ES2323318T3 - Deteccion de movimiento utilizando un sensor de impacto en un sistema remoto de monitoreo de presion de neumaticos. - Google Patents

Abstract

Un método de detección de movimiento en un monitor de neumáticos (124, 126, 128, 130) configurado para ser montado en un vehículo (100) en un sistema remoto de monitoreo de neumáticos (102) incluyendo un receptor (136), un método que consta de: detectar una señal de salida de un sensor de impacto (210, 212); basándose en la señal de salida, llegar a una conclusión de movimiento actual; probar una conclusión de movimiento guardada por última vez; y si la conclusión actual de movimiento coincide con la conclusión de movimiento guardada por última vez, transmitir datos del monitor de neumáticos para su recepción por un receptor. si la conclusión actual de movimiento y la última conclusión de movimiento guardada indican el movimiento del monitor de neumáticos, probar un contador de decisiones de movimiento; y si el contador de decisiones de movimiento excede un umbral, transmitir los datos desde el monitor de neumáticos.

Description

Detección de movimiento utilizando un sensor de impacto en un sistema remoto de monitoreo de presión de neumáticos.

Área técnica

La presente invención hace referencia a un método de detección de movimiento en un sistema remoto de monitoreo de presión de neumáticos.

Arte anterior

Se han desarrollado sistemas para monitorear una característica tal como la presión de neumáticos de un vehículo y para informar de la característica a un receptor en la estación central de monitoreo utilizando transmisiones de radio. Se sitúa un monitor en cada neumático, el cual mide periódicamente la característica del neumático. El monitor del neumático detecta actividad a través de la acción de un interruptor de rodillo. El interruptor de rodillo es un interruptor mecánico que utiliza una bola y un resorte para detectar cuándo el vehículo se encuentra detenido o está en movimiento, y para medir las características del neumático consecuentemente. El detector transmite entonces los resultados de la medición en una transmisión de radiofrecuencia a una estación central de monitoreo que produce una alarma o un indicador en respuesta a la medición.

Uno de los problemas que presentan dichos sistemas ha sido la necesidad de programar la ubicación de los transmisores en una estación central. Para ser completamente útil, la información de la característica del neumático es preferentemente asociada con el neumático el cual originó la medición al presentar un indicador o una alarma. Cada monitor incluye información de identificación, la cual puede ser transmitida con la medición. El monitor del neumático es preferentemente activado para producir esta información, y la información es entonces comunicada a la estación central y asociada con la posición del neumático.

En la técnica de la Patente estadounidense No. 5,600,301, cada uno de los monitores incluye un interruptor de lengüeta u otro dispositivo magnético. Se pasa un imán cerca del interruptor de lengüeta, causando que el monitor transmita una transmisión de radiofrecuencia que incluye información de identificación. Un técnico de servicio repite el proceso en cada rueda y luego carga la información de identificación y posición en la estación central de monitoreo. Otro método, proporciona un código de barras impreso en cada monitor de neumático el cual contiene la información de identificación y puede ser leído con un lector adecuado de códigos de barra.

En la patente estadounidense No. 5,880,363, una señal de activación es suministrada desde el controlador central a un transmisor de baja frecuencia ubicado en cada guardabarros. El transmisor genera una señal de baja frecuencia para activar el detector del neumático. El detector de presión del neumático responde generando una señal de identificación de onda larga y transmitiendo esa señal con la presión del neumático y la información de identificación directamente a la unidad de control. La señal de identificación de onda larga es utilizada para identificar la posición del neumático, distinguiendo esta trasmisión de las otras transmisiones recibidas por el controlador.

La patente estadounidense No. 5,883,305 da a conocer una comunicación bidireccional de información por medio de señales de radio. Un monitor de presión de neumático es activado por medio de una señal de radiofrecuencia transmitida por una antena situada en el guardabarros adyacente al neumático. Un detector de presión de neumático transmite una segunda señal de radiofrecuencia, la cual es detectada por la antena del guardabarros. La segunda señal es demodulada para detectar esa información de presión de neumático.

La Patente estadounidense No. 6,204,758B1 revela un monitor de neumático incluyendo un acelerómetro tangencial para detectar la aceleración del monitor del neumático. La aceleración tangencial a lo largo de un solo eje es detectada para determinar la aceleración. La información de posición para el monitor del neumático es determinada en respuesta a la aceleración.

La patente US 2003 197603 expone un monitor de neumático, para utilizar junto con un sistema remoto de monitoreo de neumático de un vehículo, que incluye un acelerómetro de doble eje y un circuito de control. El circuito de control determina la información de posición, como la posición derecha/izquierda del monitor de neumático del vehículo, en respuesta a una señal de aceleración del acelerómetro de doble eje. El monitor del neumático transmite datos del neumático y la información de posición a una unidad de control de un sistema remoto de monitoreo del neumático. La unidad de control determina información de posición adicional, como la posición frontal/trasera del monitor transmisor del neumático, detectando la intensidad de la señal de la trasmisión. Esto le permite al sistema volver a aprender automáticamente la posición de los detectores del neumático del vehículo, incluso después de girar los neumáticos.

La Patente estadounidense No. 5,963,128 revela un método de detección de movimiento para un sistema de monitoreo de neumáticos. En un modo de espera de baja potencia, una unidad de control monitorea el estado del interruptor de rodillo. Si el interruptor de rodillo permanece cerrado, entonces después de 10 segundos la unidad de control despierta del modo de espera y repite un proceso de medición.

Estas técnicas anteriores han estado limitadas en cuanto a su efectividad. La técnica de programación magnética podría estar sujeta a interferencias y a cruce de señales (diafonía), por ejemplo en una fábrica en donde muchos monitores para neumáticos de este tipo están siendo ensamblados con neumáticos y vehículos. El sistema de etiquetas para códigos de barra requiere una etiqueta en cada neumático la cual puede perderse, o ensuciarse y volverse ilegible. El aparato para transmitir una señal de activación de onda larga, y generar una señal de identificación de onda larga derivada de ella es demasiado costoso para ciertas aplicaciones. La técnica bidireccional de comunicación de datos requiere la demodulación de las señales de radio recibidas en el guardabarros, y un cable coaxial que vuelva al controlador central, dos elementos que incrementan el costo del sistema. La aceleración tangencial que debe ser detectada requiere un acelerómetro de alta sensibilidad, que podría resultar prohibitivamente costoso en la presente aplicación.

Otra de las limitaciones de algunas de estas técnicas anteriores, es la operación manual que requiere activación por un técnico de servicio. Se desea un sistema que automáticamente transmita la información de posición de la rueda al receptor. Dicho sistema sería particularmente útil después de cualquier cambio de posición del neumático, como la rotación del neumático o el reemplazo del neumático.

La Patente estadounidense No. 6,518,876, comúnmente asignada con la presente aplicación, presenta un sistema y un método en el cual los detectores para neumáticos están ubicados en cada rueda del vehículo y periódicamente transmiten datos del neumático, junto con un identificador de detector para neumáticos. Cuatro pequeños y económicos detectores de radiofrecuencia se sitúan cerca de cada rueda. Cada detector de radiofrecuencia es conectado a una unidad de control central por medio de un cable de corriente y una línea a tierra. Cuando un monitor para neumático transmite datos emitiendo una transmisión de radiofrecuencia, el detector de radiofrecuencia que esté más cerca al transmisor detectará la ráfaga de energía de radiofrecuencia. El detector de radiofrecuencia responde a la energía de radiofrecuencia modulando el cable de corriente a la unidad de control con la envolvente de los datos transmitidos. La unidad de control detecta esta modulación en uno de sus cables de corriente. Además, el receptor de radiofrecuencia de la unidad de control recibe y demodula los datos transmitidos por el monitor para neumático. La unidad de control asocia los datos recibidos con la indicación de posición suministrada por la modulación en la línea de conducción eléctrica. Cuando las posiciones de las ruedas del vehículo son cambiadas, la unidad de control puede determinar la nueva posición utilizando la línea de conducción eléctrica modulado conjuntamente con el identificador de monitor para neumático en los datos transmitidos.

Aunque este sistema ha sido muy útil en su aplicación, se desea un sistema y componentes de menor costo y mayor durabilidad. El interruptor de rodillo incluido en monitores para neumáticos anteriores está necesariamente sujeto a una gran variedad de fuerzas durante el uso, incluyendo altas fuerzas gravitacionales durante el movimiento del vehículo, e impactos y vibraciones a medida que el neumático circula sobre pavimento rugoso. Además, el interruptor de rodillo tiende a degradarse, en cuanto a su rendimiento, con el paso del tiempo, hasta convertirse en un interruptor no ideal. Más incluso, los interruptores de rodillo actualmente disponibles, no son verdaderos dispositivos con tecnología de montaje superficial del tipo que puede ser ensamblado automáticamente sobre una placa de circuitos impresos, y el interruptor de rodillo disponible actualmente es relativamente costoso. Consecuentemente, existe la necesidad de contar con un monitor para neumático mejorado y con un sistema remoto de monitoreo de presión de neumáticos.

Revelación de la invención

La presente invención se encuentra detallada en las reivindicaciones.

El resumen precedente ha sido suministrado únicamente en carácter de introducción. Nada de lo contenido en esta sección debería ser tomado como limitación sobre las siguientes reivindicaciones, las cuales definen el alcance de la invención.

La Fig. 1 es un diagrama de bloque de una realización de un sistema remoto de monitoreo de neumáticos mostrado junto con las porciones de un vehículo;

La Fig. 2 es un diagrama de bloque de un monitor para neumáticos para utilizar en el sistema remoto de monitoreo de neumáticos de la Fig. 1;

La Fig. 3 es un diagrama de bloque que muestra una realización del controlador del monitor para neumáticos de la Fig. 2;

La Fig. 4 es un diagrama de bloque de una realización de la interfaz del sensor de impacto de la Fig. 3;

Las Figs. 5 a 9 ilustran la aceleración experimentada por el monitor para neumático de la Fig. 2;

La Fig. 10 es un diagrama de flujo que ilustra la operación general del monitor para neumáticos de la Fig. 2;

La Fig. 11 es un diagrama de tiempos que ilustra la operación del monitor para neumáticos de la Fig. 2;

La Fig. 12 es un diagrama de flujo que ilustra un método de detección de movimiento del monitor para neumático de la Fig. 2;

La Fig. 13 es un diagrama de tiempo que ilustra la operación del controlador del monitor para neumáticos de la Fig. 2 para determinar la información de fase para las dos señales del monitor para neumático;

La Fig. 14 ilustra un método de confirmación de una frecuencia de muestreo;

La Fig. 15 ilustra la determinación de fase por el monitor para neumáticos utilizando dos señales del sensor de impactos;

La Fig. 16 es un diagrama de tiempos que ilustra un proceso de autolocalización inalámbrica para un monitor para neumático de un vehículo;

Las Figs. 17 a 19 son diagramas de flujo que ilustran el proceso de autolocalización inalámbrica de la Fig. 16;

La Fig. 20 es un diagrama de tiempos que ilustra una segunda realización de un proceso de autolocalización inalámbrica para un monitor para neumático de un vehículo;

Las Figs. 21 a 22 son diagramas de flujo que ilustran el proceso de autolocalización inalámbrica de la Fig. 16;

La Fig. 23 es un diagrama de flujo que ilustra el procedimiento de transmisión de dirección de las Figs. 18 y 22;

Las Figs. 24 a 28 son diagramas de flujo que ilustran el funcionamiento del sistema remoto de monitoreo de neumáticos de la Fig. 1.

Modo de realización preferente de la invención

Haciendo referencia ahora al dibujo, la Fig. 1 es un diagrama de bloque de un sistema remoto de monitoreo de neumáticos 102 que se muestra junto con las porciones de un vehículo 100, con un sistema remoto de monitoreo de neumáticos 102. El vehículo 100 incluye ruedas 104, 106, 108, 110. Cada rueda incluye un neumático montado sobre una llanta. En otras realizaciones, el vehículo 100 podría tener otra cantidad de ruedas. Por ejemplo, en una realización en particular, un camión tiene 18 ruedas.

El sistema remoto de monitoreo de neumáticos 102 de la realización ilustrada incluye una unidad de control 112 y monitores de neumáticos 124, 126, 128, 130. Los monitores de neumáticos 124, 126, 128, 130 miden las características del neumático y transmiten los datos del neumático para su recepción y procesamiento a una unidad de control 112. El sistema 102 también podría incluir otros componentes. Por lo tanto, la realización ilustrada de la Fig. 1 es sólo a modo de ejemplo.

El sistema remoto de monitoreo de neumáticos 102, tal y como se ilustra en la Fig. 1, incluye un monitor de neumáticos asociado con cada rueda del vehículo 100. Por lo tanto, un monitor de neumáticos 124 está asociado con la rueda 104; un monitor de neumáticos 126 está asociado con la rueda 106; un monitor de neumáticos 128 está asociado con la rueda 108; un monitor de neumáticos 130 está asociado con la rueda 110. Los monitores de neumáticos son por lo general del tipo descrito aquí y están configurados para detectar la condición de un neumático, como la presión del neumático, y para transmitir ocasionalmente una transmisión que incluye datos del neumático, como datos de la presión del neumático e información de identificación que identifica, únicamente, al monitor de neumático respectivo.

Cada uno de los monitores de neumáticos 124, 126, 128, 130 incluye un transmisor de radiofrecuencia (RF) alimentado a batería y un sensor, como un sensor de presión para medir una característica del neumático. El monitor de neumáticos 126 convierte la característica del neumático medida en información del neumático. Los datos del neumático son codificados para ser transmitidos desde la rueda 106. Es posible utilizar cualquier monitor de neumáticos apropiado. Los monitores de neumáticos 124, 126, 128, 130 serán descritos en mayor detalle a continuación junto con la Fig. 2.

Con respecto a la unidad de control 112, cualquier unidad de control apropiada podría utilizarse en el sistema 102. En una realización a modo de ejemplo, la unidad de control 112 incluye un controlador 132, un dispositivo de memoria 134 y un receptor 136 para recibir transmisiones de radiofrecuencia desde los monitores de neumáticos del sistema de monitoreo de neumáticos 102. El controlador 132 forma un medio de procesamiento y podría ser cualquier dispositivo de control apropiado como un microprocesador, un microcontrolador, un circuito integrado para aplicaciones específicas (ASIC, por sus siglas en inglés) o un dispositivo lógico acoplados para llevar a cabo las funciones necesarias descritas aquí. La unidad de control 112 de algunas aplicaciones es acoplada a un bus de comunicación de datos del vehículo para el intercambio de datos acerca de las condiciones del vehículo. Por ejemplo, algunos vehículos utilizan un bus CAN para comunicar datos internamente entre los componentes del vehículo. Un ejemplo de dichos datos son los datos acerca de la velocidad del vehículo.

En una realización, el controlador 132 es implementado como procesador. El procesador almacena datos de posición para una pluralidad de monitores de neumáticos del sistema remoto de monitoreo de neumáticos 102. El controlador 132 recibe datos del neumático y datos de posición tal y como son transmitidos desde los monitores de neumáticos y decodificados en el receptor 136. En la realización ilustrada, cuando los datos del neumático y los datos de posición son recibidos en el procesador, el procesador recupera los datos de posición almacenados desde la memoria 134. En una realización, los datos de posición son almacenados en asociación con una posición en el vehículo, como por ejemplo frontal izquierda, trasera izquierda, frontal derecha o trasera derecha. Los datos de posición recibidos son comparados con los datos de posición almacenados. Si no hay ningún cambio, los datos de posición no son actualizados y podría ocurrir un procesamiento posterior utilizando los datos de neumático recibidos. Sin embargo, el procesador actualiza los datos de posición para el monitor de neumático que realiza la transmisión, cuando la posición del monitor de neumático que realiza la trasmisión varía con respecto a los datos de posición almacenados para el monitor de neumático que realiza la transmisión. Por lo tanto, el controlador 132 incluye una memoria 134 y un procesador configurado para almacenar en la memoria 134 posiciones de la pluralidad de monitores de neumáticos, incluyendo la posición del monitor de neumático que realiza la transmisión que originó los datos de posición recibidos.

El dispositivo de memoria 134 constituye un medio de memoria para almacenar datos y está formado, preferentemente, por una memoria semiconductora. En la realización ilustrada, el dispositivo de memoria 134 de la unidad de control 112 incluye una memoria constante o una memoria no volátil como una E^{2}PROM, y una memoria activa como una memoria de acceso aleatorio (RAM). Por ejemplo, la memoria constante podría ser utilizada para almacenar identificadores de neumáticos y datos de presión durante períodos prolongados de tiempo, como cuando el vehículo 100 se encuentra estacionado.

El receptor 136 podría ser cualquier circuito receptor de radio apropiado. El receptor 136 y los monitores de neumáticos del sistema 102 deben estar diseñados para cooperar, de modo tal que los datos codificados y modulados para la transmisión por medio de los monitores de neumáticos sean confiablemente demodulados y decodificados en el receptor. El receptor 136, preferentemente, incluye un circuito de indicación de potencia de señal recibida (RSSI, por sus siglas en inglés) para determinar la potencia relativa de las transmisiones de los monitores de neumáticos recibidas en el receptor. Se puede utilizar cualquier circuito RSSI apropiado.

La Fig. 2 es un diagrama de bloque de un monitor de neumático 200. El monitor de neumático 200 incluye un controlador 202, una batería 204, una bobina transpondedora 206, un sensor de presión 208, uno o más sensores de movimiento piezoeléctrico como un primer sensor de impacto 210 y un segundo sensor de impacto 212, un circuito de radiofrecuencia 214 y una antena 216. Se prevé que cada rueda o neumático de un vehículo tendrá un monitor de neumático tal como el monitor de neumático 200 asociado a él, para monitorear las condiciones del neumático, como por ejemplo la presión del neumático. El monitor de neumático es accionado, en parte, por señales producidas por los sensores de impacto 210, 212 y es controlado por el controlador 202. El controlador 202 determina el posicionamiento del monitor del neumático, por ejemplo, del lado izquierdo o del lado derecho del vehículo, basado en las señales producidas por los sensores de impacto 210, 212. El controlador 202, por lo tanto, constituye información de posición del monitor del neumático, determinando el circuito que es sensible a una señal de aceleración de los sensores de impacto 210, 212. El controlador 202 constituye un circuito de control configurado para determinar información de posición acerca de la posición del monitor de neumático del vehículo, en respuesta a una señal de aceleración de los sensores de impacto 210, 212.

El controlador 202 podría ser cualquier procesador, microprocesador, microcontrolador u otro dispositivo apropiado de procesamiento de datos para llevar a cabo las funciones descritas aquí. En otra realización, el controlador 202 es configurado como un circuito integrado para aplicaciones específicas (ASIC). El ASIC está diseñado utilizando bloques de circuito preexistentes, los cuales son capaces de llevar a cabo las funciones necesarias, ya sea por sí solos o en combinación con software de control. El controlador 202 también suele incluir memoria para almacenar datos e instrucciones para utilizar en combinación con los datos recibidos y generados. El controlador 202 se describirá en mayor detalle a continuación junto con la Fig. 3.

La batería 204 proporciona potencia de funcionamiento para el monitor de neumáticos 200, incluyendo el controlador 202. La batería 204 podría ser reemplazable o podría estar instalada de manera permanente.

La bobina transpondedora 206 está configurada para activarse en respuesta a la energía electromagnética impartida desde el exterior al monitor del neumático 200. En respuesta a la energía de radiofrecuencia impartida, la bobina transpondedora 206 produce un voltaje o señal de corriente la cual podría ser detectada por el controlador 202. La comunicación con el controlador 202 utilizando una bobina transpondedora es conocida por activar la operación de un monitor de neumáticos, como el monitor de neumáticos 200, o para comunicar datos u otra información producida en el monitor de neumáticos 200. En la realización ilustrada, la bobina transpondedora 206 podría detectar una activación de programación producida acercando un excitador a la bobina transpondedora 206. El excitador activa la bobina transpondedora para producir una señal detectable por el controlador 202. Esto podría causar que el controlador, por ejemplo, transmita la información del neumático de la manera que se describe a continuación. Esta transmisión inicial de información del neumático podría luego ser utilizada para programar la unidad de control de un sistema remoto de monitoreo de neumáticos del tipo que se describe aquí.

El sensor de presión 208, constituye un dispositivo de detección para detectar una condición de un neumático y producir datos del neumático en respuesta a ello. En la realización ilustrada, el sensor de presión 208 detecta la presión de aire del neumático, al cual el monitor de neumáticos 200 está asociado. En realizaciones alternativas, el sensor de presión 208 podría ser suplementado con, o reemplazado por, un sensor de temperatura u otros dispositivos para detectar datos del neumático. Una indicación de los datos del neumático es proporcionada por el controlador 210 en una entrada 220.

El sensor de impacto 210 constituye un interruptor de movimiento o sensor rotatorio para el monitor de neumáticos 200. Los sensores de impacto 210, 212 en combinación constituyen un acelerómetro de doble eje y determinan la primera aceleración a lo largo de un primer eje y una segunda aceleración a lo largo de un segundo eje. Como se describirá a continuación junto con las Figs. 4 a 8, durante el funcionamiento, el primer eje y el segundo eje permanecen en un plano rotatorio del neumático respectivo al cual el monitor de neumáticos 200 está asociado. El monitor de neumáticos 200 y su rueda asociada rotan sobre un tercer eje el cual es ortogonal con respecto al primer eje y al segundo eje.

Los sensores de impacto 210, 212 son un ejemplo de sensor de fuerza, sensor de desplazamiento, o sensor de rotación. Los sensores de impacto también suelen ser denominados genéricamente como sensores piezoeléctricos de rotación. Otros tipos de sensores piezoeléctricos de rotación podrían utilizarse en lugar de los sensores de impacto descritos aquí.

De acuerdo con la realización preferente, los sensores de impacto 210, 212 son realizados como los sensores de impacto comercialmente disponibles del tipo que detectan un impacto como la aceleración y producen una señal eléctrica proporcional a la aceleración. Los ejemplos son los sensores de impacto serie PKGS-xxRA disponibles fabricados por Murata, Inc. Estos dispositivos sólo son a modo de ejemplo y puede utilizarse otros dispositivos en su lugar. Estos dispositivos utilizan una estructura de cerámica piezoeléctrica a modo de un elemento de detección de aceleración. Estos dispositivos son del tipo sensible a la carga, los cuales detectan la aceleración en la forma de una salida de carga eléctrica. Los sensores de impacto no son interruptores mecánicos sino que son sensores. No disipan la energía sino que en realidad generan corriente. El valor típico de la sensibilidad de carga de estos dispositivos es de 0.153 pC/G. Estos dispositivos proporcionan un voltaje de salida proporcional a la aceleración aplicada, típicamente de 1 mV/g, donde g es la aceleración debido a la gravedad. Cada sensor de impacto tiene una frecuencia de resonancia característica, típicamente de aproximadamente 27 KHz. Anteriormente, dichos dispositivos han sido utilizados para la protección contra escritura de las unidades de discos duros y para la utilización de los airbag en los automóviles. Preferentemente, los sensores de impacto 210, 212 pueden ser ensamblados a circuitos impresos utilizando técnicas convencionales de soldadura de montaje en superficie.

La principal diferencia entre un acelerómetro y un sensor de impacto es que la señal de salida de un sensor de impacto está relacionada con una carga de fuerza aplicada al sensor de impacto, mientras que la señal de salida de un acelerómetro es proporcional a la fuerza absoluta aplicada. Uno de los beneficios de utilizar sensores de impacto en una aplicación como la que se describe aquí, es que el uso del sensor de impacto elimina los problemas de detección de pequeñas variaciones de señal en presencia de grandes desplazamientos de voltaje causados por la fuerza centrífuga a altas velocidades, un problema inherente al uso de un acelerómetro. Además, dado que los acelerómetros miden la fuerza absoluta aplicada, en algún momento durante la detección de una señal pequeña con gran desplazamiento de señal, el acelerómetro se satura a alta velocidad. En un diseño anterior utilizando un acelerómetro de doble eje, el sistema de monitoreo de neumáticos podría no detectar la localización de la rueda a velocidades superiores a las 60 mph dado que el acelerómetro se ha saturado debido a la alta fuerza gravitacional. Como ejemplo, utilizando una llanta de 16'' a 100 mph, la fuerza centrífuga vista por el sensor es de 260 g. El circuito que analiza la señal de salida del acelerómetro buscará una variación de +/- 1g sobre este desplazamiento. El problema de desplazamiento puede ser abordado utilizando complejas filtraciones y amplificaciones. Sin embargo, esto agrega complejidad y costos adicionales al diseño y obstaculiza el funcionamiento a altas velocidades. El sensor de impacto es especialmente bueno a altas velocidades y funciona bien incluso a 1 mph de ser necesario. Además, los acelerómetros de bajo costo requieren una fuerza de abastecimiento sustancial para funcionar y por lo tanto utilizarlos en un sensor de monitoreo remoto de presión de neumáticos limitará la vida útil de la batería del sensor. En contraste, el sensor de impacto no consume corriente sino que en realidad la genera.

Otro problema surge al utilizar acelerómetros de doble eje. Los acelerómetros son específicos para el funcionamiento en relación a tres ejes geométricos x, y & z, donde los ejes x e y son paralelos al plano de la placa de circuitos impresos (PCB, por sus siglas en inglés), en la cual el acelerómetro está montado con el eje z normal con respecto al plano de la placa de circuitos impresos. Sin embargo, los vendedores de acelerómetros sólo ofrecen dispositivos de planos x e y. El uso del monitor de neumáticos requiere un acelerómetro de eje dual con plano x y z. El acelerómetro de eje dual disponible no puede ser montado simplemente sobre su lado porque los dispositivos están montados en la superficie de la placa de circuitos impresos. Orientar el acelerómetro de eje dual sobre su lado requeriría que una pequeña tabla secundaria PCB esté montada a la PCB principal del monitor de neumáticos. No existen acelerómetros de eje dual con plano x y z listos para usar en el mercado debido a su mínima demanda. Un dispositivo de plano x y z hecho por encargo significará formidables costos en desarrollo y piezas.

La operación del monitor de neumáticos 200, junto con los sensores de impacto 210, 212 se describirá a continuación junto con las Figs. 4 a 7. En la realización ilustrada, los sensores de impacto 210, 212 son utilizados como un interruptor de movimiento, para determinar cuándo el neumático se está moviendo, y para determinar de qué lado del vehículo se encuentra el neumático. El sensor de impacto 210 está acoplado al controlador 202 entre las entradas 222, 224. De manera similar, el sensor de impacto 212 está acoplado al controlador 202 entre las entradas 226, 228. El sensor de impacto 210 puede ser referido como sensor de impacto X y el sensor de impacto 212 puede ser referido como sensor de impacto Y.

El circuito de radiofrecuencia 214 incluye la circuitería necesaria para transmitir señales de radiofrecuencia que transmiten datos del neumático, datos de identificación, datos de estado y demás información del monitor de neumáticos 200. La antena 216 está eléctricamente acoplada con el circuito de radiofrecuencia 214 para facilitar la transmisión de radiofrecuencia. En una realización, el vástago de válvula del neumático es utilizado como la antena 216. En la realización preferente, la fase de RF 214 trasmite señales de radio para comunicar datos representativos de la información de posición determinada por el monitor del neumático, como el posicionamiento del monitor del neumático 200 en el lado derecho o izquierdo del vehículo. La fase de RF 214 constituye, por lo tanto, un circuito de transmisión de radio de información de posición.

La Fig. 3 es un diagrama de bloque que muestra una realización del controlador 202 de la Fig. 2. El controlador 202 es implementado en esta realización como un circuito integrado de aplicación específica (ASIC). El ASIC incluye un núcleo microprocesador 302, una interfaz del transpondedor 304, una interfaz de sensor de impacto 306, un convertidor de señal analógica a digital 308, un amplificador 310, y un generador de corriente 312. El amplificador 310 y el generador de corriente constituyen una interfaz de sensor de presión. Éstos dispositivos están integrados en un solo circuito integrado monolítico para lograr un menor tamaño, peso y consumo de energía.

El núcleo microprocesador 302 podría ser cualquier circuito convencional de microprocesador. El núcleo microprocesador 302 es, preferentemente, un circuito de núcleo disponible para integrarlo en el ASIC. Preferentemente, el núcleo microprocesador 302 incluye un circuito de memoria y un procesador. El procesador opera en respuesta a los datos e instrucciones almacenados en el circuito de memoria. El circuito de memoria a su vez incluye una memoria de sólo lectura que almacena programas de control y datos para el procesador y la memoria de lectura-escritura para almacenar datos de funcionamiento del procesador. Los ejemplos de uso de memoria para el circuito de memoria que se describen a continuación, incluyen una decisión de último movimiento o permanente almacenada, un contador de decisiones de movimiento, un valor de retorno de una subrutina móvil o permanente, una etiqueta de estado de movimiento y la información de posición para los monitores del neumático que realizan la transmisión del
neumático.

La interfaz del transpondedor 304 incluye circuitería para la detección de la activación externa de un transpondedor por una señal aplicada por un excitado remoto, y para la modulación de una señal para comunicar datos a un detector remoto desde el monitor de neumáticos 200. En una realización, la interfaz del transpondedor 304 está construida y operada de acuerdo con lo presentado en la aplicación de la patente estadounidense con número de serie 09/245,938 titulada "Método y aparato para un sistema remoto de monitoreo de presión de neumáticos", archivado el 5 de febrero de 1999, bajo el nombre de S. McClelland, et al., cuya aplicación es comúnmente asignada al evaluador de la presente aplicación y es incorporada aquí en su totalidad por medio de esta referencia. Otros circuitos de interfaz del transpondedor apropiados podrían servir de reemplazo.

La interfaz del sensor de impacto 306 está configurada para suministrar las señales de control necesarias y detectar la señal de respuesta de los sensores de impacto 210, 212. Como se mencionó anteriormente, los sensores de impacto 210, 212, en una de las realizaciones, detectan la aceleración en la forma de una señal de salida de carga eléctrica. La señal de salida está en el orden de 1 mV/g. La interfaz de sensor de impacto 306 recibe esta señal analógica, amplifica y filtra la señal y proporciona una señal amplificada como respuesta. La interfaz de sensor de impacto 306 opera en respuesta a las señales de control del núcleo procesador 302. Preferentemente, ambos sensores de impacto pueden compartir la misma interfaz mediante multiplexado. El controlador 202 se describirá en mayor detalle a continuación junto con la Fig. 4.

El convertidor de señal analógica a digital (ADC, por sus siglas en inglés) 308 recibe señales analógicas y las convierte en señales digitales de múltiples bits. El ADC 308 es, preferentemente, un circuito de núcleo convencional disponible para la integración en el ASIC. En particular, el ADC 308 recibe las señales amplificadas de los sensores de impacto desde la interfaz del sensor de impacto 306 y las convierte en datos digitales. El ADC 308 proporciona los datos digitales al núcleo microprocesador 302 para su posterior procesamiento. El ADC 308 opera en respuesta a las señales de control del núcleo microprocesador 302.

El amplificador 310 amplifica una señal de presión recibida desde el sensor de presión 208. El amplificador 310 proporciona una señal de presión amplificada 20 al ADC 308. El ADC 308 a su vez convierte la señal analógica de presión en datos digitales y suministra los datos digitales al núcleo microprocesador 310 para su posterior procesamiento. El generador de corriente 312 proporciona una corriente constante al sensor de presión 308 independientemente de las posibles fluctuaciones en el voltaje del suministro.

La Fig. 4 es un diagrama de bloque de una realización de la interfaz de sensor de impacto 306 de la Fig. 3. La interfaz del sensor de impacto 306 incluye un amplificador de voltaje 402, un filtro de paso alto 404, un filtro de paso bajo 406 y un amplificador de voltaje 408. En otras realizaciones podrían incluirse componentes adicionales o ser reemplazados para proporcionar características particulares de funcionamiento o para alcanzar objetivos particulares de diseño.

Como se mencionó anteriormente, los dos sensores de impacto, preferentemente, comparten una misma interfaz de sensor de impacto. Las señales de entrada de los sensores impacto son multiplexadas utilizando un circuito de control apropiado bajo el control de, por ejemplo, el núcleo microprocesador 302 (Fig. 3). De esta manera, sólo se requiere una única implementación de la interfaz de sensor de impacto, lo cual reduce el tamaño físico y los requerimientos de disipación de energía del monitor de neumáticos. Mediante el multiplexado, una primera señal de entrada del sensor de impacto es acoplada a la interfaz del sensor de impacto para su amplificación y filtrado durante un período inicial. Posteriormente, durante un segundo período, la segunda señal de entrada del sensor de impacto es acoplada a la interfaz del sensor de impacto.

El amplificador de voltaje 402 tiene una entrada diferencial acoplada a dos nodos de un sensor de impacto como el sensor de impacto 210. Dado que la señal de salida del sensor de impacto es muy pequeña en cuanto a su amplitud, la interfaz del sensor de impacto 306 proporciona una ganancia sustancial a esta señal para una detección confiable y para el posterior procesamiento en el controlador 202. El amplificador de voltaje 402 de la realización ilustrada proporciona una porción sustancial de esta ganancia. El amplificador de voltaje 402 es configurado para que tenga una ganancia de voltaje de aproximadamente 500. El amplificador de voltaje 402 también proporciona diferencial a la conversión de terminación simple. Cualquier circuito amplificador apropiado, como un circuito integrado de amplificador operacional, podría ser utilizado para implementar el amplificador de voltaje 402.

El filtro de paso alto 404 y el filtro de paso bajo 406 operan para filtrar la señal amplificada del amplificador de voltaje 402 para limitar el ancho de banda de la señal producida por la interfaz del sensor de impacto 306. En la realización ilustrada, el filtro de paso alto tiene una frecuencia de corte de aproximadamente 2 Hz y el filtro de paso bajo tiene una frecuencia de corte de aproximadamente 120 Hz. Otras frecuencias de corte podrían ser elegidas para implementaciones particulares. Alternativamente, los dos filtros 404, 406 podrían ser combinados en un solo filtro de paso de banda.

El amplificador de voltaje 408 proporciona una fase final de amplificación de voltaje. En una realización a modo de ejemplo de la Fig. 4, este amplificador 408 tiene una ganancia de voltaje de sustancialmente 7. Podrían escogerse otros valores de ganancia. Además, cualquier diseño de amplificador apropiado podría ser utilizado para proporcionar la señal de salida desde la interfaz del sensor de impacto 306.

La Fig. 5 ilustra la aceleración experimentada por un monitor de neumáticos, tal como el monitor de neumáticos 200 de la Fig. 2. La Fig. 5 ilustra un monitor de neumáticos 200 montado sobre una rueda 502 asociado con un neumático 504. La rueda 502 y el neumático 504 giran alrededor de un anillo central 506 en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario a las agujas del reloj. La rotación en el sentido de las agujas del reloj (CW, por sus siglas en inglés) se ilustra en la Fig. 5. Como se ilustra además en la Fig. 5, el monitor de neumáticos 500 experimenta dos tipos de aceleración durante la rotación del neumático. La aceleración centrífuga a_{n}, con la que podría toparse un monitor de neumáticos o podría ser dependiente de la velocidad máxima del vehículo y de la combinación de neumático y llanta utilizados. La velocidad de encendido requerida para el monitor de neumáticos en una realización a modo de ejemplo, indicando cuando el monitor de neumáticos determina que debería cambiar de estado, es cuando el vehículo ha alcanzado una velocidad de aproximadamente 15 millas por hora. También se pueden utilizar otras velocidades de encendido. Las fuerzas detectadas por este monitor de neumáticos a esta velocidad pueden variar. Empíricamente, una fuerza de acelerómetro de 2G, o dos veces la aceleración debido a la gravedad, es especificada. La aceleración máxima detectada por el monitor de neumáticos 500 ocurrirá en ciertos automóviles de alta velocidad que pueden alcanzar velocidades de 200 millas por hora o más, correspondiendo a una aceleración centrífuga a_{n} de 1800G en el monitor de neumáticos.

Como se ilustra además en la Fig. 5, el monitor de neumáticos 500 también experimenta una aceleración tangencial a_{i}. La aceleración tangencial experimentada por el monitor de neumáticos es, en contraste con la aceleración centrífuga a_{n}, muy pequeña en magnitud. Los valores a modo de ejemplo son fracciones de una fuerza gravitacional. Además, dicha aceleración tangencial podría durar sólo períodos muy cortos de tiempo.

La Fig. 6 ilustra además la aceleración en el monitor del neumático 600 como el monitor de neumáticos 200 de la Fig: 2. El monitor de neumáticos 600 incluye un par de sensores de impacto como los sensores de impacto 210, 212 de la Fig. 2 los cuales, en esta realización, se encuentran posicionados en el monitor del neumático en la rueda con el propósito de ser sensibles a la aceleración a lo largo de dos ejes ortogonales. Como se muestra en la Fig. 6, estos incluyen un eje x 602 y un eje z 604. Los sensores de impacto, junto con el monitor de neumáticos 600 rotan alrededor del centro 606 de la rueda, en la cual el monitor de neumáticos 600 está montado. Un eje y se extiende a través del centro 606, perpendicular al plano de la superficie y ortogonal al eje x 602 y al eje z 604. A medida que la rueda gira, el monitor de neumáticos 600 se mueve en el sentido de las agujas del reloj 608 y en una dirección contraria al sentido de las agujas del reloj 610.

En esta realización, los sensores de impacto están posicionados en el monitor del neumático 600 con ejes sensibles orientados como se muestra en la Fig. 6. A medida que el vehículo avanza, el monitor de neumáticos 600 y los dos ejes perpendiculares del acelerómetro rotarán alrededor del eje y o del eje de la rueda en el centro de la rueda 606. En la realización, cada señal de salida de los sensores de impacto, una salida por eje, producirá una onda sinusoidal. Esta onda sinusoidal describe la aceleración debido a la gravedad más los componentes de aceleración centrífuga o tangencial. Las dos ondas sinusoidales son ilustradas en las Figs. 7 y 8. Los sensores de impacto duales producirán señales de aceleración del primer o segundo eje con una característica de onda sinusoidal como la que se ilustra en las figuras de los dibujos.

La Fig. 7 es un diagrama que muestra la aceleración o la fuerza de gravedad contra la posición angular de la rueda cuando la rueda se mueve en el sentido de las agujas del reloj. La Fig. 8 muestra la aceleración a lo largo del eje x 802 y la aceleración a lo largo del eje z 804. En las Figs. 7 y 8, la aceleración máxima detectada por un sensor de impacto es de aproximadamente más de o menos de 1g o de 1 vez la aceleración debido a la gravedad. Como se mencionó anteriormente, en aplicaciones típicas, la aceleración real experimentada en una rueda en movimiento podría ser mucho más grande o más pequeña que esta cantidad.

En las Fig. 7 y 8 puede verse que, a medida que la rueda gira, las dos ondas producidas por el sensor de impacto se encuentran fuera de fase por 90 grados. Dependiendo de la dirección de giro de la rueda, en el sentido de las agujas del reloj o en contra del sentido de las agujas del reloj, un eje guiará o retrasará a otro eje. Por lo tanto, en la Fig. 7, donde se muestra el giro en el sentido contrario a las agujas del reloj, la aceleración a lo largo del eje z 704 guía la aceleración a lo largo del eje x en aproximadamente 90 grados. De manera similar, en la Fig. 8, la aceleración a lo largo del eje x 802 guía la aceleración a lo largo del eje z 804 en aproximadamente 90 grados.

En la realización ilustrada, los sensores de impacto convierten la aceleración que detectan en señales tales como ondas de voltaje. Estas señales, incluyendo una primera señal para la aceleración en un eje y una segunda señal para la aceleración en un segundo eje, pueden por lo tanto ser amplificadas, filtradas y convertidas en datos digitales por el controlador del monitor de neumáticos. La información de posición acerca de la posición de un neumático, incluyendo el monitor de neumáticos, puede determinarse por lo tanto basándose en la señal. Posteriormente, puede tomarse una decisión con respecto a si el monitor del neumático está girando en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario a las agujas del reloj, basándose en la señal de prueba del sensor de impacto. La información de posición, como el posicionamiento en el lado derecho o el posicionamiento en el lado izquierdo, puede ser determinada partiendo de la dirección de giro.

Por ejemplo, el controlador del monitor de neumáticos puede determinar una relación de retraso/guía de la primera señal de aceleración para el eje x y para la segunda señal de aceleración del eje z. El controlador determina si la señal del eje x guía o retrasa a la señal del eje z. Esta información de retraso/guía indicará el giro en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj de la rueda o neumático asociado con el monitor de neumáticos. Basándose en la información de giro en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj, y en la información de que el vehículo está marchando hacia delante en lugar de retroceder, el controlador puede determinar si el monitor del neumático se encuentra en el lado derecho o en el lado izquierdo del vehículo. Para el giro direccional, el método y aparato presentados se concentran en el componente alternativo +1g/-1g. En consecuencia, las Figs. 7 y 8 no ilustran todos los componentes de aceleración vistos en la salida del sensor de impacto del eje z, pero son representativos del componente alternativo. La operación del monitor del neumático, será descrita en mayor detalle a continuación, junto con las Figs. 10 a 12.

Reemplazar los sensores de impacto por acelerómetros en un monitor de neumáticos simplifica, sustancialmente, el diseño del monitor de neumáticos. Dado que la salida del acelerómetro es proporcional a la fuerza absoluta aplicada a él, el acelerómetro que opera en el plano radial de la rueda está sujeto a la presencia de una fuerza centrífuga, cada vez más fuerte a medida que la velocidad de la rueda se incrementa. Este es un efecto no deseado del arte anterior dado que la fuerza que debe ser detectada es la variación de la fuerza gravitacional \pm1g a medida que la rueda gira. Esto significa que el efecto cambiante de la fuerza centrífuga debe ser negado, lo que hace que utilizar los diseños que emplean acelerómetros sea más complejo. Dado que el sensor de impacto sólo emite un voltaje proporcional a un cambio en la fuerza aplicada, el desplazamiento constante o levemente cambiante creado por la fuerza centrífuga no es detectado en absoluto por el sensor de impacto. La detección de este voltaje en el monitor del neumático es relativamente simple.

La Fig. 9 muestra la señal de salida de un sensor de impacto. La Fig. 9(a) muestra la señal de salida del sensor de impacto cuando un vehículo equipado con un sensor de impacto montado en una rueda está en movimiento, de modo tal que la rueda gire. La señal de salida es una sinusoide con un período equivalente a una revolución de la rueda. La magnitud de la señal de salida es un voltaje proporcional a la aceleración experimentada por el sensor de impacto a medida que gira, una g o una vez la aceleración debido a la gravedad. Por lo tanto, los picos de voltaje corresponden a \pm 1g. Como se mencionó anteriormente, un típico sensor de impacto tiene un voltaje de salida proporcional a una aceleración de aproximadamente 1 mV/g. La señal mostrada en la Fig. 9(a) es una señal de salida sinusoidal proporcional a la aceleración gravitacional. La señal puede ser amplificada y filtrada para su detección por el monitor de neumáticos.

La Fig. 9(b) y la Fig. 9(c) muestran la señal de salida de frecuencia de resonancia natural del sensor de impacto. La Fig. 9(b) muestra la señal cuando el vehículo está inmóvil. La señal es sustancialmente ruido. No hay componente de resonancia cuando el vehículo con el sensor de impacto se encuentra inmóvil y no experimenta aceleración alguna. Cuando se encuentra inmóvil, no hay señal de salida del sensor de impacto. La Fig. 9(c) muestra la señal cuando el vehículo y el sensor de impacto están en movimiento. Debido a la aceleración asociada con el movimiento del ruido y la vibración del camino, la señal muestra la frecuencia de resonancia natural de aproximadamente 27 KHz. La señal ilustrada en las Figs. 9(b) y 9(c) es una señal resonante debido al movimiento o aceleración del sensor de impacto. El filtro de la interfaz del sensor de impacto podría disponerse para que detecte el ruido de banda ancha, en lugar de detectar específicamente la frecuencia de resonancia.

La Fig. 9 ilustra por lo tanto dos métodos posibles para la detección del movimiento en un monitor de neumáticos equipado con un sensor de impacto. En el primer método sugerido por la Fig. 9(a), la señal de salida sinusoidal proporcional a la aceleración gravitacional proporciona una indicación del movimiento del vehículo. El monitor de neumáticos prueba esta señal a una frecuencia superior a la frecuencia de la sinusoide y detecta la naturaleza periódica de la señal. Si la señal periódica no está presente en la señal de salida del sensor de impacto, el monitor de neumáticos concluye que el vehículo está detenido. Si la señal periódica está presente en la señal de salida del sensor de impacto, el monitor de neumáticos concluye que el vehículo está en movimiento.

En el segundo método sugerido por las Figs. 9(b) y 9(c), la señal resonante debido al movimiento o aceleración del sensor de impacto, proporciona una indicación del movimiento del vehículo. La señal resonante es una señal de ruido de banda ancha, producida por el sensor de impacto cuando el sensor de impacto está sujeto a una fuerza que no es cero. Si la señal resonante no está presente en la señal de salida del sensor de impacto, el monitor de neumáticos concluye que el vehículo está detenido. Si la señal resonante está presente en la señal de salida de sensor de impacto, el monitor de neumáticos concluye que el vehículo está en movimiento.

En la realización de la Fig. 3, la interfaz del sensor de impacto 306 detecta la señal de salida del sensor de impacto, la cual podría ser considerada una señal de movimiento indicadora del movimiento del monitor del neumático y del vehículo en el cual el monitor del neumático está montado. La interfaz del sensor de impacto 306 amplifica y filtra la señal de salida del sensor de impacto, y proporciona una señal analógica del sensor de impacto al convertidor de señal analógico digital 308. La amplificación puede realizarse mediante cualquier valor apropiado, incluso mediante la unidad. El ADC 308 convierte la señal analógica del sensor de impacto en datos digitales del sensor de impacto, y proporciona los datos al núcleo microprocesador 302. Estos datos podrían ser considerados datos de movimiento. El valor relativo de los datos de movimiento podría ser interpretado como una indicación de que el vehículo está en movimiento o detenido.

Alternativamente, el ruido de ancho de banda debido a la aceleración del sensor de impacto, es detectado para determinar si el vehículo y el monitor del neumático están en movimiento. Los filtros 404, 406 del circuito de la interfaz del sensor de impacto 306 son configurados para detectar el ruido de ancho de banda. Los sensores de impacto proporcionan una señal de ruido de ancho de banda cuando están en movimiento. Esta señal no está presente cuando los sensores de impacto se encuentran detenidos y no están sujetos a ningún tipo de fuerza.

El núcleo microprocesador 302, determina una condición de movimiento del vehículo, como por ejemplo si el vehículo se encuentra en movimiento o detenido, probando los datos del sensor de impacto y derivando una conclusión basada en el valor de los datos del sensor de impacto. Esto puede llevarse a cabo en el núcleo microprocesador 302, comparando el valor de los datos del sensor de impacto, o los datos de movimiento, con un umbral almacenado. Si los datos de movimiento exceden el umbral, la magnitud de la señal de movimiento corresponde a una detección de movimiento por parte del sensor de impacto, y el núcleo microprocesador concluye que el monitor del neumático y el vehículo están en movimiento. Por otro lado, si los datos de movimiento no exceden el umbral, el núcleo microprocesador concluye que el monitor del neumático y el vehículo se encuentran detenidos.

Por lo tanto, el uso de un sensor de impacto como interruptor de movimiento en un monitor de neumáticos, permite el reemplazo del costoso interruptor mecánico de rodillo de bola y resorte de los monitores de neumáticos de generaciones anteriores. El interruptor mecánico de rodillo no suele ser fiable, y es costoso e incrementa la disipación de la corriente, además de reducir la vida útil de la batería del monitor de neumáticos. Además, el interruptor mecánico de rodillo no puede ser montado en superficie y por lo tanto debe ser ensamblado manualmente en una placa de circuitos impresos. La utilización de un interruptor de rodillo en un diseño requiere costosos equipamientos de ensamblado, para el reemplazo y soldado de dispositivos de interruptor de rodillo en placas de circuitos impresos.

El sensor de impacto, utilizado como interruptor de movimiento, no utiliza corriente y por lo tanto prolonga la vida útil de la batería. Los típicos sensores de impacto cuestan alrededor de la mitad de lo que cuesta un interruptor mecánico de rodillo, lo cual reduce el costo de las piezas del monitor del neumático. Dado que el sensor de impacto es un dispositivo piezoeléctrico de estado sólido sin piezas movibles, el sensor de impacto es más duradero, lo cual es importante considerando el hostil ambiente del monitor de neumáticos. Además, el sensor de impacto puede ser montado sobre la superficie de una placa de circuitos impresos con otros componentes del monitor del neumático y es por lo tanto compatible con técnicas convencionales de fabricación de dispositivos electrónicos.

En una realización alternativa, un diseño de sensor de impacto levemente diferente es utilizado en el monitor de neumáticos. En un aspecto de la realización descrita arriba junto con las Figs. 2 a 9, dos modelos diferentes de sensores de impacto son utilizados para los dos sensores de impacto 210, 210. Los dos sensores de impacto están montados en 90 grados cada parte, en alineación con los ejes ortogonales x y z ilustrados en la Fig. 6. Utilizando dispositivos que suelen estar disponibles comercialmente, esto requiere dos partes distintas de sensores de impacto. Por ejemplo, Murata, Inc. vende sensores de impacto cuyos números de pieza son PKGS 00RA (pieza de 0 grados) y PKGS 90RA (pieza de 90 grados). La diferencia entre estas dos piezas es que el material piezoeléctrico del interior está montado en el PKGS 00RA a 0 grados con respecto a la horizontal y en la pieza PKGS 90RA a 90 grados con respecto a la horizontal. Esto le proporciona una guía o retraso de 90 grados en sus salidas, dependiendo de la dirección en la que el vehículo transita, como se ilustra en las Figs. 7 y 8.

Otros modelos de sensores de impacto están disponibles los cuales proporcionan importantes beneficios de fabricación y reducción de costos. Por ejemplo, además de fabricar una pieza de 0 grados y una pieza de 90 grados, Murata, Inc. también comercializa una pieza de 25 grados, la PKGS 25RA. Esto significa que en esta pieza, el material piezoeléctrico está internamente montado a 25 grados con respecto a la horizontal. En una realización alternativa, dos de estos sensores de impacto de 25 grados están instalados en el monitor del neumático. Un sólo sensor de impacto de 25 grados está montado en la placa de circuitos impresos del monitor del neumático, y la otra pieza del sensor de impacto está montada en la placa de circuitos impresos, orientada a 180 grados respecto del primer sensor de impacto. Este posicionamiento significa efectivamente que las dos señales de salida de los sensores de impacto están a 50 grados fuera de fase, no a 90 como en la realización descrita arriba. Cualquier otra especificación de ángulo para el sensor de impacto podría ser especificada siempre que se produzca una señal detectable.

Esto proporciona un beneficio durante el ensamblado en la línea de producción de una fábrica, dado que todos los sensores de impacto que se montan en las placas de circuitos impresos de los monitores de neumáticos son idénticos. En contraste, utilizar dos de los mismos sensores de impacto elimina la necesidad de una manipulación especial. Todas las partes de sensores de impacto pueden ser manipuladas normalmente. Esto reduce los costos de producción y los errores de producción, y mejora el rendimiento total de la producción.

La Fig. 10 es un diagrama de flujo que ilustra la operación general del monitor de neumáticos de la Fig. 1. De acuerdo con las realizaciones presentadas actualmente, el monitor del neumático opera en uno de varios modos de operación. Uno de los modos es el modo normal, en el cual el monitor del neumático mide periódicamente una característica del neumático como la presión del neumático y, de ser apropiado, realiza una transmisión de radiofrecuencia (RF) para comunicar datos del neumático a un receptor remoto. Al modo normal se suele acceder sólo periódicamente y en la mayoría de los casos, el monitor de neumáticos permanece en el modo de espera, en el cual la mayoría de los circuitos de funcionamiento del monitor de neumático se apaga para conservar la energía de la batería que alimenta al monitor del neumático. Al principio de la operación, cuando el monitor del neumático detecta que ha cambiado desde una condición fija, como cuando el vehículo está estacionado, a una condición de movimiento, el monitor del neumático entra en un modo inalámbrico de autolocalización (WAL, por sus siglas en inglés) en el cual el sistema del monitor de neumáticos, asistido por información determinada y provista por el monitor de neumático, intenta determinar la posición de todos los monitores de neumáticos del vehículo. La Fig. 10 ilustra esta operación de comienzo. El método comienza en el bloque 1000. Los actos del método ilustrados en la Fig. 10 son, preferentemente, implementados por el controlador 202 de un monitor de neumáticos 200 (Fig. 2), y en particular el método podría ser incorporado como código de programación de software y datos almacenados en el circuito de memoria del núcleo microprocesador 302 y ejecutado por el procesador del núcleo microprocesador 302.

En el bloque 1002, el controlador mide la condición del detector de movimiento del monitor del neumático para determinar si el vehículo está en movimiento. En una realización, esto se realiza llevando a cabo el método que se describe a continuación junto con la Fig. 15. En general, el controlador mide la señal de salida de uno de los sensores de impacto 210, 212 para determinar si el vehículo está en movimiento.

En el bloque 1004, se realiza una determinación de movimiento. El controlador mantiene un estado de movimiento para el monitor del neumático, el cual tiene dos valores. El estado de movimiento tiene un valor de "en movimiento", si el controlador determina que el monitor del neumático está en movimiento. El estado de movimiento tiene un valor "fijo", si el controlador determina que el monitor del neumático no está en movimiento. El estado de movimiento puede ser almacenado estableciendo o restableciendo una etiqueta u otro valor lógico.

Sí, basado en la señal de salida del sensor de impacto, el controlador determina que el vehículo no está en movimiento, el control procede al bloque 1016 para esperar un período de tiempo predeterminado, como por ejemplo 10 segundos. La medición del bloque 1002 es luego repetida hasta que el controlador concluye que el vehículo está en movimiento.

Ante la determinación positiva de movimiento en el bloque 1004, el control avanza al bloque 1006. En este bloque, el controlador determina si esta determinación de movimiento corresponde al comienzo de un nuevo ciclo de conducción. Como se mencionó en el comentario sobre la Fig. 10, en una realización, un nuevo ciclo de conducción es definido como el retorno a un estado de movimiento, después de haber permanecido en un estado fijo durante un tiempo predeterminado, como por ejemplo 10 minutos. Puede utilizarse cualquier umbral.

Si el nuevo estado de movimiento corresponde a un nuevo ciclo de conducción, en el bloque 1008 el controlador ingresa al modo WAL durante un tiempo predeterminado, como por ejemplo tres minutos. Un ejemplo de procesamiento en el modo WAL se describe a continuación en relación con la Fig. 20. De lo contrario, si no ha comenzado un nuevo ciclo de conducción, en el bloque 1010, el controlador permanece en el modo WAL durante un tiempo predeterminado. Un temporizador podría ser configurado por el controlador para registrar el tiempo transcurrido de la duración predeterminada. En el bloque 1012, la duración del tiempo es probada. Si no han transcurrido 3 minutos u otra duración de tiempo, el control regresa al bloque 1016 para esperar el retraso antes de medir el detector de movimiento otra vez. Si han pasado 3 minutos, el monitor del neumático accede al modo normal en el bloque 1014.

La Fig. 11 es un diagrama de tiempo que ilustra la operación del control del monitor de neumáticos para la detección de rodado o para la detección de movimiento. Los procesos ilustrados en la Fig. 11 y el resto de los diagramas a continuación, son únicamente a modo de ejemplo. Muchos métodos pueden ser desarrollados para alcanzar el resultado que se describe aquí. Muchas optimizaciones y alteraciones pueden realizarse a los ejemplos que se describen aquí. Dichas alteraciones están bastante dentro del campo de acción de aquellos comúnmente capacitados en el arte.

La Fig. 11 muestra tres señales incluyendo la señal 1102, la señal 1104 y la señal 1106. Cada señal corresponde a la activación de un sensor de impacto por el controlador para determinar si el monitor del neumático está en movimiento. Durante los momentos en que las señales 1102, 1104, 1106 se encuentran en el nivel bajo lógico, no se realiza ninguna medición. Durante los momentos en que las señales 1102, 1104, 1106 son altas, se realiza la medición. Por lo tanto, las señales 1102, 1104, 1106 constituyen una muestra del rodillo del sensor de impacto.

La señal 1102 corresponde a la operación cuando el dispositivo está detenido. Las muestras periódicas del sensor de impacto son tomadas según lo indicado por el estado de la señal 1102. En la realización ilustrada, si no se detecta movimiento, se toma una muestra cada 10 segundos. Preferentemente, para la autolocalización inalámbrica, la muestra es tomada utilizando sensores de impacto alternativos al par de sensores de impacto. Por lo tanto, durante el primer período de muestreo 1108, se obtiene una muestra del sensor de impacto X. Diez segundos más tarde, durante su segundo período de muestreo 1110, se obtiene una muestra del otro sensor de impacto, el sensor de impacto Y. Diez segundos más tarde, durante su tercer período de muestreo 1112, se obtiene nuevamente una muestra del primer sensor de impacto, el sensor de impacto X. Por lo tanto, se obtiene una muestra de cada sensor de impacto individual cada 20 segundos. Para la detección del movimiento, preferentemente sólo se utiliza un solo sensor. Se le toma una muestra una vez cada 10 segundos en la realización, a modo de ejemplo, descrita aquí.

El muestreo es conseguido proporcionando las señales apropiadas de multiplexado para activar el muestreo del sensor de impacto respectivo. En la realización a modo de ejemplo de la Fig. 11, cada ventana de muestreo tiene una duración de 128 ms.

La señal 1104 corresponde a la operación cuando el dispositivo está cambiando del estado detenido al estado de movimiento. En este ejemplo, el estado de movimiento cambia en el momento 1114. En la realización ilustrada, si se detecta un cambio en el movimiento, la frecuencia de muestreo cambia. Por lo tanto, en el momento 1116, no se detecta ningún movimiento.

En la realización a modo de ejemplo, durante una muestra tomada en el momento 1117, se detecta por primera vez la variación en las muestras. Esta detección es confirmada durante los próximos tres períodos de muestreo. En el momento 1118, el movimiento es confirmado por la variación en las muestras de los sensores de impacto. Luego de detectar un cambio en el estado, es decir, de estar detenido a estar en movimiento o de estar en movimiento a estar detenido, tres mediciones adicionales son realizadas para confirmar el cambio de estado. Estas tres mediciones se encuentran sombreadas en la Fig. 11. La primera medición ocurre sustancialmente inmediatamente después de la medición en la cual se detecta la variación. La segunda medición es realizada aproximadamente 1,7 segundos después del comienzo de la primera medición. La tercera medición es realizada aproximadamente 1,3 segundos después del comienzo de la segunda medición. El tiempo y la cantidad de mediciones ilustradas son únicamente a modo de ejemplo.

Después de completar las tres muestras de confirmación, el controlador vuelve a tomar muestras periódicamente del estado del detector de movimiento. Después de transcurridos 10 segundos, se toma una medición en el momento 1118. A esta altura, se detecta la variación en las muestras por lo que el controlador concluye que el monitor del neumático aún está en movimiento. Una medición posterior es realizada nuevamente en el momento 1120 con el mismo resultado. Dado que no se detecta ningún cambio en el estado de movimiento, las tres muestras de confirmación no son repetidas.

La señal 1106 es una lista detallada de uno de los intervalos de muestreo de la señal 1102 o de la señal 1104. La señal 1106 ilustra que varias mediciones individuales son efectuadas durante un margen de tiempo de medición 1122, para detectar el estado del detector de movimiento. En la realización a modo de ejemplo de la Fig. 11, se realiza una primera medición al comienzo del margen de tiempo de medición, en el momento 0 ms. Las mediciones posteriores son realizadas en el momento 8 ms, 16 ms, 32 ms, 64 ms y 128 ms, al final del margen de tiempo de medición 1122. Cada intervalo de medición, cuando el sensor de impacto seleccionado es activado, dura aproximadamente 1,45 ms. Pueden utilizarse otros tiempos.

La Fig. 12 es un diagrama de flujo que ilustra un método de detección de movimiento del monitor para neumático de la Fig. 2. Los actos del método de la Fig. 12, pueden ser llevados a cabo por el controlador del monitor del neumático. En particular, el microprocesador del controlador puede operar en respuesta a las instrucciones de datos almacenadas en el controlador para implementar los actos del método de la Fig. 12. El método comienza en el bloque 1200.

En el bloque 1202, el bit del sensor de impacto es invertido. El bit del sensor de impacto es un valor binario que indica de cuál de los dos sensores de impacto, designados como sensor de impacto X y sensor de impacto Y, debería tomarse una muestra. El muestreo es llevado a cabo proporcionando las señales apropiadas de multiplexado para detectar la señal producida por el sensor de impacto del cual se tomó la muestra. El bit de muestra del sensor es almacenado en el controlador del monitor del neumático. En el bloque 1204, el estado del bit de datos es probado. Si el bit de datos tiene un valor binario 1, en el bloque 1206 el sensor de impacto Y es designado como el sensor de impacto del cual debe tomarse la muestra. De lo contrario, en el bloque 1208, el sensor de impacto X es designado como el sensor de impacto del cual debe tomarse la muestra.

En el bloque 1210, se obtiene una muestra de la señal del sensor de impacto. En este ejemplo, se toman muestras del sensor de impacto una pluralidad de veces. En el ejemplo de la Fig. 12, se obtiene una muestra de la señal del sensor de impacto durante un margen en los momentos de 0 ms, 16 ms,32 ms,64 ms y 128 ms. Pueden utilizarse otras muestras. Los valores de las muestras tomadas son datos digitales o son valores de señales analógicas que son convertidos a datos digitales para su almacenamiento. En esta realización, un valor binario 1 es producido si el sensor de impacto está en movimiento. Además, un valor binario 0 es producido si el sensor de impacto está detenido.

En el bloque 1212, el controlador determina si se cumple una condición de umbral. En el ejemplo ilustrado, el controlador determina si tres o más de las seis muestras medidas en el bloque 1210 son iguales a un valor binario 1. Esto puede ser tratado como una indicación de que el monitor del neumático está ahora en movimiento. Pueden utilizarse otras condiciones de umbral como reemplazo. Si la condición de umbral se cumple, en el bloque 1216 el controlador determina si anteriormente se había determinado que el monitor del neumático estaba en estado de movimiento. De ser así, no ha habido ningún cambio de condición y el método termina en el bloque 1224.

Si la condición de umbral no se cumple, esto puede ser tratado como una indicación de que el monitor del neumático está ahora detenido. En el bloque 1214, el controlador determina si anteriormente había sido determinado que el monitor del neumático estaba en el estado detenido. De ser así, no ha habido ningún cambio de condición y el método termina en el bloque 1224.

Si en el bloque 1214 la medición anterior indicaba el estado de detención o si en el bloque 1216 la medición anterior indicaba el estado en movimiento, en el bloque 1218 el valor del sensor de impacto es detectado tres veces más. En la realización ilustrada, la duración de las tres mediciones es espaciada por 0 segundos, 1,7 segundos y 3 segundos con respecto a la medición anterior. Otros patrones y duraciones de medición repetidos pueden servir como sustituto.

En el bloque 1220, el controlador determina si las tres mediciones repetidas confirman el cambio de estado. Esto se lleva a cabo comparando el valor actual del estado de movimiento con el valor almacenado del estado de movimiento. Si el cambio no es confirmado, el método culmina en el bloque 1224. Si el cambio es confirmado en el bloque 1220, el modo actual es invertido. Si el estado había sido el de estar en movimiento previamente, el estado ahora se configura como detenido. Si el estado había sido previamente el de estar detenido, el estado ahora se configura como en movimiento. Los datos que definen el estado actual de movimiento son almacenados para futura referencia.

Después de que el controlador del monitor de neumáticos ha determinado que el monitor de neumáticos y el vehículo se están moviendo, utilizando la función de detección de movimiento del monitor de neumáticos con sensor de impacto, el monitor de neumáticos debe determinar, a continuación, la fase relativa de las señales provenientes de los sensores de impacto. La fase relativa define la relación retraso-guía entre las señales y por lo tanto la dirección de giro de la rueda, como se mencionó anteriormente en relación con las Figs. 7 y 8.

La Fig. 13 es un diagrama de tiempo que ilustra la operación del controlador del monitor de neumáticos de la Fig. 2, para determinar la información de fase para las dos señales de los monitores de neumáticos. La Fig. 13 muestra señales de 1302, 1304, 1306 que generalmente describen la actividad del controlador de un monitor de neumáticos durante el proceso de detección de fase. El proceso incluye tres etapas, como se ilustra en la porción superior de la Fig. 13.

La señal 1302 indica la operación durante la primera etapa 1308 del proceso de detección de fase. La primera etapa 1308 corresponde a determinar una frecuencia de muestreo, o la frecuencia en la cual la señal del sensor de impacto debería ser probada. La duración de la primera etapa 1308 del proceso de detección de fase es variable, de 0,19 ms a 410 ms.

La porción inferior de la Fig. 13 ilustra cómo se inicia la primera etapa del proceso de detección de fase. La porción inferior de la Fig. 13 muestra la señal de muestreo del rodillo del sensor de impacto 1104, el cual está activo en el monitor de neumáticos cuando el monitor de neumáticos mide el estado de uno de sus sensores de impacto. Como se describió anteriormente en mayor detalle con relación a la Fig. 11, después de detectar una variación en la medición del sensor de impacto, indicando una transición del estado detenido al estado en movimiento, el monitor del neumático realiza tres mediciones. Como se muestra en la porción inferior de la Fig. 13 y en la Fig. 11, cada medición incluye seis muestras de la salida del sensor de impacto. Las mediciones son espaciadas por duraciones de 1,7 segundos y 1,3 segundos, respectivamente. Después de confirmar el cambio de estado de detenido a en movimiento, comienza la primera etapa 1308 de la rutina inalámbrica de autolocalización.

La señal 1304 indica la operación durante la segunda etapa 1310 del proceso de detección de fase. Esta etapa corresponde a confirmar la frecuencia de muestreo determinada durante la primera etapa 1308. La Fig. 14 ilustra un método de confirmación de la frecuencia de muestreo. En la Fig. 14, la señal de salida 1402 de uno de los sensores de impacto es probada periódicamente. Como se discutió anteriormente, durante el giro de la rueda en la cual está montado el monitor de neumáticos, el sensor de impacto experimenta la aceleración centrífuga que es periódica a la misma frecuencia que la rotación de la rueda. A medida que la velocidad de rotación de la rueda se incrementa, la frecuencia de la señal 1402 se incrementa.

Para confirmar la frecuencia de muestreo, el monitor de neumáticos prueba la señal 1402. En la realización a modo de ejemplo de la Fig. 14, el monitor de neumáticos prueba la señal de salida 1402 dieciséis veces durante un período de muestreo. El período de muestreo puede tener una duración de 25 ms a 1,2 seg. Utilizando las dieciséis muestras, el monitor de neumáticos puede aproximar la forma de la señal 1402. El monitor de neumáticos determina un valor inicial en el punto 1406. Cuando la señal 1402 tiene un valor aproximado al valor inicial, como en el punto 1408, el monitor de neumáticos puede suponer que ha transcurrido la mitad del período. Cuando la señal 1402 tiene nuevamente un valor aproximado al valor inicial, en el punto 1410, el monitor de neumáticos puede suponer que ha transcurrido un período completo. La frecuencia puede ser confirmada basándose en este período medido. En realizaciones alternativas, la inclinación o primer derivado de la señal 1402, puede ser determinado como la relación de la diferencia en valores medidos con respecto al período de muestreo. La inclinación puede ser utilizada para aproximar picos de la señal 1402. También pueden utilizarse otras técnicas de medición de frecuencia o períodos.

Como se indicó en la Fig. 13, la duración de la segunda etapa 1310 depende de la velocidad relativa del vehículo. El monitor del neumático podría requerir varios ciclos de la señal 1402 para confirmar de manera confiable la frecuencia de muestreo. A velocidades inferiores del vehículo, el período de la señal 1402 es más largo de modo que la duración de la segunda etapa 1310 será más prolongada.

Haciendo referencia nuevamente a la Fig. 13, la señal 1306 indica la operación durante la tercera etapa 1312 del proceso de detección de fase. Esta etapa 1312 corresponde a un muestreo en cuadratura de las señales de los dos sensores de impacto del monitor de neumáticos. Como se describió anteriormente en relación con las Figs. 7 y 8, en una realización, las dos señales de los sensores de impacto estarán 90 grados fuera de fase o en relación de cuadratura una con respecto a la otra. La relación de retraso o guía de las dos señales podría ser utilizada para determinar la fase relativa de las señales, y por lo tanto, la dirección de giro de la rueda. En otras realizaciones, los sensores de impacto de 25 grados o los sensores de impacto con cualquier ángulo establecido podrían ser utilizados, con un ajuste apropiado al procesamiento de señal.

La Fig. 15 ilustra la determinación de fase por parte del monitor de neumáticos utilizando dos señales de los sensores de impacto. La Fig. 15 ilustra dos señales de canal de los sensores de impacto producidas por los sensores de impacto del monitor de neumáticos, incluyendo la señal del canal X 1502 y la señal del canal Y 1504. Las señales se muestran como continuas y superpuestas. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, en algunas realizaciones, las dos señales 1502, 1504 son multiplexadas para que el monitor de neumáticos las pruebe alternativamente o utilizando algún otro muestreo discontinuo o periódico.

En la realización ilustrada, el monitor de neumáticos prueba un canal como la señal del canal X 1502 primero hasta que se localice un cambio en la inclinación de la señal. Esto indica un pico de la señal del canal X 1502. Luego, el monitor de neumáticos prueba la señal del canal Y 1504 hasta que se determina un cambio de inclinación equivalente en la señal del canal Y 1504. El mismo cambio de inclinación, ya sea una inclinación positiva o negativa o una inclinación negativa o positiva, debe ser observado.

El monitor de neumáticos mide la duración del tiempo t entre los cambios de inclinación de la señal del canal X 1502 y la señal del canal Y 1504. La duración del tiempo es luego comparada con el período de las dos señales 1502, 1504, ilustrado en la Fig. 15 como \lambda. Si t < \frac{\lambda}{2}, entonces la señal del canal X 1502 guía a la señal del canal Y 1504. Por otro lado, si t > \frac{\lambda}{2}, entonces la señal del canal Y 1504 guía a la señal del canal X 1502. Partiendo de esta relación de retraso-guía, el monitor del neumático puede determinar la dirección de giro de la rueda. Partiendo de la dirección de giro, el monitor del neumático puede determinar si está ubicado en una rueda en el lado derecho del vehículo o en una rueda en el lado izquierdo del vehículo.

En la realización de la Fig. 15, las señales de los canales de los sensores de impacto están en relación de cuadratura. Una estricta relación de cuadratura requiere una diferencia de fase de sustancialmente de 90 grados entre las señales. En otras realizaciones, una realización de cuasi cuadratura puede ser establecida y utilizada para determinar la relación retraso-guía entre las señales de los canales de los sensores de impacto. Por ejemplo, como se describió anteriormente, un fabricante suministra un sensor de impacto de 25 grados en el cual el material piezoeléctrico está montado en un ángulo de 25 grados con respecto a la horizontal. Cuando dos de estas partes son utilizadas juntas, se establece una relación de retraso-guía de 50 grados entre las señales de los canales de los sensores de impacto. Estas señales tienen por lo tanto una relación de cuasi cuadratura. La diferencia de 50 grados es suficiente para resolver la relación de retraso-guía entre las señales, y por lo tanto la dirección de giro de la rueda en la cual el monitor de neumáticos está montado. El método descrito aquí para las señales de los canales de los sensores de impacto con verdadera cuadratura puede ampliarse fácilmente a éste u otros ejemplos.

La Fig. 16 es un diagrama de tiempo que ilustra un proceso de autolocalización inalámbrica para un monitor de neumáticos de un vehículo. El proceso ilustrado en la Fig. 16 será descrito a continuación en mayor detalle en relación con las Figs. 17 a 19. En la Fig. 16, una señal 1602 ilustra la actividad del monitor del neumático para probar las señales de salida de los sensores de impacto suministradas por los sensores de impacto del monitor de neumáticos. La señal 1604 ilustra la actividad del monitor de neumáticos para transmitir datos utilizando el circuito de radio del monitor de neumáticos. Se supone que las transmisiones deben ser recibidas por un receptor del vehículo en el cual el monitor de neumáticos está montado. 17-19. En la Fig. 16, una señal 1602 ilustra la actividad del monitor de neumáticos para probar las señales de salida de los sensores de impacto provistas por los sensores de impacto del monitor de neumáticos. La señal 1604 ilustra la actividad del monitor de neumáticos para transmitir datos utilizando el circuito de radio del monitor de neumáticos. Se supone que las transmisiones deben ser recibidas por un receptor del vehículo en el cual el monitor de neumáticos está montado.

El proceso de autolocalización inalámbrica comienza en el punto 1606, cuando la detección de movimiento le ha sido confirmada al monitor de neumáticos. Antes del punto 1606, los sensores de impacto del monitor de neumáticos han sido utilizados como detectores de movimiento, para determinar si el monitor del neumático está en estado detenido o si el monitor del neumático está en movimiento. Una vez confirmado el movimiento, por ejemplo como se describe aquí, el proceso de autolocalización inalámbrica comienza. En caso distinto, puede utilizarse cualquier otro dispositivo o rutina apropiada de detección de movimiento. Por ejemplo, podría ser apropiado en ciertas aplicaciones incluir un interruptor de rodillo convencional para señalar la transición del estado detenido al estado en movimiento.

En la realización ilustrada, el proceso de autolocalización inalámbrica involucra nueve períodos de decisión de dirección de giro, cada uno espaciado en aproximadamente 10 segundos. Puede utilizarse cualquier cantidad apropiada de períodos de decisión y cualquier cantidad apropiada de espaciado de tiempo; la ilustración de la Fig. 16 es solamente a modo de ejemplo.

Como se ilustra en la inserción de la Fig. 16, el periodo de decisión de dirección de giro a modo de ejemplo involucra la primera, segunda y tercera etapa descritas anteriormente junto con las Figs. 14 -15. El período de decisión comienza con un proceso de primera etapa 1608, durante la cual se lleva a cabo un proceso similar al que se describió anteriormente para confirmar la estimación de frecuencia. Si la estimación es confirmada, se lleva a cabo un proceso de tercera etapa para tomar una decisión acerca de la dirección de giro.

Luego, se lleva a cabo la segunda y tercera etapa por segunda vez y luego por tercera vez. Cada vez, se toma una decisión acerca de la dirección de giro hasta que tres decisiones estén disponibles. El proceso de medir nueve muestras y tomar decisiones cada vez dura aproximadamente 90 segundos desde la confirmación de detección de movimiento en el punto 1606.

Como se ilustró en la Fig. 16, se utiliza una regla mayoritaria para tomar una última decisión acerca del giro de la dirección de la rueda. Pueden ocurrir una o más decisiones erróneas si el vehículo viaja temporalmente marcha atrás. La regla mayoritaria hará que dichas decisiones erróneas sean descartadas. Otras cantidades de repeticiones del proceso de decisión u otras reglas pueden ser utilizadas y aplicadas para obtener resultados similares.

Durante este tiempo, el monitor de neumáticos está emitiendo periódicamente transmisiones de radiofrecuencia (RF) con datos apropiados. Una primera transmisión RF 1612 ocurre después de la confirmación de detección de movimiento en el punto 1606. Durante el proceso de autolocalización inalámbrica (WAL), cada transmisión WAL incluye, por ejemplo, datos de definición de modo, datos del neumático, tales como datos que definen la presión del neumático o la temperatura del neumático, datos de identificación del monitor del neumático y datos de dirección que definen la dirección de giro (en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario a las agujas del reloj), según lo determine el monitor del neumático. En el ejemplo ilustrado, las transmisiones RF ocurren por lo tanto aproximadamente cada 10 segundos. En esta realización, ocurren 19 transmisiones, requiriendo aproximadamente 3 minutos. El monitor de neumáticos de una realización ingresa luego a un modo normal de transmisión en el cual la frecuencia la transmisión RF es sustancialmente reducida a menos que se detecte una condición extraordinaria (como una deflación repentina) y en la cual no se transmite ningún dato de dirección. En otros ejemplos, el monitor de neumáticos continúa realizando transmisiones doble WAL, incluyendo los datos de dirección.

La Fig. 17 es un diagrama de flujo que ilustra una realización de una estrategia de transmisión para un monitor remoto de neumáticos. La realización ilustrada puede ser particularmente apropiada para su funcionamiento en vehículos en Europa. El método comienza en el bloque 1700. Las acciones ilustradas del diagrama de flujo de las Figs. 17-19 pueden ser llevadas a cabo en un circuito de control por un procesador o lógica bajo el control de un software, por medio de un código de un programa de ordenador almacenado en la memoria del monitor de neumáticos. Los pasos adicionales necesarios para completar la operación del sistema, son omitidos para mayor claridad pero resultarán obvios para aquellas personas capacitadas en el arte.

En el bloque 1702, el circuito de control del monitor de neumáticos prueba el canal X y el canal Y para determinar la condición de las señales de los sensores de impacto. Uno o ambos canales pueden ser probados. El valor determinado proporciona una indicación de la fuerza ejercida sobre el sensor de impacto y por lo tanto el movimiento del monitor de neumáticos y de la rueda en la cual está montado. Si el vehículo y la rueda están detenidos, se devolverá un valor de entre un rango de valores. Si el vehículo y la rueda están en movimiento por encima de cierta velocidad, se devolverá un valor de otro rango de valores. El valor devuelto puede ser utilizado para determinar el estado del monitor de neumáticos, ya sea detenido o en movimiento.

En el bloque 1704, el circuito de control determina si la rueda está rodando, basándose en el valor probado en el bloque 1702. Si la rueda no está rodando, el control avanza al bloque 1706. Luego, el circuito de control espera un tiempo predeterminado, como por ejemplo 10 segundos, y luego regresa al bloque 1702 para probar nuevamente los canales de los sensores de impacto X o Y.

Si la rueda está rodando en el bloque 1704, en el bloque 1708 el circuito de control determina si ha ocurrido un número predeterminado de pruebas, como por ejemplo 30 pruebas, desde el comienzo de la detección de movimiento. Puede utilizarse cualquier número de umbral. De lo contrario, en el bloque 1710 se llama a un procedimiento Obtener Dirección para determinar la dirección de giro de la rueda. A continuación se describirá un ejemplo del procedimiento Obtener Dirección en relación con la Fig. 18. Después de que la dirección es determinada, en el bloque 1712, el monitor de neumáticos bajo el control del circuito de control, trasmite una transmisión RF incluyendo datos que definen la dirección determinada. Esto puede ser denominado transmisión WAL. Luego, el control procede al bloque 1706 para esperar que transcurra un período de 10 segundos antes de probar nuevamente las muestras de los sensores de impacto X e Y.

Si, en el bloque 1708, han ocurrido 30 muestras, el control avanza al bloque 1714. Allí, se determina si 19 transmisiones WAL han ocurrido desde que el movimiento fue detectado por el monitor de neumáticos. De lo contrario, en el bloque 1716, el monitor de neumáticos inicia una transmisión normal de RF, incluyendo datos de modo, identificador de monitor de neumáticos y datos de neumático. El control luego avanza al bloque 1706 para esperar que transcurra un período de 10 segundos, antes de probar nuevamente las muestras de los sensores de impacto X e Y.

Si, en el bloque 1714, 19 transmisiones WAL han ocurrido, el control procede al bloque 1718. En este punto, la rutina de autolocalización inalámbrica termina y el monitor de neumáticos comienza su operación normal, transmitiendo datos del neumático a intervalos convencionales.

La Fig. 18 ilustra una realización del procedimiento Obtener Dirección de la Fig. 17. El procedimiento comienza en el bloque 1800. En el bloque 1802, el circuito de control borra el valor de distintas variables utilizadas en el procedimiento, como por ejemplo restableciendo las variables a un valor cero. En esta realización, estas variables son UNKcount, LHScount, RHScount y SAMPLEcount. En el bloque 1804, el circuito de control llama a un procedimiento Obtener Muestra de Dirección. A continuación se describirá un ejemplo de este procedimiento en relación con la Fig. 19. Este procedimiento devuelve una estimación de la dirección de giro de la rueda en la cual el monitor de neumáticos está montado, o indicado equivalentemente, y una estimación del lado del vehículo en el cual el monitor de neumáticos y la rueda están montados. Los posibles valores devueltos son RHS para el lado derecho y LHS para el lado izquierdo. En el bloque 1806, el circuito de control incrementa el valor de la variable SAMPLEcount.

En el bloque 1808, el circuito de control evalúa el valor devuelto por el procedimiento Obtener Muestra de Dirección. Si el valor corresponde a LHS, en el bloque 1810 el circuito de control incrementa el valor de la variable LHScount. De lo contrario, y si en el bloque 1812 el valor corresponde a RHS, en el bloque 1814 el circuito de control incrementa el valor de la variable RHScount. Si ninguno de los dos valores es devuelto o si el valor devuelto no es reconocido, en el bloque 1816 el circuito de control incrementa el valor de la variable UNKcount. En todos los casos, el control avanza al bloque 1818.

En el bloque 1818, el circuito de control prueba el valor de la variable SAMPLEcount. Si este valor es igual a 3, entonces tres muestras diferentes de dirección han sido evaluadas y el procesamiento continúa al bloque 1820. De lo contrario, el control regresa al bloque 1804 donde se llama nuevamente al procedimiento Obtener Muestra de Dirección. El valor de umbral o el valor de bucle 3 es arbitrario y es utilizado para implementar la regla mayoritaria para decidir la dirección de giro. Otros valores pueden servir como sustitutos.

Comenzando en el bloque 1820, el circuito de control estima la dirección de giro o el lado del vehículo en el cual el monitor de neumáticos está montado. En el bloque 1820, el circuito de control prueba el valor de la variable LHScount. Si LHScount es mayor a 1, en el bloque 1822 la salida del procedimiento es configurada para devolver el valor LHS, indicando que el procedimiento ha determinado que el monitor de neumáticos está ubicado en el lado izquierdo del vehículo. Si LHScount no es mayor a 1, en el bloque 1824 el circuito de control prueba la variable RHScount. Si RHScount tiene un valor mayor a 1, en el bloque 1826 la salida del procedimiento es configurada para devolver el valor RHS, indicando que el procedimiento ha determinado que el monitor de neumáticos está ubicado en el lado derecho del vehículo. Si RHScount no es mayor a 1, en el bloque 1828 la salida del procedimiento es configurada para devolver el valor UNKNOWN (DESCONOCIDO) indicando que el procedimiento no puede determinar de manera confiable la dirección de giro o el lado del vehículo en el cual el monitor de neumáticos está montado. El procedimiento culmina en el bloque 1830.

La Fig. 19 ilustra una realización del procedimiento Obtener Muestra de Dirección de la Fig. 18. El procedimiento comienza en el bloque 1900. En el bloque 1902, el circuito de control prueba el valor de la variable SAMPLEcount. Esta variable es reestablecida a cero al comienzo del procedimiento Obtener Dirección, descrito arriba en relación con la Fig. 18. Esta variable es incrementada después de la primera llamada al procedimiento Obtener Muestra de Dirección. Si SAMPLEcount es igual a 0, indicando la primera llamada del procedimiento Obtener Muestra de Dirección por el procedimiento Obtener Dirección, el control avanza al bloque 1904. De lo contrario, si SAMPLEcount es igual a un valor distinto de 0, el control avanza al bloque 1906.

En el bloque 1904, los actos descritos arriba junto con la primera etapa del proceso de autolocalización inalámbrica son llevados a cabo. El monitor del neumático realiza una estimación de la frecuencia de muestreo apropiada que se debe utilizar para probar las señales de los canales de los sensores de impacto.

En el bloque 1906, los actos descritos arriba junto con la segunda etapa del proceso de autolocalización inalámbrica son llevados a cabo. El monitor del neumático confirma la frecuencia de muestreo apropiada que se debe utilizar para probar las señales de los canales de los sensores de impacto.

En el bloque 1908, se determina si el resultado producido por la etapa 1, bloque 1904, es confirmado por el resultado producido por la etapa 1, bloque 1906. Si no hay confirmación, el control avanza al bloque 1910 donde la variable CONFIRMcount es incrementada. De lo contrario, el control avanza al bloque 1912.

En los bloques 1912, 1914, 1916, 1918 y 1920, los actos descritos arriba en relación con la tercera etapa del proceso de autolocalización inalámbrica son llevados a cabo. En el bloque 1912, el circuito de control prueba la señal de muestreo del canal Y de los sensores de impacto para tomar un número predeterminado de muestras, ilustrado en la Fig. 19 como n muestras, por período de la señal de muestreo de los sensores de impacto. En una realización a modo de ejemplo, n es un número fijo como 16. Puede utilizarse cualquier valor apropiado. Luego se determina el valor pico de la señal de muestreo del canal X de los sensores de impacto. En el bloque 1914, el retraso de tiempo t es medido hasta que ocurre el próximo cambio en la inclinación de la señal de muestreo del canal Y de los sensores de
impacto.

En el bloque 1916, el valor de t es comparado con la mitad del valor del período de las señales de muestreo de los canales X e Y de los sensores de impacto. Si t es inferior a este valor, en el bloque 1918 el procedimiento determina que la señal del canal X guía a la señal del canal Y y el valor devuelto por el procedimiento es establecido en LHS. De lo contrario, en el bloque 1920, el procedimiento confirma que la señal del canal Y guía a la señal del canal X y el valor devuelto por el procedimiento es establecido en RHS.

Si, en el bloque 1908 la etapa 1 no fue confirmada por la etapa 2 y la variable CONFIRMcount es incrementada en el bloque 1910, en el bloque 1922 el valor de CONFIRMcount es probado contra un valor predeterminado, como por ejemplo 10. Si CONFIRMcount no excede el valor predeterminado, el control regresa al bloque 1904 para repetir la etapa 1 del proceso. De lo contrario, un error ha ocurrido y en el bloque 1924 el valor devuelto por el procedimiento es establecido en UNKNOWN. El procedimiento culmina en el bloque 1926.

La Fig. 20 es un diagrama de tiempo que ilustra una segunda realización de un proceso de autolocalización inalámbrica para un monitor de neumáticos de un vehículo. El proceso ilustrado en la Fig. 20 será descrito a continuación en mayor detalle en relación con las Figs. 21 a 23. En la Fig. 20, una señal 2002 ilustra la actividad del monitor del neumático para probar las señales de salida de los sensores de impacto suministradas por los sensores de impacto del monitor de neumáticos. La señal 2004 ilustra la actividad del monitor de neumáticos para transmitir datos utilizando el circuito de radio del monitor de neumáticos. Se supone que las transmisiones deben ser recibidas por un receptor del vehículo en el cual el monitor de neumáticos está montado.

El proceso de autolocalización inalámbrica comienza en el punto 2006 cuando la detección de movimiento le ha sido confirmada al monitor de neumáticos. Antes del punto 2006, los sensores de impacto del monitor de neumáticos han sido utilizados como detectores de movimiento, para determinar si el monitor del neumático está en estado detenido o si el monitor del neumático está en movimiento. Una vez confirmado el movimiento, por ejemplo como se describe aquí, el proceso de autolocalización inalámbrica comienza. En caso distinto, puede utilizarse cualquier otro dispositivo o rutina apropiada de detección de movimiento.

En la realización ilustrada, el proceso de autolocalización inalámbrica involucra nueve períodos de decisión de dirección 2008. Cada período de decisión de dirección ocurre aproximadamente cada 10 segundos, por lo que el proceso de muestreo de desplazamiento de fase del proceso de autolocalización inalámbrica lleva aproximadamente 90 segundos desde la primera detección de movimiento. Después de que la detección de movimiento es confirmada en el punto 2006, durante un primer período de decisión de dirección, el monitor de neumáticos prueba las señales de los sensores de impacto para estimar la dirección del giro de la rueda. Después de un retraso de 10 segundos, durante un segundo período de decisión de dirección, el monitor del neumático prueba nuevamente las señales de los sensores de impacto para estimar la dirección de giro de la rueda. Este proceso continúa durante un número predeterminado de períodos de decisión de dirección. En el ejemplo ilustrado, se utilizan 9 períodos de decisión de dirección semejantes. En otras realizaciones, los períodos de decisión de dirección podrían continuar siempre que se determine que la rueda está en movimiento o durante cualquier duración.

Durante este tiempo, el monitor del neumático está emitiendo transmisiones de radiofrecuencia (RF) periódicamente con datos apropiados, como lo indica la señal 2004. Una primera transmisión RF 2012 ocurre después de la confirmación de detección de movimiento en el punto 2006. Durante el proceso de autolocalización inalámbrica (WAL), cada transmisión WAL incluye, por ejemplo, los datos de definición de modo, los datos del neumático como los datos que definen la presión del neumático o la temperatura del neumático, los datos de identificación del monitor del neumático y los datos de dirección que definen la dirección de giro (en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario a las agujas del reloj) según lo determinado por el monitor del neumático. En el ejemplo ilustrado, las transmisiones RF ocurren por lo tanto aproximadamente cada 30 segundos. En esta realización, las transmisiones RF ocurren durante un período de aproximadamente 3 minutos. El monitor del neumático en una realización ingresa luego a un modo de transmisión normal en el cual la frecuencia de las transmisiones RF es reducida sustancialmente a menos que una condición extraordinaria (como una deflación repentina) sea detectada y en la cual no se transmita ningún dato. En otros ejemplos, el monitor del neumático continúa realizando transmisiones WAL, incluyendo los datos de dirección.

La segunda realización ilustrada en la Fig. 20, y descrita en mayor detalle a continuación, podría ser apropiada en otros contextos y otros países. La segunda realización es particularmente apropiada para utilizar en los Estados Unidos. En los Estados Unidos, las regulaciones gubernamentales limitan las transmisiones a ciertos niveles de potencia a una frecuencia que no supere los 30 segundos. Las regulaciones europeas permiten dichas transmisiones cada 10 segundos.

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La Fig. 21 es un diagrama de flujo que ilustra una realización de una estrategia de transmisión para un monitor remoto de neumáticos. La realización ilustrada puede ser particularmente apropiada para su funcionamiento en vehículos de los Estados Unidos. El método comienza en el bloque 2100. Las acciones ilustradas del diagrama de flujo de las Figs. 21 a 23 pueden ser llevadas a cabo en un circuito de control por un procesador o lógica bajo el control de un software por un código de un programa de computadora almacenado en la memoria del monitor de neumáticos. Los pasos adicionales necesarios para completar la operación del sistema son omitidos para mayor claridad pero resultarán obvios para aquellas personas capacitadas en el arte.

En el bloque 2102, el circuito de control del monitor de neumáticos prueba el canal X y el canal Y para determinar la condición de las señales de los sensores de impacto. Uno o ambos canales pueden ser probados. El valor determinado proporciona una indicación de la fuerza ejercida sobre el sensor de impacto y por lo tanto el movimiento del monitor de neumáticos y de la rueda en la cual está montado. Si el vehículo y la rueda están detenidos, se devolverá un valor de un rango de un valor. Si el vehículo y la rueda están en movimiento por encima de cierta velocidad, se devolverá un valor de otro rango de valores. El valor devuelto puede ser utilizado para determinar el estado del monitor de neumáticos, ya sea detenido o en movimiento.

En el bloque 2104, el circuito de control determina si la rueda está rodando, basándose en el valor probado en el bloque 2102. Si la rueda no está rodando, el control procede al bloque 2106. Luego, el circuito de control espera un tiempo predeterminado, como por ejemplo 10 segundos, y luego regresa al bloque 2102 para probar nuevamente los canales de los sensores de impacto X o Y.

Si la rueda está rodando en el bloque 2104, en el bloque 2108 el circuito de control determina si ha ocurrido un número predeterminado de pruebas, como por ejemplo 30 pruebas, desde el comienzo de la detección de movimiento. Puede utilizarse cualquier número de umbral. De lo contrario, en el bloque 2110 se llama a un procedimiento Obtener Dirección para determinar la dirección de giro de la rueda. Un ejemplo del procedimiento Obtener Dirección será descrito a continuación en relación con la Fig. 22. Después de que se determina la dirección, el monitor de neumáticos determina si han transcurrido 30 segundos desde la última transmisión del bloque 2112. De lo contrario, el control regresa al bloque 2106 para retrasar un período predeterminado, como por ejemplo 10 segundos, antes de probar nuevamente el canal Y para detectar movimiento.

Si han transcurrido 30 segundos desde la última transmisión, en el bloque 2114 se llama al procedimiento Transmitir Dirección. Una realización a modo de ejemplo de este procedimiento será descrita a continuación en relación con la Fig. 23. El monitor del neumático, bajo el control del circuito de control, trasmite una transmisión RF incluyendo datos que definen la dirección determinada. Esto puede ser denominado transmisión WAL. Luego, el control avanza al bloque 2106 para esperar que transcurra un período de 1 segundos antes de probar nuevamente las muestras de los sensores de impacto X e Y.

Si, en el bloque 2108, han ocurrido 30 muestras, el control procede al bloque 2116. Allí, se determina si 7 transmisiones WAL han ocurrido desde que el movimiento fue detectado por el monitor de neumáticos. De lo contrario, en el bloque 2118, el monitor de neumáticos inicia una transmisión RF normal, incluyendo datos de modo, identificador de monitor del neumático y datos del neumático. Luego, el control avanza al bloque 2106 para esperar que transcurra un período de 10 segundos antes de probar nuevamente las muestras de los sensores de impacto X e Y.

Si, en el bloque 2116, 7 transmisiones WAL han ocurrido, el control avanza al bloque 2120. En este punto, la rutina de autolocalización inalámbrica termina y el monitor de neumáticos comienza su operación normal, transmitiendo datos del neumático a intervalos convencionales.

La Fig. 22 ilustra una realización del procedimiento Obtener Dirección de la Fig. 21. El procedimiento comienza en el bloque 2200. En el bloque 2202, el circuito de control llama al procedimiento Obtener Muestra de Dirección. A continuación se describirá un ejemplo de este procedimiento en relación con la Fig. 19. Este procedimiento devuelve una estimación de la dirección de giro de la rueda en la cual el monitor de neumáticos está montado, o indicado equivalentemente, y una estimación del lado del vehículo en el cual el monitor de neumáticos y la rueda están montados. Los posibles valores devueltos son RHS para el lado derecho y LHS para el lado izquierdo. En el bloque en 2204, el circuito de control incrementa el valor de la variable SAMPLEcount.

En el bloque 2206, el circuito de control evalúa el valor devuelto por el procedimiento Obtener Muestra de Dirección. Si el valor corresponde a LHS, en el bloque 2210 el circuito de control incrementa el valor de la variable LHScount. De lo contrario, y si en el bloque 2208 el valor corresponde a RHS, en el bloque 2214 el circuito de control incrementa el valor de la variable RHScount. Si ninguno de los dos valores es devuelto o si el valor devuelto no es reconocido, en el bloque 2216 el circuito de control incrementa el valor de la variable UNKcount. En todos los casos, el control procede al bloque 2218.

Comenzando en el bloque 2218, el circuito de control estima la dirección de giro o el lado del vehículo en el cual el monitor de neumáticos está montado. En el bloque 2218, el circuito de control prueba el valor de la variable SAMPLEcount. Si SAMPLEcount es igual a un valor predeterminado, como por ejemplo 3, el control avanza al bloque 2222. De lo contrario, el control avanza al bloque 2220 donde el valor de SAMPLEcount es probado nuevamente. Si el valor de SAMPLEcount es igual a 6, el procedimiento culmina en el bloque 2238. De lo contrario, el control avanza al bloque 2224 donde el valor de SAMPLEcount es probado nuevamente. Si el valor de SAMPLEcount es igual a 9, el control avanza al bloque 2226. De lo contrario, el control regresa al bloque 2202 para llamar al procedimiento Obtener Muestra de Dirección nuevamente para obtener otra muestra de los sensores de impacto.

Si, en el bloque 2218, SAMPLEcount tiene el valor de 3, indicando que hasta el momento tres muestras han sido tomadas de los sensores de impacto, en el bloque 2220 el circuito de control determina si las tres muestras son las primeras muestras tomadas al comienzo de un viaje. Esto puede determinarse, por ejemplo, probando el valor de una bandera lógica, que es reestablecida al comienzo de un viaje, cuando el sensor de impacto detecta por primera vez el vehículo en movimiento después de un período prolongado de inmovilidad. El bloque 2220 permite la primera transmisión antes de que ocurra la detección de giro. Por lo tanto, la primera transmisión se basa en tres muestras de los sensores de impacto. Cada transmisión se basará en nueve muestras de los sensores de impacto. Si el resultado del bloque 2220 es afirmativo, el control avanza al bloque 2226. De lo contrario, el método culmina en el bloque
2238.

En el bloque 2226, el circuito de control prueba los valores de las variables LHScount, RHScount y UNKcount. Si LHScount es mayor que RHScount y que UNKcount, en el bloque 2228 el valor LHS es asignado como el valor devuelto por el procedimiento Obtener Dirección. En el bloque 2230, si RHScount es mayor que LHScount y que UNKcount, en el bloque 2232 el valor RHS es asignado como el valor devuelto por el procedimiento Obtener Dirección. De lo contrario, en el bloque 2234, el valor UNKNOWN (DESCONOCIDO) es establecido como la salida del procedimiento. Después de cada uno de los bloques 2228, 2232, 2234, los valores de las variables operantes UNKcount, LHScount, RHScount y SAMPLEcount son restablecidas y el método culmina en el bloque 2238. Sólo después de llevar a cabo alguno de los bloques 2228, 2232, 2234 y designar una dirección estas variables son restablecidas. De lo contrario, después de los bucles intermedios a través del procedimiento, los valores de las variables permanecen intactos para su utilización en posteriores llamadas a procedimientos.

La Fig. 23 es un diagrama de flujo que ilustra una realización de un procedimiento Transmitir Dirección. Este procedimiento puede ser llamado por el circuito de control de un monitor de neumáticos para iniciar una transmisión de información de dirección en el modo de autolocalización inalámbrica (WAL) a un receptor. Como se muestra en la Fig. 21, este procedimiento puede ser llamado después de haber llamado al procedimiento Obtener Dirección, el cual devuelve una estimación del lado del vehículo en el cual el monitor del neumático está situado. Esto es almacenado como una variable con un valor como RHS o LHS. El procedimiento comienza en el bloque 2300. En el bloque 2302, el circuito de control determina si el valor devuelto por el procedimiento Obtener Dirección (indicado en la Fig. 23 como valor de dirección D1) ha cambiado desde la última vez que la información de dirección fue trasmitida por el monitor de neumáticos. Si no se detecta ningún cambio, el control avanza al bloque 2316.

Si el circuito de control determina que la dirección de rotación o el lado del vehículo, en el cual el monitor de neumáticos está montado, ha cambiado, en el bloque 2304 el circuito de control llama al procedimiento Obtener Dirección. Realizaciones a modo de ejemplo de este procedimiento fueron descritas anteriormente en relación con las Figs. 18 y 22. El valor devuelto por esta llamada de procedimiento es indicado en la Fig. 23 como valor de dirección D2. En el bloque 2306, el valor de dirección D2 es comparado con el valor de dirección D1 para confirmar que se ha obtenido la dirección correcta. Si los valores coinciden, el control avanza al bloque 2308 donde el nuevo valor de dirección de D1 y D2 es asignado como el valor actual de dirección y como el valor de salida del procedimiento.

De lo contrario, si el valor de dirección D2 lo confirma el valor de dirección D1, en el bloque 2310, el circuito de control determina si el valor de dirección D1 tiene un valor UNKNOWN (DESCONOCIDO). En ese caso, los valores entran en conflicto y no puede derivarse ninguna conclusión fiable. En lugar de cambiar el valor en estas circunstancias, el control avanza al bloque 2316 y el valor de dirección determinado anteriormente es asignado como la dirección actual y como el valor de salida del procedimiento.

Si en el bloque 2310 el valor de dirección D1 fuera desconocido, en el bloque 2312 el circuito de control determina si es igual al valor enviado al momento de la última transmisión. De ser así, esto sugiere que la dirección no ha cambiado y en el bloque 2316 el valor de dirección determinado anteriormente es asignado como el valor actual de dirección y como el valor de salida del procedimiento. De lo contrario, en el bloque 2314, el valor actual de dirección es asignado a un valor de desconocido.

El control entonces avanza al bloque 2318, donde el circuito de control determina si el vehículo se está moviendo. De ser así, en el bloque 2320 la información de dirección es transmitida junto con un Código de Función de Dirección. De lo contrario, en el bloque 2322, el monitor del neumático transmite un Código de Función Estacionario.

De acuerdo con una realización, los monitores de neumáticos del sistema transmiten distintos campos de datos durante cualquier trasmisión. Cada transmisión es específica a la condición o modo operativo del monitor de neumáticos. Por lo tanto, cada transmisión incluye bits de modo o un código de modo o un código de función que define la información actual de operación para el monitor del neumático. Por ejemplo, si el monitor del neumático determina que está detenido, transmitirá el código de función estacionario. Esto puede ser utilizado por el receptor para propósitos de diagnóstico. Si el monitor del neumático se está moviendo, podría transmitir el código de función de dirección, para indicar que está transmitiendo información de dirección actualizada. Esto puede ser utilizado por un receptor para actualizar su propia información de posición del neumático almacenada para el monitor del neumático en particular. El método culmina en el bloque 2324.

Las Figs. 24 a 28 son diagramas de flujo que ilustran la operación del sistema remoto de monitoreo de neumáticos de la Fig. 1. La Fig. 24 ilustra una realización de un método para localizar monitores de neumáticos en un vehículo en un sistema remoto de monitoreo de neumáticos del tipo ilustrado en la Fig. 1. Dicho sistema incluye una unidad de control que generalmente está ubicada de manera central, como por ejemplo en el tablero del vehículo, y monitores de neumáticos en cada una de las ruedas del vehículo. El método comienza en el bloque 2400.

En la realización ilustrada, cuando el sistema remoto de monitoreo de presión de neumáticos es inicialmente encendido, por ejemplo activando el encendido del vehículo, la información de presión, temperatura y ubicación de los sensores es monitoreada utilizando los datos de ubicación de los sensores almacenados anteriormente. Estos datos pueden ser almacenados en una memoria constante, como por ejemplo una memoria flash o una memoria de lectura programable y borrable eléctricamente (EEPROM, por sus siglas en inglés) de la unidad de control. Después de un tiempo predeterminado de conducción, como por ejemplo de tres minutos, las ubicaciones de los sensores son actualizadas. En una realización, las posteriores alteraciones de ubicación son suprimidas por la duración del ciclo de encendido y viaje.

Por lo tanto, en el bloque 2402 de la Fig. 24, la unidad de control determina si los datos disponibles justifican un cambio de ubicación del sensor o de procedimiento de actualización. De lo contrario, la unidad de control continuará utilizando las ubicaciones de los sensores o de los monitores de neumáticos guardadas, bloque 2404. De lo contrario, en respuesta a una determinación de que la información almacenada podría estar desactualizada, la unidad de control comienza un procedimiento para actualizar su información almacenada de ubicación de los sensores de neumáticos, bloque 2406. Mientras tanto, la unidad de control continúa monitoreando los datos de presión del neumático y los datos de temperatura del neumático recibidos desde los respectivos monitores de neumáticos, bloque 2408. Si se detecta una condición anormal o fuera de alcance, se proporciona una advertencia.

La Fig. 25 ilustra una realización de un método para la autolocalización inalámbrica de monitores de neumáticos en un sistema remoto de monitoreo de presión de neumáticos. El término autolocalización se refiere a la habilidad de los componentes del sistema determinar, sin intervención humana, las posiciones de los monitores de neumáticos en las ruedas del vehículo. Esto incluye resolver las ubicaciones de izquierda a derecha y las ubicaciones de frontales a traseras. La información de ubicación es utilizada para suministrar información completa al operador del vehículo, incluyendo identificar qué monitor de neumáticos ha detectado una condición de emergencia o fuera de alcance. En el método ejemplificado por la Fig. 25, la unidad de control ubicada de manera central recibe las transmisiones de los monitores de neumáticos y asigna los monitores de neumáticos detectados a posiciones en el vehículo. La Fig. 25 ilustra un procedimiento llevado a cabo por la unidad de control del sistema, el cual puede ser llamado por otra rutina funcional de la unidad de control y la cual representa la actividad de control implementada por el microprocesador u otra lógica de control de la unidad de control. El método comienza en el bloque 2500.

En el bloque 2502, un procedimiento Monitorear Datos RF es llamado por la unidad de control. Una realización del procedimiento Monitorear Datos RF se describirá en detalle a continuación en relación con la Fig. 26. Este procedimiento recupera y procesa los datos recibidos en una transmisión RF desde un monitor de neumáticos. Cada monitor de neumático transmite preferentemente datos a intervalos periódicos. Cada trama incluye generalmente un número predeterminado de tramas repetidos de los mismos datos para asegurar una recepción fiable. En un ejemplo, cada transmisión de los monitores de neumáticos incluye ocho tramas de datos. Los datos transmitidos en una realización incluyen el código único de identificación del monitor del neumático que realiza la transmisión, datos del neumático como la presión y la temperatura, datos de modo, que definen el modo actual de operación de los monitores de neumáticos que están realizando la transmisión, información de dirección que define la dirección de giro determinada por el monitor de neumáticos que está realizando la transmisión de la rueda en la cual está montado, e información de verificación como una suma de control.

En el bloque 2504, la unidad de control determina si la cantidad de tramas válidas supera a un umbral predeterminado. Una trama válida es una trama en la cual ninguno de los datos recibidos incluye errores obvios y en el que la suma de control u otra información de verificación no contiene errores. El umbral predeterminado podría ser cinco de ocho tramas recibidas. Cualquier otro número podría ser utilizado para asegurar una recepción fiable de datos.

Si el número total de tramas válidas no excede el umbral, en el bloque 2506 la unidad de control determina si han transcurrido tres minutos desde que fue recibida la primera trama. De lo contrario, el sistema no se desconecta automáticamente y el control retorna al bloque 2502 para procesar datos RF adicionales recibidos. De lo contrario, el control procede al bloque 2518 donde las posiciones anteriores de los sensores son asignadas a los sensores de neumáticos detectados actualmente.

Si el número total de tramas válidas excede el umbral, indicando que la trama ha sido confiablemente recibida, en el bloque 2508 se llama a un procedimiento Asignar Posiciones de Rueda del Lado Derecho e Izquierdo. A continuación se describirá en detalle una realización, a modo de ejemplo, de este procedimiento en relación con la Fig. 27. Este procedimiento intenta asignar posiciones del lado derecho y del lado izquierdo en el vehículo a los monitores de neumáticos que están realizando la transmisión.

En el bloque 1510, la unidad de control determina si la asignación de lado a lado fue exitosa. Si las posiciones del lado izquierdo y del lado derecho no han sido asignadas, el control procede al bloque 2518 donde las posiciones anteriores de los sensores son asignadas a los sensores de neumáticos actualmente detectados.

En el bloque 2512 se llama a un procedimiento Asignar Posiciones de Rueda Frontales y Traseras, LHS/RHS. A continuación se describirá en detalle una realización, a modo de ejemplo, de este procedimiento en relación con la Fig. 28. Este procedimiento intenta asignar posiciones frontales y traseras y del lado derecho y del lado izquierdo en el vehículo a los monitores de neumáticos que están realizando la transmisión.

En el bloque 2514, la unidad de control determina si todas las posiciones de los monitores de neumáticos han sido asignadas exitosamente. De lo contrario, el control procede al bloque 2518 donde las posiciones anteriores de los sensores son asignadas a los sensores de neumáticos detectados actualmente. De lo contrario, en el bloque 2516, las posiciones de los sensores recientemente asignadas son almacenadas en la memoria constante de la unidad de control, bloque 2516. La posición de los sensores de neumáticos podría ser almacenada en cualquier forma o formato apropiado. Por ejemplo, respectivas direcciones de memoria podrían ser designadas para la rueda frontal izquierda, la rueda frontal derecha, la rueda trasera izquierda y la rueda trasera derecha y para los códigos únicos de identificación de los monitores de neumáticos almacenados en esas direcciones de memoria designadas. Los datos del neumático como los datos de presión y los datos de temperatura podrían entonces ser almacenados en direcciones de memoria asociados con las direcciones de memoria designadas.

La Fig. 26 ilustra una realización de un procedimiento o subrutina Monitorear Datos RF. La realización ilustrada es apropiada para utilizar en una unidad de control como la unidad de control 110 de la Fig. 1 en la cual un circuito RF recibe transmisiones RF las cuales son decodificadas en datos digitales por un decodificador RF y transmitidas posteriormente a un microcontrolador. La Fig. 26 ilustra un procedimiento llevado a cabo por la unidad de control del sistema, el cual puede ser llamado por otra rutina funcional de la unidad de control y que representa la actividad de control implementada por el microcontrolador o por otra lógica de control de la unidad de control. El método comienza en el bloque 2600.

En el bloque 2602, se determina si se ha recibido una nueva trama. Los monitores de neumáticos del sistema transmiten tramas de datos incluyendo, por ejemplo, un indicador de modo o un código de función que indica el modo operacional del monitor de neumáticos y la naturaleza de la trama recibida, datos del neumático como la presión o la temperatura, el código único de identificación de neumáticos, los datos de dirección de giro, y una suma de control u otra información de verificación. Si no se ha recibido ninguna trama nueva, el método culmina en el bloque 2604.

Si una nueva trama ha sido recibida, en el bloque 2606 el código de función contenido en la trama es evaluada. Se determina si el código de función de la trama corresponde a una dirección de giro conocida o desconocida según lo determinado por el sensor del neumático. De lo contrario, en el bloque 1608, la unidad de control concluye que el código de función recibido es un código estacionario o un código de activación. El control avanza entonces al bloque 2610 donde el controlador recupera los datos de presión y temperatura u otros datos del neumático como también el código de identificación del monitor de neumáticos a partir de los datos decodificados de la trama recibida. Los valores de presión y temperatura almacenados en asociación con el código de identificación del monitor de neumáticos son actualizados con los nuevos valores. El método culmina luego en el bloque 2604.

En el bloque 2612, el controlador determina si el valor de la indicación de potencia de señal recibida (RSSI, por sus siglas en inglés) está dentro de los límites predeterminados. Esto puede determinarse de cualquier manera apropiada. De lo contrario, el control avanza al bloque 2610. Si el RSSI está dentro del alcance, en el bloque 2614, la unidad de control calcula un valor promedio RSSI para las transmisiones recibidas desde el sensor de neumáticos según lo identificado por el código de identificación en la trama recibida. En una realización a modo de ejemplo, una acumulación de todos los valores RSSI es almacenada para cada rueda. Para sacar un promedio, el valor almacenado es dividido por el número de tramas recibidas para una rueda en particular. El RSSI promedio calculado es luego almacenado para su posterior utilización.

En el bloque 1616, el campo de dirección de giro de la trama recibida es recuperado. Si el campo de dirección de giro indica que el monitor del neumático ha determinado que está girando en dirección contraria a las agujas del reloj, el control avanza al bloque 2618. En el bloque 2618, un valor de contador de sentido contrario a las agujas del reloj es incrementado. El contador de sentido contrario a las agujas del reloj puede ser almacenado en la memoria del microcontrolador o en otro procesador de la unidad de control. El control avanza luego al bloque 2610.

En el bloque 1616, si el campo de dirección de giro de la trama recibida no indica un giro contrario a las agujas del reloj, en el bloque 2620 la unidad de control determina si el campo de dirección de giro indica que el monitor del neumático ha determinado que está girando en una dirección en el sentido de las agujas del reloj. De ser así, el control avanza al bloque 2622. En el bloque 2622, un valor de contador de sentido de las agujas del reloj es incrementado. El contador en sentido de las agujas del reloj puede ser almacenado en la memoria del microcontrolador o en otro procesador de la unidad de control. El control avanza luego al bloque 2610.

En el bloque 2620, si la dirección de giro no es a favor de las agujas del reloj, el control avanza al bloque 2624. En el bloque 2624, dado que el giro no era ni en favor de las agujas del reloj ni en sentido contrario a las agujas del reloj, la unidad de control determina que la dirección de giro es desconocida. Consecuentemente, el valor de un contador desconocido es incrementado. El contador desconocido puede ser almacenado en la memoria del microcontrolador o en otro procesador de la unidad de control. El control avanza entonces al bloque 2610.

\newpage

Como se mencionó, en el bloque 2610, los valores de presión y temperatura del monitor de neumáticos, del cual la trama actual fue recibida, son actualizados en la memoria. El procedimiento Monitorear Datos RF culmina entonces en el bloque 2604.

La Fig. 27 ilustra una realización de un procedimiento Asignar Posiciones de Rueda del Lado Izquierdo y del Lado Derecho. La Fig. 27 ilustra un procedimiento llevado a cabo por la unidad de control del sistema, el cual puede ser llamado por otra rutina funcional de la unidad de control y que representa la actividad de control implementada por el microcontrolador o por otra lógica de control de la unidad de control. El método comienza en el bloque 2700.

En el bloque 2702, la unidad de control determina que, para cada sensor de neumáticos del vehículo, se han recibido al menos 20 tramas. Las 20 tramas incluyen datos de indicación de potencia de la señal recibida (RSSI) y datos de dirección de giro de las ruedas. La cantidad de tramas especificada para la realización a modo de ejemplo es 20. En otras realizaciones, pueden utilizarse otras cantidades de tramas. Además, en otras realizaciones, el número aceptable de tramas recibidas por cada sensor de neumáticos puede ser establecido en diferentes valores de umbral.

En el bloque 2704, la unidad de control determina si dos sensores de neumáticos ubicados del lado izquierdo del vehículo y dos sensores de neumáticos ubicados del lado derecho del vehículo han sido detectados. Esto es determinado a partir de los datos de dirección de giro de la rueda almacenados para cada monitor de neumáticos. De ser así, en el bloque 2706, la unidad de control asigna los sensores del lado izquierdo al lado izquierdo del vehículo y los sensores del lado derecho al lado derecho del vehículo.

El proceso de asignación puede ocurrir de cualquier manera apropiada. En un ejemplo, las direcciones de memoria designadas son asignadas cada una a las ruedas frontal izquierda, trasera izquierda, frontal derecha y trasera derecha. En vehículos con más ruedas, más direcciones de memoria son designadas con identificadores apropiados. Cuando un sensor de neumáticos es asignado a una posición en el vehículo, el código único de identificación del sensor de neumáticos puede ser almacenado en la dirección de memoria designada. Los datos asociados, como los datos de presión del neumático y los datos de temperatura del neumático, pueden ser almacenados en las direcciones asociadas de memoria. En un ejemplo, los códigos de identificación de los sensores de neumáticos son almacenados en una memoria no volátil, y las ubicaciones asociadas almacenan datos que definen la información de asignación de posición. A medida que la posición del monitor de neumáticos en el vehículo es determinada, y el monitor de neumáticos es asignado a una posición particular, la unidad de control almacena los datos apropiados en las ubicaciones asociadas, las cuales almacenan los datos que definen la información de asignación de posición. También pueden utilizarse otros procesos de asignación.

Si, en el bloque 2704, dos sensores izquierdos y dos sensores derechos no han sido detectados, en el bloque 2708, la unidad de control determina si los dos sensores han sido ubicados en el mismo lado y, al mismo tiempo, un sensor ha sido ubicado en el otro lado junto con un sensor desconocido. Nuevamente, esto puede determinarse utilizando la información de dirección de giro de la rueda facilitada por los sensores de neumáticos en sus transmisiones RF. Si esta condición se cumple, el sensor desconocido es probablemente nuevo en el vehículo y por lo tanto la unidad de control asigna el sensor desconocido al lado del vehículo con sólo un sensor desconocido, bloque 2714. Para confirmar, en el bloque 2716, la unidad de control determina si ahora hay dos sensores en el lado izquierdo y dos sensores en el lado derecho. De ser así, el control avanza al bloque 2706 para completar la asignación. De lo contrario, el control avanza al bloque 2712.

Si la prueba en el bloque 2708 falla, en el bloque 2710 la unidad de control determina que de los cuatro sensores de neumáticos identificados, hay dos o más posiciones desconocidas, o que un lado tiene tres o más sensores de neumáticos designados para ese lado. En el bloque 2712, el controlador toma por defecto una condición de asignación de las ubicaciones del lado izquierdo y derecho con ubicaciones aprendidas anteriormente.

La subrutina culmina en el bloque 2714. La subrutina devuelve las posiciones asignadas de los sensores de neumáticos en el vehículo.

Realizaciones alternativas también pueden ser implementadas. En lugar del proceso descrito arriba de llegar a una conclusión acerca de la dirección de giro de la rueda en cada sensor de neumáticos, y transmitir datos que definen esa dirección, otra información puede ser transmitida en su lugar o además de la decisión de dirección. En una realización como la descrita arriba, en conexión con la Fig. 21, las señales de salida de los sensores de impacto son probadas 10 veces al tomar una decisión de izquierda/derecha. El resultado de cada muestreo es un valor de decisión izquierdo/derecho, como se muestra, por ejemplo, en la Fig. 22. Un contador en el lado derecho o un contador en el lado izquierdo es incrementado según la decisión izquierda/derecha. El contador del lado derecho almacena un valor de contador del lado derecho y el contador del lado izquierdo almacena un valor de contador del lado izquierdo. Al final de las 10 muestras, cualquiera que sea el contador que tenga el número o valor más alto (izquierdo o derecho) determina los datos que definen la dirección que será transmitida desde el sensor de neumáticos. En esta realización, sólo se transmite la información de dirección.

Sin embargo, en realizaciones alternativas, los datos también pueden ser enviados indicando cuán sólida es la decisión de dirección, o el grado de confianza en la decisión de dirección, o el grado de confianza en la información de posición (lado derecho o izquierdo del vehículo) determinado por el sensor del vehículo. En una primera realización, los valores almacenados en los dos contadores son transmitidos, ya sea junto con los datos de dirección derecha/izquierda o en lugar de esos datos de dirección. En una segunda realización, un número es transmitido el cual representa cuán sólidamente se toma la decisión, o cuán sólido es el nivel de confianza sobre la decisión. Por ejemplo, el número transmitido puede ser seleccionado como se muestra continuación:

1

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Por lo tanto, si todas las decisiones del sensor de neumáticos han sido que el sensor está en el lado derecho del vehículo, el sensor concluirá que está 100% seguro de esa decisión y transmitirá un valor de cero. Después de la recepción en la unidad de control, el valor de los datos es interpretado de la misma manera. Si menos de todas las decisiones (es decir, 9 de 10 decisiones) han sido que el sensor se encuentra en el lado derecho, el sensor continuará concluyendo que está en el lado derecho, pero con un nivel inferior de confianza. El valor 1 es transmitido para indicar esto y será interpretado consecuentemente en la unidad de control. Cualquiera de los valores restantes puede ser seleccionado para su transmisión, dependiendo de la combinación de decisiones alcanzada, basándose en el contenido de los contadores LHS, RHS.

Otros valores de datos pueden ser utilizados o servir como sustitutos. Por ejemplo, tres, cuatro o más bits pueden ser utilizados para codificar el valor decimal, o puede utilizarse en su lugar un octal, hexadecimal u otro esquema similar al ilustrado en la tabla de arriba. En esta manera de codificación, los requerimientos de transmisión pueden mantenerse relativamente bajos mientras se transmite sustancialmente más información acerca de la decisión izquierda derecha.

La Fig. 28 ilustra una realización de un procedimiento Asignar Posiciones de Rueda Frontal y Trasera, LHS/RHS. La Fig. 28 ilustra un procedimiento llevado a cabo por la unidad de control del sistema el cual puede ser llamado por otra rutina funcional de la unidad de control y que representa la actividad de control implementada por el microcontrolador o por otra lógica de control de la unidad de control. El método comienza en el bloque 2800.

En el bloque 2802, la unidad de control determina que, para cada sensor de neumáticos del vehículo, se han recibido al menos 20 tramas. Las 20 tramas incluyen datos de indicación de la potencia de la señal recibida (RSSI) y datos de dirección de giro de la rueda. La cantidad de tramas especificada para la realización a modo de ejemplo es 20. En otras realizaciones, pueden utilizarse otras cantidades de tramas. Además, en otras realizaciones, el número aceptable de tramas recibidas por cada sensor de neumáticos puede ser establecido en diferentes valores de umbral.

En el bloque 2804, un proceso para asignar las ubicaciones de los sensores del lado izquierdo y del lado derecho, frontal y trasera. Para procesar los sensores del lado izquierdo, en el bloque 2806, la unidad de control compara los valores de datos RSSI con valores de límite predeterminados. La unidad de control determina si hay valores RSSI dentro del alcance para los dos sensores del lado izquierdo. De lo contrario, el control avanza al bloque 2808 donde la unidad de control asigna por defecto las ubicaciones del lado izquierdo con las ubicaciones de los sensores de neumáticos previamente aprendidas.

De acuerdo con una realización, una técnica de compensación de temperatura RSSI es suministrada para asegurar la operación fiable del sistema. Cada sensor de neumáticos montado en una rueda tendrá una potencia de salida que debe cumplir con las especificaciones del componente y del sistema. Un valor típico de potencia de salida especificada es 65 dBuV +5/-3 dBuV, medido a 3 m. Esto significa que cada sensor de neumáticos, al ser medido en cualquier llanta de rueda a cualquier temperatura, dentro del rango de temperatura de operación mínimo-máximo especificado de -40C a +100C, tendrá una salida de potencia entre los valores de 62 dBuV y 70 dBuV. Para que el sistema de autolocalización inalámbrica descrito aquí opere confiablemente, la potencia distribuida en los transmisores del vehículo debe ser minimizada con el fin de distinguir confiablemente entre las transmisiones de las ruedas frontales y traseras. Parte de la potencia distribuida se debe a las tolerancias de los componentes pieza a pieza. Otra parte de la potencia distribuida se debe también a la temperatura de los respectivos sensores de neumáticos. No todos los transmisores estarán a la misma temperatura debido al frenado o activación de las mordazas de freno, etc.

El efecto de variación RF de temperatura puede ser minimizado compensando el valor RSSI. Esto se logra en una realización monitoreando los datos de temperatura recibidos, transmitidos por cada sensor de neumáticos como parte de sus datos transmitidos de neumáticos. El valor RSSI medido es ajustado para el sensor de neumáticos en cuestión en el software del receptor o unidad de control. Cualquier algoritmo de compensación apropiado puede ser utilizado, como por ejemplo utilizar una tabla de consulta de valores de ajustes RSSI contra la temperatura recibida. Esto puede lograrse mediante un procesador de la unidad de control que procese los datos recibidos y almacenados para implementar un circuito de compensación, o utilizando un circuito dedicado de compensación, el cual ajuste o compense los valores RSSI utilizando la información de temperatura recibida desde un monitor de neumáticos que realice transmisiones. La compensación de temperatura de RSSI puede reducir la distribución de tolerancia en aproximadamente 3dB, produciendo un sistema mucho más fiable.

Si en el bloque 2806 hay valores RSSI dentro del alcance predeterminado para dos sensores del lado izquierdo, en el bloque 2810 la unidad de control determina si la potencia de la señal recibida para uno de los sensores en el lado izquierdo es mayor que para el otro. Esto se realiza en una realización comparando los conteos RSSI de los dos sensores en el lado izquierdo y un valor de diferencia. Los conteos RSSI corresponden a la lectura o valor promedio del convertidor de señal analógica a digital de una rueda dada o de un sensor de neumáticos dado del vehículo. Cuando una trama es recibida, un contador RSSI del sensor de neumáticos es incrementado. Si la diferencia entre los conteos RSSI de los dos sensores de neumáticos del lado izquierdo no supera un valor de umbral, el control avanza al bloque 2808 donde la unidad de control asigna por defecto las ubicaciones del lado izquierdo con las ubicaciones de los sensores de neumáticos aprendidas anteriormente. De lo contrario, si la diferencia entre los conteos RSSI de los dos sensores de neumáticos del lado izquierdo exceden el valor de umbral, la unidad de control puede concluir que uno de los sensores de neumáticos está más cerca del receptor, por lo que la RSSI es típicamente más fuerte que la del otro sensor de neumáticos que se encuentra más alejado del receptor. En el bloque 1812 la unidad de control determina si el receptor está ubicado en la parte frontal del vehículo. Esta información puede ser recuperada desde una ubicación de almacenamiento preprogramada.

Si el receptor está ubicado en la parte frontal del vehículo, en el bloque 2814, el sensor de neumáticos del lado izquierdo con el conteo RSSI más alto es asignado a la ubicación frontal izquierda del vehículo. En forma similar, el sensor de neumáticos del lado izquierdo con el conteo RSSI más bajo, es asignado a la ubicación izquierda trasera del vehículo. Alternativamente, si el receptor no está ubicado en la parte frontal del vehículo, en el bloque 2816, el sensor de neumáticos del lado izquierdo con el conteo RSSI más alto es asignado a la ubicación izquierda trasera del vehículo y el sensor de neumáticos del lado izquierdo con el conteo RSSI más bajo es asignado a la ubicación izquierda frontal del vehículo.

Por otro lado, en el bloque 2818, comienza un proceso para asignar las ubicaciones de los sensores del lado derecho frontales y traseros. Para procesar los sensores del lado derecho, en el bloque 2818, la unidad de control compara los valores de datos RSSI con valores de límite predeterminados. La unidad de control determina si hay valores RSSI dentro del alcance para los dos sensores del lado derecho.

De lo contrario, el control procede al bloque 2820 donde la unidad de control asigna por defecto las ubicaciones en el lado derecho con las ubicaciones de los sensores de neumáticos previamente aprendidas.

Si en el bloque 2818 hay valores RSSI dentro del rango predeterminado para dos sensores del lado derecho, en el bloque 2822 la unidad de control determina si la potencia de la señal recibida para uno de los sensores del lado derecho es mayor que para el otro. Esto se realiza en una realización ilustrada comparando los conteos RSSI de los dos sensores del lado derecho y un valor de diferencia. Si la diferencia entre los conteos RSSI de los dos sensores de neumáticos del lado derecho no supera un valor de umbral, el control avanza al bloque 2820 donde la unidad de control asigna por defecto las ubicaciones del lado derecho con las ubicaciones de los sensores de neumáticos aprendidas anteriormente. De lo contrario, si la diferencia entre los conteos RSSI de los dos sensores de neumáticos del lado derecho exceden el valor de umbral, la unidad de control puede concluir que uno de los sensores de neumáticos está más cerca del receptor, por lo que la RSSI es típicamente más fuerte que la del otro sensor de neumáticos que se encuentra más alejado del receptor. En el bloque 2824 la unidad de control determina si el receptor está ubicado en la parte frontal del vehículo. Esta información puede ser recuperada desde una ubicación de almacenamiento preprogramada.

Si el receptor está ubicado en la parte frontal del vehículo, en el bloque 2826, el sensor de neumáticos en el lado derecho con el conteo RSSI más alto es asignado a la ubicación frontal derecha del vehículo. En forma similar, el sensor de neumáticos en el lado derecho con el conteo RSSI más bajo es asignado a la ubicación derecha trasera del vehículo. Alternativamente, si el receptor no está ubicado en la parte frontal del vehículo, en el bloque 2828, el sensor de neumáticos en el lado derecho con el conteo RSSI más alto es asignado a la ubicación derecha trasera del vehículo y el sensor de neumáticos en el lado derecho con el conteo RSSI más bajo es asignado a la ubicación derecha frontal del vehículo.

En el bloque 1830, la unidad de control determina si todas las ubicaciones de sensores han sido asignadas. De lo contrario, en el bloque 2832 las ubicaciones de los sensores previamente aprendidas son asignadas de modo tal que todas las ubicaciones sean asignadas para el vehículo. El procedimiento culmina en el bloque 2834. El procedimiento devuelve las posiciones asignadas de los sensores de neumáticos en el vehículo.

Además de determinar las posiciones de los sensores de neumáticos del vehículo, las realizaciones presentadas aquí también proporcionan una indicación de la velocidad del vehículo según lo determinado por cada sensor de neumáticos. Esta indicación de la velocidad del vehículo puede ser transmitida por el sensor del neumático para ser recibida por la unidad de control y utilizada para confirmar que la transmisión recibida vino de un sensor de neumáticos montado en el mismo vehículo.

La velocidad del vehículo puede ser determinada por el sensor de neumáticos porque la señal de salida del sensor de impacto es periódica, con un período igual a un período de revolución de la rueda. Cualquier señal de aceleración que aproxime la periodicidad de la revolución de la rueda puede ser utilizada con este propósito. Esto no proporcionará la velocidad real del vehículo, sino solamente una indicación relativa de la velocidad del vehículo. La unidad de control del vehículo, sin embargo, puede obtener la velocidad real del vehículo a través del bus CAN, el cual transmite datos internamente entre los componentes del vehículo. La unidad de control puede correlacionar los datos de velocidad de la rueda/frecuencia recibidos con la velocidad real del vehículo a través del bus CAN. Si existe una fuerte correlación, la unidad de control ha incrementado su confianza de que ha recibido una transmisión desde un sensor de neumáticos de su propio vehículo y no de un vehículo adyacente. Además, los niveles RSSI para los transmisores del mismo vehículo serán más fuertes, intensificando la robustez del método de detectar qué sensores están instalados en el vehículo.

De lo dicho anteriormente, puede concluirse que la presente invención proporciona una detección de movimiento mejorada en un monitor de neumáticos de un sistema remoto de monitoreo de presión de neumáticos. Un interruptor de rodillo mecánico en el monitor de neumáticos es reemplazado por un sensor y por un circuito de interfaz apropiado. Dos sensores son ubicados en el mismo plano y producen señales de salida en respuesta al movimiento del monitor de neumáticos. Una relación de fase retraso/guía de las señales de salida es utilizada para determinar la información acerca del movimiento del monitor de neumáticos y de la rueda en la cual está montado.

Una realización específica de un sensor apropiado es un sensor de impacto. El sensor de impacto es un dispositivo piezoeléctrico que proporciona una señal de salida eléctrica proporcional a la aceleración detectada por el sensor de impacto. Se proporcionan por lo tanto dos métodos de detección de movimiento. En un primer método, se puede detectar la presencia de una señal sinusoidal proporcional a la aceleración gravitacional debido al giro de la rueda con el monitor de neumáticos. En un segundo método, el ruido de ancho de banda debido a la aceleración del sensor de impacto es detectado para determinar si el vehículo y el monitor del neumático están en movimiento. La utilización de un sensor de impacto de estado sólido en lugar de un interruptor mecánico de rodillo proporciona una solución más económica, robusta y duradera que reduce la disipación de la potencia en el monitor de neumáticos. Además, el sensor de impacto utilizado como interruptor de movimiento puede montarse en superficie sobre una placa de circuitos impresos, eliminando un paso de ensamble manual requerido por el interruptor mecánico y reduciendo los costos de fabricación del monitor de neumáticos.

Además, se suministra un método y aparato mejorados para la ubicación de los sensores en un sistema remoto de monitoreo de presión de neumáticos. La posición de lado a lado es determinada en el transmisor utilizando un par de sensores de movimiento piezoeléctricos. Un acelerómetro de doble eje o dos acelerómetros de un sólo eje son reemplazados por los sensores de impacto y circuitos de interfaz apropiados. Esto tiene la ventaja de reducir costos, dado que los sensores de impacto combinados cuestan menos de la mitad del costo del acelerómetro de doble eje, el cual a su vez cuesta la mitad del costo de dos acelerómetros de un sólo eje. Esto también tiene la ventaja de simplificar la fabricación, dado que los sensores de impacto son empacados en un paquete estándar de montaje sobre superficie para un ensamble automatizado sobre una placa de circuitos impresos. El circuito para detectar confiablemente la señal de salida del sensor de impacto es sustancialmente simplificado sobre el requerido para anular la fuerza centrífuga detectada por el acelerómetro anterior.

Claims (8)

1. Un método de detección de movimiento en un monitor de neumáticos (124, 126, 128, 130) configurado para ser montado en un vehículo (100) en un sistema remoto de monitoreo de neumáticos (102) incluyendo un receptor (136), un método que consta de:

detectar una señal de salida de un sensor de impacto (210, 212);

basándose en la señal de salida, llegar a una conclusión de movimiento actual;

probar una conclusión de movimiento guardada por última vez; y

si la conclusión actual de movimiento coincide con la conclusión de movimiento guardada por última vez, transmitir datos del monitor de neumáticos para su recepción por un receptor.

si la conclusión actual de movimiento y la última conclusión de movimiento guardada indican el movimiento del monitor de neumáticos, probar un contador de decisiones de movimiento; y

si el contador de decisiones de movimiento excede un umbral, transmitir los datos desde el monitor de neumáticos.

2. El método de detección de movimiento de la reivindicación 1 que además consta de:

si el contador de decisiones de movimiento excede un umbral, entrar en modo de espera de baja potencia antes de detectar nuevamente la señal de salida del sensor de impacto.

3. El método de detección de movimiento de la reivindicación 1 que además consta de:

si la conclusión actual de movimiento no coincide con la última conclusión de movimiento guardada, entrar en modo de espera de baja potencia antes de detectar nuevamente la señal de salida del sensor de impacto.

4. El método de detección de movimiento de la reivindicación 1 en donde la detección de la señal de salida del sensor de impacto (210, 212) incluye:

detectar la señal de salida del sensor de impacto;

basándose en la señal de salida, concluir que el monitor del neumático (124, 126, 128, 130) está detenido o en movimiento;

ante una conclusión de inmovilidad, comparar la conclusión de inmovilidad con una conclusión anterior;

si la conclusión anterior coincide con la conclusión de inmovilidad, llegar a la conclusión de movimiento actual de que el monitor del neumático está detenido;

si la conclusión anterior no coincide con la conclusión de inmovilidad, volver a detectar la señal de salida del sensor de impacto;

basándose en la señal de salida detectada nuevamente, volver a concluir que el monitor del neumático está detenido o en movimiento;

ante una reconclusión de inmovilidad, llegar a la conclusión de movimiento actual de que el monitor del neumático está detenido; y

ante una reconclusión de movimiento, incrementar un contador de decisión de movimiento.

5. Un método de detección de movimiento en un monitor de neumáticos (124, 126, 128, 130) configurado para ser montado en un vehículo (100) en un sistema remoto de monitoreo de neumáticos (102) incluyendo un receptor (136), un método que consta de:

detectar la señal de salida de sensor de impacto (210,12), en donde detectar la señal de salida del sensor de impacto incluye:

detectar la señal de salida del sensor de impacto;

basándose en la señal de salida, concluir que el monitor del neumático está detenido o en movimiento;

ante una conclusión de movilidad, comparar la conclusión de movilidad con una conclusión anterior;

si la conclusión anterior coincide con la conclusión de movilidad, llegar a la conclusión de movimiento actual de que el monitor del neumático está en movimiento;

si la conclusión anterior no coincide con la conclusión de movilidad, volver a detectar la señal de salida del sensor de impacto;

basándose en la señal de salida detectada nuevamente, volver a concluir que el monitor del neumático está detenido o en movimiento;

ante una reconclusión de movimiento, incrementar un contador de decisión de movimiento; y

ante una reconclusión de inmovilidad, llegar a la conclusión de movimiento actual de que el monitor del neumático está detenido;

basándose en la señal de salida, llegar a una conclusión de movimiento actual;

probar una conclusión de movimiento guardada por última vez;

si la conclusión actual de movimiento coincide con la conclusión de movimiento guardada por última vez, transmitir datos del monitor de neumáticos para su recepción por un receptor.

6. Un método de detección de movimiento en un monitor de neumáticos (124, 126, 128, 130) configurado para ser montado en un vehículo (100) en un sistema remoto de monitoreo de neumáticos (102) incluyendo un receptor (136), un método que consta de:

detectar la señal de salida de sensor de impacto (210, 212), en donde detectar la señal de salida del sensor de impacto incluye:

probar la señal de salida del sensor de impacto una pluralidad de veces;

si un número predeterminado de muestras de señal de salida exceden el umbral, incrementar un contador;

volver a probar la señal de salida del sensor de impacto una segunda pluralidad de veces;

si un segundo número predeterminado de muestras de señal de salida excede el umbral, incrementar el contador;

si el contador ha sido incrementado dos veces, concluir configurando una bandera de estado de movimiento en un valor de movimiento; y

de lo contrario, configurar la bandera de estado de movimiento en un valor detenido;

basándose en la señal de salida, llegar a una conclusión de movimiento actual;

probar una conclusión de movimiento guardada por última vez;

si la conclusión actual de movimiento coincide con la conclusión de movimiento guardada por última vez, transmitir datos del monitor de neumáticos para su recepción por un receptor.

7. El método de detección de movimiento de la reivindicación 6 también consta de:

esperar una duración predeterminada de tiempo entre la prueba y la repetición de la prueba de la señal de salida.

8. El método de detección de movimiento de las reivindicaciones 1, 5 ó 6 en donde la detección de la señal de salida de un sensor de impacto incluye:

alternativamente detectar una señal de salida de un primer sensor de impacto (210) y detectar una señal de salida de un segundo sensor de impacto (212).