专利名称: | 用于检测车轮组件擅动的系统和方法 | ||
专利名称(英文): | Tamper for detecting wheel assembly system and method | ||
专利号: | CN201510588097.7 | 申请时间: | 20150916 |
公开号: | CN105416235A | 公开时间: | 20160323 |
申请人: | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | ||
申请地址: | 美国密执安州 | ||
发明人: | T.E.尤特; D.M.基德; D.T.普雷夫克; W.A.比安多 | ||
分类号: | B60R25/30; B60R25/104 | 主分类号: | B60R25/30 |
代理机构: | 中国专利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人: | 张小文; 肖日松 |
摘要: | 本发明公开了用于检测车轮组件擅动的系统和方法。一种车辆,包含两个或更多个车轮组件,每一个车轮组件设有一个车轮组件传感器。所述车轮组件传感器中的每一个配置成产生与其相关联的车轮组件相关的加速度数据和压力数据。通信地联接至所述多个车轮组件传感器的车轮组件防擅动模块配置成基于所述加速度数据和所述压力数据产生表示车轮组件擅动的输出。还可以使用与所述车轮组件传感器中的每一个相关联的倾斜度数据和信号强度数据来确定车轮组件擅动。 | ||
摘要(英文): | A vehicle includes two or more wheel assemblies, each having a wheel assembly sensor. Each of the wheel assembly sensors is configured to produce acceleration data and pressure data associated with its associated wheel assembly. A wheel assembly tampering module communicatively coupled to the plurality of wheel assembly sensors is configured to produce an output indicative of wheel assembly tampering based on at the acceleration data and the pressure data. Inclination data and signal strength data (associated with each of the wheel assembly sensors) may also be used to determine wheel assembly tampering. |
技术领域技术领域总体上涉及机动车辆,并且更具体来说涉及用于使用多个传感器类型来检测车轮组件擅动(tempering)的系统和方法。
背景技术近年来车辆车轮失窃事件剧烈增多。虽然传统的车辆警报系统一般能够感测到一些形式的车轮组件擅动(例如,通过使用能检测车辆取向的大规模变化的倾斜度传感器),并且最现代的车辆包含胎压监测(TPM)传感器,这种传感器能在事后感测到一个或更多个轮胎已经瘪掉,但是目前已知的车辆对车轮组件失窃和擅动提供的保护非常少。此外,在许多情况下,倾斜度传感器可能会发出误报警报。因此,期望提供用于在机动车辆中检测车轮组件擅动的改善的系统和方法。通过配合附图以及前面的技术领域和背景技术来理解下面的详细说明和随附权利要求书,将容易明白本发明的另外的期望特征和特性。
发明内容根据一个实施例,一种用于确定设有多个车轮组件的车辆的车轮组件受到擅动的方法包含:接收与所述多个车轮组件的运动相关联的加速度数据;接收与所述多个车轮组件的压力相关联的压力数据;接收与所述车辆的倾斜角度相关联的倾斜度数据;确定与多个发射器相关联的信号强度数据,每一个发射器与相应一个车轮组件传感器相关联;以及基于所述加速度数据、所述压力数据、所述信号强度数据和所述倾斜度数据产生表示车轮组件擅动的输出。一种根据一个实施例的车辆包含:多个车轮组件传感器,每一个车轮组件传感器与所述多个车轮组件中的相应一个车轮组件相关联,其中,所述车轮组件传感器中的每一个配置成产生与其相关联的车轮组件相关联的加速度数据和压力数据。所述车辆还包含通信地联接至所述多个车轮组件传感器的车轮组件防擅动模块,所述车轮组件防擅动模块配置成基于至少所述加速度数据和所述压力数据产生表示车轮组件擅动的输出。本申请还公开了如下技术方案。1、一种车辆,包括:多个车轮组件;多个车轮组件传感器,每一个车轮组件传感器与所述多个车轮组件中的相应一个车轮组件相关联,其中,所述车轮组件传感器中的每一个配置成产生与其相关联的车轮组件相关的加速度数据和压力数据;以及车轮组件防擅动模块,其包含处理器,所述处理器通信地联接至所述多个车轮组件传感器,所述车轮组件防擅动模块配置成基于所述加速度数据产生表示车轮组件擅动的输出。2、根据方案1所述的车辆,其中,所述车轮组件防擅动模块还配置成基于所述压力数据产生表示车轮组件擅动的所述输出。3、根据方案1所述的车辆,其中,所述车轮组件防擅动模块配置成在所述压力数据表示多个所述车轮组件的压力的同时变化超过预定阈值时产生表示车轮组件擅动的所述输出。4、根据方案1所述的车辆,其中,所述车轮组件防擅动模块配置成在所述加速度数据表示所述车轮组件中的至少一个的基本上非滚动式运动时产生表示车轮组件擅动的所述输出。5、根据方案1所述的系统,还包含倾斜度传感器,所述倾斜度传感器配置成感测所述车辆的倾斜角度,并且产生与其相关联的倾斜度数据,其中,所述车轮组件防擅动模块还配置成基于所述倾斜度数据的变化而产生表示车轮组件擅动的所述输出。6、根据方案5所述的系统,其中,所述车轮组件防擅动模块配置成如果所述倾斜度数据的所述变化大于预定阈值则产生表示车轮组件擅动的所述输出。7、根据方案1所述的系统,其中,所述车轮组件防擅动模块配置成部分地基于所述加速计数据是否表示所述车轮组件中的至少一个的运动而产生表示车轮组件擅动的所述输出。8、根据方案7所述的系统,其中,所述多个车轮组件传感器中的每一个包含发射器,并且所述车轮组件防擅动模块配置成基于从与所述至少一个车轮组件相关联的所述发射器接收的信号的相对强度来确认所述至少一个车轮组件的所述运动。9、一种车轮组件防擅动模块,包括:处理器;存储设备,其通信地联接至所述处理器,所述存储设备存储计算机可读软件指令,所述计算机可读软件指令配置成指示所述处理器,以便:接收多个车轮组件传感器产生的加速度数据和压力数据;接收车辆倾斜度传感器产生的倾斜度数据;确定与多个发射器相关联的信号强度数据,每一个发射器与相应一个车轮组件传感器相关联;以及基于所述加速度数据、所述压力数据、所述信号强度数据和所述倾斜度数据产生表示车轮组件擅动的输出。10、根据方案9所述的模块,其中,所述软件配置成指示所述处理器在所述加速度数据和所述信号强度数据表示所述车轮组件中的至少一个的基本上非滚动式运动时产生表示车轮组件擅动的所述输出。11、根据方案10所述的模块,其中,所述车轮组件防擅动模块配置成部分地基于所述加速计数据是否表示所述车轮组件中的至少一个的轴向加速度而产生表示车轮组件擅动的所述输出。12、根据方案9所述的模块,其中,所述软件配置成在所述压力数据表示多个所述车轮组件的压力的同时变化超过预定阈值时产生表示车轮组件擅动的所述输出。13、根据方案9所述的模块,其中,所述软件配置成指示所述处理器,以便在所述压力数据表示在所述车辆基本上不动的同时所述车轮组件中的至少一个处的压力损失高于预定阈值时,产生表示车轮组件擅动的所述输出。14、根据方案9所述的模块,其中,所述软件配置成指示所述处理器在所述倾斜度数据的变化大于预定阈值时产生表示车轮组件擅动的所述输出。15、根据方案9所述的模块,其中,所述软件配置成指示所述处理器基于从与所述至少一个车轮组件相关联的所述发射器接收的信号的相对强度而产生表示车轮组件擅动的所述输出。16、一种用于确定设有多个车轮组件的车辆的车轮组件受到擅动的方法,所述方法包括:接收与所述多个车轮组件的运动相关联的加速度数据;接收与所述多个车轮组件的压力相关联的压力数据;接收与所述车辆的倾斜角度相关联的倾斜度数据;确定与多个发射器相关联的信号强度数据,每一个发射器与相应一个车轮组件传感器相关联;以及基于所述加速度数据、所述压力数据、所述信号强度数据和所述倾斜度数据产生表示车轮组件擅动的输出。17、根据方案16所述的方法,其包含:在所述加速度数据和所述信号强度数据表示所述车轮组件中的至少一个的基本上非滚动式运动时,产生表示车轮组件擅动的所述输出。18、根据方案16所述的方法,其包含:在所述压力数据表示多个所述车轮组件的压力的同时变化超过预定阈值时,产生表示车轮组件擅动的所述输出。19、根据方案16所述的方法,其包含:在所述倾斜角度的变化大于预定阈值时,产生表示车轮组件擅动的所述输出。20、根据方案16所述的方法,其中,表示车轮组件擅动的所述输出包含声音警报。附图说明下文中将配合下列图式来说明示例性实施例,其中,相同的附图标记表示相同的元件,并且其中:图1是包含根据示例性实施例的车轮组件防擅动系统的车辆的概念性概图。图2是根据一个实施例的车轮组件传感器模块的概念性框图。图3是根据一个实施例的车轮组件防擅动模块的概念性框图。图4是描绘根据一个实施例的方法的流程图。
具体实施方式本文中说明的主题总体上涉及用于使用车辆内可用的多种传感器数据来实时地检测车轮组件失窃和/或擅动的系统和方法,所述传感器数据诸如是胎压监测(TPM)传感器、设置在每一个车轮组件内的多轴加速计、车辆倾斜度传感器,以及配置成确定与每一个所述车轮组件传感器相关联的接收信号强度(RSSI)的接收器。以此方式,通过使用多种类型的信号数据,可以提供可靠的擅动检测系统。在此方面,下面的详细说明的性质只是示例性的,并不意在限制应用和使用。此外,不意在受到前面的技术领域、背景技术、发明内容或下面的详细说明中提呈的任何明确表示或暗示的理论的约束。本文中使用的“模块”这个术语是指执行一个或更多个软件或固件程序的专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共用、专用或组)以及存储器,组合逻辑电路和/或其他提供所说明的功能性的合适的部件。现在参照图1的概念性框图,根据各种示例性实施例的车辆100包含多个车轮组件111-114,每个车轮组件设有相关联的车轮(例如,车轮121-124)、轮胎(例如,轮胎131-134)和车轮组件传感器(例如,车轮组件传感器141-144)。车辆100还可以包含本领域已知的车辆倾斜度传感器149,其配置成确定车辆100的倾斜度和倾斜度变化(例如,由于一端稍微抬起)。为了简短起见,本文中可以将车轮组件传感器141-144简单地称为“传感器”,但是如下文将说明的,每一个车轮组件传感器可以典型地包含多个个别的传感器设备。请注意,虽然图解说明的是四个车轮组件传感器141-144,但是本发明不受此限制。依据车辆100的性质,车辆100可以包含两个、三个或任何数目个车轮组件传感器。在各种实施例中,每一个车轮组件传感器141-144配置成产生能用来确定正在发生车轮组件擅动的各种类型的传感器数据。在一个实施例中,例如,每一个车轮组件传感器141-144配置成产生与其相关联的车轮组件相关的加速度数据和压力数据。在优选实施例中,每一个车轮组件传感器141-144产生的加速度数据是多轴数据,即,表征车轮组件111-114沿着车辆100的纵轴102的运动、车轮组件111-114的轴向运动(例如,对于车轮组件111和113是平行于轴线103,而对于车轮组件112和114是平行于轴线104)以及旋转运动(例如,在滚动的同时的径向和/或切向的加速度)的数据。简要参照图2,示例性车轮组件传感器141包含多轴加速计210(例如,基于MEMS的固态加速计)、压力传感器220(例如,本领域已知的传统的直接TPM传感器)、电源230(例如,电池和/或能量采集部件)和发射器204(例如,常规的RF发射器),发射器204配置成产生信号240,信号240包含车轮组件传感器141产生的相关传感器数据(经过适当地编码,例如,与常规TPM传感器中一样)。在此方面,信号240可以根据任何合适的情况对传感器数据进行编码。在一些实施例中,部件210、220、204和230集成到单个单元中-例如,TPM传感器加上多轴加速计210。在其他实施例中,分开容置各种部件。常规的多轴加速计、压力传感器和RF发射器的性质和操作在本领域中是众所周知的,在本文中不需要详细说明。再次参照图1,车辆100还包含车轮组件防擅动模块(或简单地称为“模块”150),车轮组件防擅动模块通信地联接至(例如,经由本领域已知的常规RF连接)所述多个车轮组件传感器141-144。应当领会的是,图1是直接TPM系统的简化图,因为这样的系统还可以包含中间通信设备,诸如“发起器”模块(未图解说明),其实际上从传感器141-144接收传输内容,然后将这些传输内容通过数据总线转发至模块150。总的来说,模块150包含硬件和/或软件的任何合适的组合,其配置成基于可用的数据产生表示车轮组件擅动的输出(例如,集成到车辆100中和/或在车辆100远处的声音警报),所述可用的数据例如是倾斜度数据(来自倾斜度传感器149),加速计数据和压力数据(来自车轮组件传感器141-144)和信号强度数据(例如,与图2的信号240相关的接收信号强度(RSS)数据)。具体来说,简要地参照图3的概念图,模块150接受多种传感器数据301、302、303、304等等,并且产生表示车轮组件擅动的输出310。模块150可以包含一个或更多个处理器320、存储器321和存储装置322,其中,存储装置322存储软件指令,所述软件指令配置成指示处理器320根据本文中说明的方法操作。在图解说明的实施例中,如上所述,数据301-304分别对应于加速计数据、压力数据、倾斜度数据和RSSI数据。虽然图1描绘的是直接从每一个车轮组件111-114接收压力数据302,但是本发明不限于此。压力数据302也可以经由“间接”胎压监测系统产生,诸如一个基于车轮组件111-114中的每一个的相对速度(和计算出的圆周长)推断压力差的系统。将理解的是,模块150通常还会包含另外的部件,诸如RF接收器、电源等等,为了简单起见未予图解说明。此外,在任何特定实施例中,可以在车辆100内已经存在的多个汽车控制模块之间实施和分布模块150。如上所述,模块150配置成基于多种类型的数据产生表示车轮组件擅动的输出,从而产生更加可靠的指示,并且减少误报。图4提呈了根据一个实施例的将配合图1至图3予以说明的流程图,不过,用于确定擅动的具体方法是可以改变的。在402开始,装备相关的车轮组件擅动警报系统。这可以由使用者手动地完成,或者由车辆100本身自动地完成(例如,在车辆熄火时)。一旦装备了该系统,就确定(步骤404)是否已经接收到新的传感器数据(例如,压力数据、加速计数据、倾斜度数据等等)。如果未接收到,则系统返回并且循环,直到接收到这样的新的传感器数据为止。然而,如果在404接收到新的传感器数据,则系统继续到步骤404,在步骤404中,系统询问压力数据302是否表示多个车轮组件的压力的同时变化超过预定阈值。也就是说,系统可以确定车轮的载荷状态已经以符合车辆100沿一侧向上稍微抬起的方式改变。如果图1中的车辆100的左侧稍微抬起,从而使得轮胎131和132的压力减少,并且轮胎133和134的压力增加超过预定阈值(例如大约5-35kPa),则可能出现这种情形。在另一个实施例中,所述系统可以确定压力数据302符合在车辆基本上不动的同时一个轮胎快速放气(例如,通过阀杆或锋利的物体)。在这任一种情况下,系统继续到步骤412,并且产生表示擅动的输出。这个输出可能包含例如请求车辆警报或者以其他方式通知使用者发生了这样的擅动。接下来,在步骤408中,系统通过倾斜度数据303确定倾斜角度是否大于预定阈值。这个阈值将典型地依据车辆100的性质改变。在一个实施例中,例如,对应于中型汽车,所述预定阈值在大约0.3度与1.0度之间。如果符合预定阈值,则系统像前面一样继续到步骤412。在步骤410中,所述系统确定加速计数据301是否符合车轮组件111-114之一轴向地运动——即,平行于图1的轴线103或104。也就是说,这种形式的非滚动式运动(没有可感知的切线或径向的加速度)将有更大可能是因为车轮组件被移除,而不是因为车辆100的正常操作。如果检测到轴向运动,则系统前进到步骤411,并且尝试使用与车轮组件111-114中的每一个相关联的接收强度(RSS)值来确认这样的运动。也就是说,可以确定在与车轮组件传感器141相关联的加速计数据301表示轴向运动的基本上同时,与车轮组件111的发射器(图2中的204)相关联的RSS值明显减小。RF数据可以配置成以多种场强度发射,以便于执行计算。这样还会降低RF传输功率,以便于在离车辆较短距离处丢失通信。如果确认了轴向运动,则所述过程继续到步骤412。否则,所述过程继续回到如上所述的步骤404。模块150的输出可以采用多种形式,包含对视觉、声音和/或其他这样的警报的请求。在一个实施例中,所述警报是车辆10的组成部分(例如,为了吓走擅动车轮组件的个人)。在一些实施例中,远程地产生警报以例如通过遥控钥匙或运动装置(例如,智能手机、平板等等)通知车辆10的使用者。虽然图4描绘的是用于确定车轮组件擅动的连续的一系列步骤,但是本发明并不受此限制,且可以用多种方式完成。在一个实施例中,例如,模块150实施机器学习模型,其经过训练以基于数据301-304识别车轮组件擅动。总之,上文说明的是用于使用车辆内可用的多种传感器数据实时地检测车轮组件失窃和/或擅动的系统和方法。以此方式,通过所述使用多种类型的信号数据,可以提供可靠的擅动检测系统。虽然前面的详细说明中已经提呈了至少一个示例性实施例,但是应当领会的是,存在许多种变动。还应当领会的是,这个示例性实施例或这些示例性实施例只是示例,并不意图用任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。实情为,前面的详细说明将为本领域的技术人员提供一份方便的指南,来实施这个示例性实施例或这些示例性实施例。应当理解的是,在不偏离随附权利要求书及其法律等效物中阐述的本公开的范围的情况下,可以对元件的功能和布置进行各种改变。