并對應于在給定條件 下的給定車輛/車輪/輪胎裝配體，給定條件包括重力、速度和穩定性， 以及冷胎，也就是沒有因滾動而發熱的輪胎。充氣不足輪胎的連續滾 動導致輪胎性能的下降，如旋轉抗力、旋轉耐力、旋轉舒適度等。相 反地，充氣過度的輪胎可以導致輪胎抓地力和車輛舒適度的下降并加 速輪胎的磨損。由于輪胎的有害充氣可以導致不可忽視的結果，汽車 制造商和輪胎生產商通常推薦輪胎的壓力維持在有限的壓力范圍內，
通常小于建議設定值的10%，或者當建議設定值為2巴時，相對于該 設定值的最大壓力偏差為200毫巴。
借助于安裝在加油站或者超級市場中的自助充氣機的幫助，司機 通常不考慮其車輛輪胎的情況，或者當他們想要考慮的時候，已經遇 到了困難。特別地，調査結果已經顯示
-司機們很少調整其冷車輪胎的壓力；通常，他們行車幾公里才在 充氣站停車，而且他們不知道是否有必要考慮輪胎的發熱，如果考慮 的話，應該是在多大程度上考慮；
-司機們可能在長途旅行中或之后才檢測壓力；
-司機們無法考慮暴露于太陽下的輪胎與處于陰涼里的輪胎之間 的溫差，以及/或者考慮分別屬于前軸和后軸的輪胎之間的發熱差異；
-在寒冷的時期(秋天、冬天或春天)，司機們更多的是在一天的 中間或結束時刻調整其車輛輪胎的壓力，所以就是在環境溫度通常高
于一天開始時溫度的時刻；
-司機們通常一年只對其車輛輪胎的壓力調整一次，當啟程作長途 旅行時，通常在夏天，所以是在周圍溫度相對較高的一個時期。
因此，很多情況下，輪胎的充氣是在輪胎處于熱狀態中的時刻進 行的。在這種情況下，如果輪胎的壓力被調整到車輛制造商建議的設 定值，該輪胎可能充氣不足。甚至可能發生的是，如果輪胎過量發熱， 司機們發現該壓力顯著高于制造商建議的設定值，看到這些，司機們 將輪胎放氣直到輪胎處于恰當的壓力，或者如果壓力是在寒冷時測得 的，輪胎就應該被再度充氣。在后一種情況下，結果可能是在司機不 知道的情況下該輪胎己經或者變得非常缺氣，并且這可能導致加倍的 后果，如上面指出的那樣。
當司機們在服務站求助于專業人員對其車輛輪胎充氣時，專業人 員通常采取激進的辦法，包括系統地為輪胎充氣至超過制造商建議的
設定值0.3至0.4巴或者更多。這種解決辦法也不是令人滿意的，特別 是從輪胎的磨損和車輛的舒適度的角度考慮。
車輪裝有壓力監測系統的車輛很常見，，通常稱為TPMS系統(英 文表述Tire Pressure Monitoring System的縮寫)。TPMS系統通常包括 壓力傳感器和/或壓力變化探測器，以及處理單元，該處理單元可以接 收和處理由所述壓力傳感器和/或壓力變化探測器提供的信息，還包括 發射單元，該發射單元用于向獨立于所述車輪的接收器發射經所述處 理單元分析和處理的信息(特別參見公開的WO 02/34551、 WO 02/34552和WO 02/34553國際專利申請)。根據具體情況，發射給接 收器的信息用來警告汽車司機其車輛出現的異常情況，如輪胎腔中壓 力不足、輪胎刺破、壓力迅速減小、輪胎爆裂等。
即使是裝有TPMS系統的車輛，對輪胎正確充氣的監測和對充氣 本身的監測都不容易。特別地，當TPMS系統的警報觸發極限通常離 制造商對充氣壓力建議的設定值不遠時，例如，負300至負400毫巴。 據此可以推測，如果司機在下午例如在工作完成之后重新設定其車輛 輪胎的壓力，當時周圍溫度大約為20°C，車輛已經行駛了一段時間以
后，這導致輪胎的發熱至少在該周圍溫度的基礎上加10°C，也就是輪
胎總的溫度至少為30°C，第二天早晨，降溫，如果周圍的溫度例如為 o°c，輪胎的壓力將下降，至少比前一天下午充氣過程中由司機設定的 壓力低300毫巴，也就是說輪胎可能處于非常接近于警報觸發極限的 壓力狀態。所以，警報可能被觸發，并且如果警報被觸發，司機將根 據其經驗重新設定輪胎的壓力，通常是在下午工作完成之后，因此相 同的情形在第二天早晨和接下來的幾天里可能再次發生但司機并不理 解該現象。這引起司機一定的困惑和/或厭倦。另一方面，如果司機已 經讓專業人員設定了輪胎的壓力，并且該專業人員已經為輪胎過度充 氣，所述TPMS系統不會發出必要的警報，但這種情況也不令人滿意， 因為這使得輪胎運轉于其正常條件之外，該正常條件是輪胎被設想所 處于的條件。
發明內容
因此，本發明的目的是通過提供一種方法解決上面指出的問題， 該方法可以盡可能正確地對車輛輪胎進行充氣和監控，即使該輪胎是 熱的或者剛被行駛完成長途旅行并且是在其壓力被重新調整之前，可 以在一天中的任何時間進行壓力調整。
出于此目的，本發明目的是一種用于對車輪輪胎進行壓力檢測并 輔助充氣至合適壓力的方法，所述車輛裝有適合于該車輛用于檢測輪 胎充氣壓力的設備，該設備包括用于檢測車輛的不同輪胎的壓力和溫 度的裝置和用于分析所述壓力和溫度值的裝置。該方法的特征在于， 所述分析裝置將所述輪胎充氣壓力的當前值與根據輪胎溫度修改的設 定值作比較，所述輪胎溫度由用于檢測所述輪胎溫度的設備提供，所 述充氣壓力實際值對應于參考溫度，所述參考溫度依賴于在所述車輛 最近啟動過程中測得的溫度。
優選地，所述的修改設定壓力由以下公式給出<formula>formula see original document page 7</formula>
其中，Pe為相關輪胎的充氣壓力標稱設定值，Pcx為用于所述充氣 壓力的所述修改設定值，Tp為由溫度傳感器提供的輪胎溫度，以及Tref
為可變參考溫度，該可變參考溫度是作為依賴于在所述車輛最近啟動 過程中所測溫度而被選擇的；所述壓力P。和Pee為絕對值，而所述溫度 Tp和IW度數為K。
所述設定壓力Pc為冷卻時的標稱設定壓力，其由該車輛制造商提 供。所述修改的設定壓力的優點是考慮該輪胎的實際溫度，也就是由 車輛輪緣和輪胎限定的該內部腔體的溫度。因此，該方法可適用于無
論輪胎處于熱的狀態還是冷的狀態。所述修改還用到參考溫度IW。所
述溫度依賴于先前在所述車輛最近啟動過程中由檢測系統測得并記錄 的溫度。這就可以考慮最近幾天的相關氣候變化并因此避免上面提到 的缺點。
根據特定的實施例，依賴于在所述車輛最近啟動過程中所測得溫
度值的溫度，對應于最近存儲的n個溫度中的最低溫度。有利地，n 的值位于三和十之間，優選為五。
每個存儲的溫度可以是由設備測得的溫度的平均值，該設備用于 檢測所述車輛輪胎的溫度，所述車輛的每次所選擇的啟動為所謂的 "冷"啟動，也就是說如果是客車，該車輛的停留時間已遠大于兩個小 時。
當所述車輛裝有環境溫度傳感器，每個存儲的溫度可以由該環境 溫度傳感器提供。
當所述用于監測所述輪胎充氣壓力的設備包括用于測量大氣壓的
設備時，所述修改的設定值P'cx，作為相關值，可以通過以下公式計算 得到
A =(《+戶。加)[(~ + 273)/(Q + 273)]-尸咖
其中，P'e為設定值，作為充氣壓力的相關值，P自為測得的大氣壓
值，tp和tref為以度數c表示的輪胎溫度和可變參考溫度。
當所述用于監測壓力的系統包括用于與所述車輛的司機們溝通的 裝置時，根據本發明的所述方法可以進一步包括補充性的步驟，其中， 補充信息由操作者提供給分析裝置，該分析裝置指示該車輛的負載狀
態。之后，該補充信息用于為所述充氣壓力確定所述設定值(Pe)，該 設定值在計算所述修改設定值(Pa,P'a:)時用到。
用來選擇所述設定壓力的補充信息的另一個有用方面可以是所述
車輛預計使用速度的范圍，所述設定壓力將由所述車輛的司機使用并 給出。
在一個有利的方法中，所述用于監測車輛輪胎壓力的系統包括標 準操作模式和再度充氣輔助操作模式，所述標準操作模式用于在車輛 的至少一個輪胎處于反常狀態時警告該車的司機，并且當所述系統接 收到操作者的指令時，所述系統由標準操作模式向再度充氣輔助操作 模式轉換。
當所述系統處于監測和充氣輔助模式中時，所述系統分析裝置有 利地向用于與司機溝通的裝置發射信息，根據不同情況，該信息將指 示出過高的充氣壓力、過低的充氣壓力或者是合適的充氣壓力。
當所述充氣壓力位于修改的設定壓力與高于該修改的設定壓力 200毫巴之間時，所述系統分析裝置有利地發出充氣壓力正確的信息 被。
因此，根據本發明的所述方法，當在同一天中出現大的溫度變化 時，該方法不是發射警報，而是當壓力一旦從正確的設定壓力輕微偏 離，就推薦對輪胎進行再度充氣或者放氣。
根據一種簡單的實現模式，裝有四個輪胎的車輛，經過向監測和 再度充氣輔助模式轉換之后，通過使用該車輛的方向指示燈的方式， 所述監測設備向操作者發出關于該車輛的四個輪胎充氣狀態的信息
-燈滅充氣壓力正確；
-燈持續開啟充氣壓力不足；
-燈閃充氣壓力過高。
通常當司機對其輪胎進行放氣/充氣操作時，由所述車輛方向指示 燈發出的所述指示是特別實用的。
在下列情形中，所述監測設備可以轉換至標準模式 -其接收到來自操作者的結束再度充氣的指令；或 -操作者切斷電源；或 -當車輛速度遠遠超越給定的限度；或
-經過給定的時間沒有對輪胎之一的充氣壓力進行調整；或 -超過了給定的最大時間限度。
結合附圖，參照下面以實例方式給出的本發明實施例的描述，將 能更好地理解本發明其他的特征和優點，附圖中
圖l示出了用于實現根據本發明所述方法的設備的示意圖；而 圖2示出了根據本發明所述方法的例示性實現的流程圖。
具體實施例方式
在圖1中示意性地看到車輛1，其裝有用于監測所述輪胎壓力的系 統10。該車輛包括四個輪胎ll、 12、 13和14。所述系統10每個輪胎 11、 12、 13和14包括車輪單元21、 22、 23和24。每個車輪單元包括 至少一個用于測量所述輪胎充氣壓力的設備和用于測量給輪胎充氣的 氣體的內部溫度的設備，以及無線電發射器。所述車輪單元設置在由 所述輪胎和所述車輪限定的腔體中。所述系統IO還包括位于車輛中的 中央單元3。該中央單元3包括至少一個無線電接收器和用于分析所述 壓力和溫度量度的裝置。所述系統還包括用于向所述車輛司機發出信 息的顯示器5，所述信息由所述系統分析裝置給出。所述顯示器還包括 用于與司機溝通的裝置，例如按鈕或觸摸屏，可以接收來自于該司機 的信息。每個車輪單元21、 22、 23和24有規律地向所述中央單元發 送壓力和溫度的量度。這些量度經由所述中央單元分析裝置處理后， 所述系統適當地通過所述顯示器5的方法向所述司機發送信息或警報。 所述車輛還包括四個方向指示器61、 62、 63和64。
圖2示出了根據本發明所述方法的例示性實現的流程圖。
在步驟100中，司機開啟系統。所述系統10初始化，顯示器5在 所述監測和充氣輔助模式或所述標準模式之間給出選擇(步驟110)。
如果該司機通過所述顯示器5的方法向所述系統發出"監測和充氣 輔助模式"的命令，該系統要求在值二或三之間作出選擇，對應于所述 車輛的載荷(一般負載、全負載)和使用條件下(城鎮、高速公路) 的速度-步驟120。
所述系統基于記錄在所述中央單元分析裝置內存中的數據，確定 出適應于所述已經指出的負載和速度條件的所述標稱壓力Pe-步驟 140。
在步驟150中，所述系統基于在所述車輛最近五次冷啟動中連續
測得的溫度，確定所述的參考溫度TW。每個記錄的溫度可以是由所述
四個設備給出的溫度的平均值，所述四個設備用于測量所述車輪單元 的溫度，或者，如果所述車輛裝有用于測量該車輛外部溫度的設備， 每個記錄的溫度也可以是由所述用于測量該車輛外部溫度的設備測得 的溫度。優選地，所述參考溫度為在冷啟動過程中記錄的五個最近溫 度中的最小值。這意味著考慮了在所述監測之前最近幾天中周圍溫度 的變化。因為對輪胎而言，優選為具有略高于所述推薦值而不是略低 于所述推薦值的充氣壓力，所以考慮了最小值。
在步驟160中，所述修改的設定壓力通過結合所述參考溫度Tref 和由所述設備在監測時測得的溫度而計算得出，所述設備用于測量所 述相關輪胎的所述車輪單元的所述溫度。這就可以考慮到所述輪胎的 熱和冷的狀態。
所述修改的設定壓力Pee由下列公式給出
尸c《丄
其中，Pe為所述相關輪胎的所述充氣壓力的所述標稱設定值，Tp 為由溫度傳感器提供的所述輪胎溫度，以及1W為可變參考溫度；所述 壓力Pe和Pee是絕對值，而所述溫度Tp和Tref度數為K。
在步驟170中，所述中央單元3的所述分析裝置計算
其中，Pp為由用于測量相關輪胎的壓力設備在監測時測得的壓力，
而Pee為修改的設定壓力。
然后，所述系統通過顯示器5向所述司機發送下列信息(步驟 180):
-如果Pp-PeeO，推薦再度充氣；
-如果0〈Pp-Pee〈200毫巴，壓力正確；
-如果Pp-Pe^200毫巴，推薦放氣。
應該注意到，系統io沒有向司機發送警報，而只有旨在優化所述
輪胎的所述充氣壓力的推薦，以此限定不合適警報的數量。
如果司機執行該監測，以期對其輪胎的所述壓力進行調整，有利
地，所述系統可以同時發出可以被處于所述車輛外邊的人所理解的指
示。如此的指示可以由所述車輛的方向指示器61、 62、 63和64發出。
之后，每個方向指示器根據下列指示模式開啟 -燈滅充氣壓力正確； -燈持續開啟充氣壓力不足； -燈閃充氣壓力過高。
這些指令是對那些通過顯示器5向司機發送的指令的補充，并且
對于促進所述輪胎充氣趨向于正確的壓力是非常有用的。
最后，在步驟200中，當司機驅動車輛前進時，或者當該司機將 車輛熄火時，或者當放棄所述檢測和充氣輔助模式的指令通過顯示器5 被所發出時，或者當給定時間完成后仍沒有對所述輪胎之一的充氣壓 力進行任何調整時，或者經過給定的最長時限之后，所述系統切換至 標準模式。
根據本發明的方法可以在司機準備調整車輛輪胎的壓力也就是每 次啟動時，在司機的請求下被執行，或者事實上的任何時間，當車輛 停下時以獲得關于該輪胎當前充氣壓力的有用的建議時被執行。
僅通過實例的方式示出了上述實施例，本領域技術人員可以作出 多種修改而仍不脫離由隨附的權利要求所界定的本發明的實質與范 圍。
權利要求
1、一種用于對車輛輪胎進行監測充氣壓力和輔助再度充氣的方法，所述車輛裝有適用于所述車輛的用于監測所述輪胎充氣壓力的系統，所述系統包括用于檢測所述輪胎壓力和溫度的設備和用于分析所述壓力和溫度值的裝置，其特征在于，所述分析裝置將所述輪胎充氣壓力的當前值與根據輪胎溫度修改的設定值作比較，所述輪胎溫度由用于檢測所述輪胎溫度的設備提供，所述充氣壓力實際值對應于參考溫度，所述參考溫度依賴于在所述車輛最近啟動過程中測得的溫度。
2、 如權利要求l所述的方法，其中，所述修改的設定壓力由該公 式給出乙其中，Pe為相關輪胎的所述充氣壓力的標稱設定值，Pec為用于所 述充氣壓力的所述修改設定值，Tp為由溫度傳感器提供的輪胎溫度， 以及Tref為可變參考溫度，所述可變參考溫度是作為依賴于在所述車輛 最近啟動過程中所測溫度而被選擇的；所述壓力Pc和Pee為絕對值，而 所述溫度Ip和IW度數為K。
3、 如權利要求1或2所述的方法，其中，所述依賴于在所述車輛 最近啟動過程中所測溫度的溫度，對應于所述n個最近存儲溫度中的 最低溫度。
4、 如權利要求3所述的方法，其中，n位于3和10之間。
5、 如權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，每個存儲的溫 度為由設備測得的溫度的平均值，所述設備用于檢測所述車輛輪胎的 溫度，其中每個被選擇的啟動為所謂的"冷"啟動。
6、 如權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，所述車輛裝有 環境溫度傳感器，每個存儲的溫度都由所述環境溫度傳感器提供。
7、如權利要求1至6中任一項所述的方法，其中，所述用于監測所述輪胎充氣壓力的設備包括用于測量大氣壓的設備，所述修改的設定值P'ec作為相關值，可以通過以下公式計算得到<formula>formula see original document page 3</formula>其中，P'e為設定值，作為充氣壓力的相關值，P自為測得的大氣壓值， tp和tref為以度數C表示的所述輪胎溫度和所述可變參考溫度。
8、 如權利要求1至7中任一項所述的方法，其中，所述用于監測壓力的系統包括用于與所述車輛的司機們對話的裝置，補充信息由司 機提供給分析裝置，所述分析裝置指示所述車輛的負載狀態，并且其 中所述補充信息用于為所述充氣壓力確定所述設定壓力pc，所述設定壓力在計算所述修改的設定值P'cc時用到。
9、 如權利要求1至8中任一項所述的方法，其中，所述用于監測壓力的系統包括用于與所述車輛的司機們溝通的裝置，補充信息由司 機提供給分析裝置，所述分析裝置指示所述車輛所用速度的范圍，并且其中所述補充信息用于為所述充氣壓力確定所述設定壓力Pe，所述 設定壓力在計算所述修改的設定值Pee、 P'ee時用到。
10、 如權利要求1至9中任一項所述的方法，其中，所述用于監 測車輛輪胎壓力的系統包括標準操作模式和檢測與再度充氣輔助操作 模式以及用于與所述司機對話的裝置，所述標準操作模式用于在車輛 的至少一個輪胎處于反常狀態時警告所述車的司機，并且當所述系統 接收到司機的操作指令時，所述系統由標準操作模式向再度充氣輔助 操作模式轉換。
11、 如權利要求8至10中任一項所述的方法，其中，所述分析裝 置向用于與司機溝通的裝置發出信息，所述信息分別指示過高的充氣 壓力、過低的充氣壓力或者是合適的充氣壓力。
12、 如權利要求11所述的方法，其中，根據一種簡單的實現模式， 裝有四個輪胎的車輛，經過向監測與再度充氣輔助模式轉換之后，通 過使用所述車輛的方向指示燈的方式，所述監測設備進一步發出關于 所述車輛的四個輪胎充氣狀態的信息--燈滅充氣壓力正確；-燈持續開啟充氣壓力不足；-燈閃充氣壓力過高。
13、 如權利要求10至12中任一項所述的方法，其中，當所述監測設備處于下列情形時，所述監測設備轉換至標準模式 -其接收到來自操作者的結束再度充氣的指令；或 -操作者切斷電源；或 -當車輛速度遠遠超越給定的限度；或-經過給定的時間沒有對輪胎之一的充氣壓力進行調整；或 -超過了給定的最大時間限度。
全文摘要
本發明涉及一種用于對車輛輪胎進行監測充氣壓力和輔助再度充氣的方法，所述車輛裝有適用于該車輛的用于監測輪胎充氣壓力的系統，該系統包括用于檢測車輛輪胎壓力和溫度的設備和用于分析這些壓力和溫度值的裝置。本發明特征在于，所述分析裝置將輪胎的充氣壓力實際值與根據輪胎溫度修改的設定值作比較，該輪胎溫度由用于檢測相關輪胎溫度的設備提供，所述充氣壓力實際值對應于在所述車輛之前的啟動中測得的參考溫度。
文檔編號B60C23/04GK101184637SQ200680014331
公開日2008年5月21日 申請日期2006年4月24日 優先權日2005年5月4日
發明者P·科爾尼奧 申請人:米其林技術公司;米其林研究和技術股份有限公司;美國天合汽車有限公司