机动车辆轮端机械部件的温度测量方法及相应的装置
阅读说明：本技术 机动车辆轮端机械部件的温度测量方法及相应的装置 (Method for measuring the temperature of a mechanical component at the wheel end of a motor vehicle and corresponding device ) 是由 肯尼斯·C·菲格利 达米恩·约克努克斯 夏洛特·伍 于 2020-09-08 设计创作，主要内容包括：车辆轮端机械部件的温度测量方法,包括以下步骤：使用热传感器以初始测量频率测量部件温度；以初始广播频率广播被测温度；判断最近一次测量的温度是否高于第一预设温度；如果是,将初始广播频率调升至更高广播频率,将初始测量频率调升至更高测量频率；以更高测量频率测量部件温度；以更高广播频率广播被测温度；如果否,则回到使用热传感器以初始测量频率测量部件温度的步骤；在以更高广播频率广播测量的温度以后,判断最近一次测量的温度是否高于第一预设温度；如果是,则回到以更高测量频率对部件执行新的温度测量的步骤；如果否,则将广播频率调降至初始广播频率,将测量频率调降至初始测量频率,然后回到以初始测量频率测量部件温度的步骤。(The temperature measuring method of the vehicle wheel end mechanical component comprises the following steps: measuring a component temperature using a thermal sensor at an initial measurement frequency; broadcasting the measured temperature at an initial broadcast frequency; judging whether the temperature measured last time is higher than a first preset temperature or not; if so, the initial broadcast frequency is adjusted to a higher broadcast frequency, and the initial measurement frequency is adjusted to a higher measurement frequency; measuring the component temperature at a higher measurement frequency; broadcasting the measured temperature at a higher broadcast frequency; if not, returning to the step of measuring the component temperature using the thermal sensor at the initial measurement frequency; after broadcasting the measured temperature at a higher broadcasting frequency, judging whether the last measured temperature is higher than a first preset temperature; if so, returning to the step of performing a new temperature measurement on the component at a higher measurement frequency; if not, the broadcast frequency is adjusted down to the initial broadcast frequency, the measurement frequency is adjusted down to the initial measurement frequency, and then the step of measuring the component temperature at the initial measurement frequency is returned.)
技术领域
本发明涉及测量装置和方法，尤其涉及车辆的测量装置和方法。
背景技术
在刹车制动过程中，大量的动能会转化为热能。尽管这种事情在私家汽车中已不足为虑，但在诸如卡车、拖车、巴士或者火车之类的较大型车辆中仍然可能成为一个问题。
在有些情况下，这类车辆的刹车制动能够导致热事件(thermal event)，从而威胁使用者和车辆的安全。热事件已成为轮端起火(wheel end fire)的代名词(term)。
热事件可通过测量有关部件的温度来检测。然而，导致热事件的温升持续时间取决于产品。在某些情况下，这种温升可能相当短暂，从而躲过目前使用的热传感器的检测。
机动车辆通常配备有用于监测轮胎压力的胎压监测系统TPMS(tire pressuremonitoring sytem)。一些TPMS也执行温度测量。然而，被测量的温度是轮胎内空气的温度，其发热与车轮机械部件并不相同。此外，TPMS的轮询间隔(polling interval)也太长，通常需要30分钟左右，对于热事件的早期检测来说间隔过长。
不仅如此，胎压监测系统还包含在设计上能够维持数年的电池，这些电池嵌入设置在所述系统中。由于这些限制，不可能既减小轮询间隔，又不降低电池的使用寿命，何况电池的更换不易。
现实需要一种测量装置和方法，既允许在热事件迫近时对机械部件的温度进行高精度地测量和广播，还能够在其余时间节省电池的使用。
从目前的技术状况来看，下列检测温升的方法是已知的。
轮毂警示是轮毂上的贴纸，如果超过预设的阈值温度，就会改变颜色。由于涉及到化学反应，贴纸上油墨颜色的改变是渐进式的。因此，由于颜色变化涉及时间的持续，所以这种轮毂警示不是实时解决方案。
文献WO2005/027065披露了一种与TPMS有关的轮端总成高温预警系统。
文献CA2200647披露了一种用于拖拉机拖车轴的热传感器。被披露的传感器是一种热传感器，设置在车轴轴颈与轮毂和制动鼓子单元(drum sub assembly)之间。
文献WO2017072143A1披露了一种根据轮轴中热电偶的测量值对位于拖车轴中轮毂温度和里程进行监测的系统和方法。
文献EP1256792披露了一种带有温度指示计的车轮总成。所述温度计装配在轮毂中，在温度超过预设的阈值时启动无线通讯。
文献W2015071022披露了一种具有温度测量装置的轮轴承总成。
这些设备中没有一种允许在温度达到预定的阈值时进行更精细的温度传感，从而检测迫近的热事件，同时还确保在其余时间电池能被节省使用。所述技术问题仍未得到解决。
发明内容
本发明的一个方面是机动车辆轮端之类的机械部件的温度测量方法，所述部件配备有热传感器，所述方法包括以下步骤：
-使用热传感器以初始测量频率测量所述部件的温度；
-以初始广播频率广播测量到的温度；
-判断(/确定)(determining)最近一次(/最近)(last)测量的温度是否高于第一预设温度阈值，
-如果情况如此(/是这样)，将广播频率从初始广播频率变更至更高的广播频率，将测量频率从初始测量频率变更至更高的测量频率；
-以所述更高的测量频率对所述部件执行新的温度测量；
-以所述更高的广播频率广播测量到的温度；
-如果判断最近一次测量的温度小于等于第一预设温度阈值，则保持广播频率和测量频率不变，并且回到(/继而回到)(resuming)使用热传感器以初始测量频率测量所述部件的温度的步骤；
-在以所述更高的广播频率广播测量到的温度以后，判断最近一次测量的温度是否高于所述第一预设温度阈值
-如果情况如此，则过程(/进程/工序)(process)回到以所述更高的测量频率对所述部件执行新的温度测量的步骤；
-如果情况并非如此，则将广播频率从所述更高的广播频率变更至初始广播频率，将测量频率从所述更高的测量频率变更至初始测量频率，然后回到使用热传感器以初始测量频率测量所述部件的温度的步骤。
所述测量方法进一步包含在以广播频率广播测量到的温度以后的后续步骤，所述后续步骤形成至少一轮以下区间的循环：
-判断测量到的温度是否高于预设的温度阈值
如果情况如此，将测量频率调升至另外一种测量频率，将广播频率变更至另外一种广播频率，在开始新的一轮循环以前，以所述另外一种测量频率测量温度，以所述另外一种广播频率广播温度；
如果情况并非如此，则将测量频率和广播频率调降至前值，继续判断测量到的温度是否高于预设的温度阈值的步骤。
自传感器上次复位以来的最低温度和自传感器上次复位以来的最高温度与被测温度一起被广播。
所述车轮可以是卡车、拖车或者巴士之类的机动车辆，也可以是摩托车或者火车。
本发明的另外一个方面是机动车辆轮端之类的机械部件的温度测量装置(measurement device)，该装置包括与存储器和热传感器相连的处理装置(processingmeans)。所述处理装置执行以上描述的测量方法。在执行所述测量方法的过程中，所述处理装置与热传感器交流通讯，以设定测量频率并且接收测量结果(measurements)；所述处理装置然后以广播频率广播最近一次测量的温度，并且基于温度测量值与存储在存储器中的预设阈值之间的比较来决定(/确定)(determining)测量频率和广播频率的变更。
所述处理装置可以以无线方式与人机界面相连，藉此通知驾驶员有热事件正在迫近。
所述处理装置可以以无线方式与通信装置相连，使得能够通知远程服务器被测温度高于至少一个预设的阈值，从而用于进一步处理或者对驾驶员进行预警。
所述远程服务器可以通过在智能手机上执行的应用与驾驶员交流通讯。
附图说明
通过研究以下多个实施方式的详细描述可以更好地理解本发明，所述实施方式通过完全的非限制性示例予以考虑和随附的附图予以说明，其中：
图1显示本发明在第一种实施方式下测量过程的主要步骤；
图2显示本发明在第二种实施方式下测量过程的主要步骤。
具体实施方式
图1显示本发明在第一种实施方式下测量方法的主要步骤。
在第一步骤1中，传感器以初始测量频率M1测量其附着部件的温度，并且在第二步骤2中以初始广播频率B1广播测量的温度Tcurrent。
在一种特别的实施方式中，自上次产品复位(reset)以来的最低温度Tmin和自上次产品复位以来的最高温度Tmax随最近一次测量的温度Tcurrent一起被广播。在检出有损坏轴承以后，在产品上执行复位。待受损轴承被更换以后，产品可再次装配在新的车轮上，或者仍旧保持在旧有车轮上。在复位的情况下，内存被删除，温度测量的历史也不复存在。
在一种实施方式中，所述产品是装配在轮辋(wheel rim)上的类似于TPMS的装置。
在第三步骤3中，判断(determined)最近一次测量的温度Tcurrent是否高于第一预设温度阈值T1。如果情况如此，则将测量频率从初始测量频率M1变更至更高的测量频率M2。类似地，也将广播频率从初始广播频率B1变更至更高的广播频率B2。
在第四步骤4过程中，传感器以所述更高的测量频率M2对其附着部件执行新的温度测量，并且在第五步骤5中以所述更高的广播频率B2广播测量到的温度Tcurrent。需要理解的是，步骤4和5发生在自步骤1的测量和步骤2的广播时起特定的时间过去以后，所述特定的时间分别取决于所述更高的测量频率M2和所述更高的广播频率B2。
如果在步骤3中判断最近一次测量的温度Tcurrent小于等于第一预设温度阈值T1，那么广播频率和测量频率则保持不变，程序回到步骤1，然后是步骤2，在自前次步骤1的测量和前次步骤2的广播时起特定的时间过去以后，执行新的测量和新的广播。所述特定的时间取决于初始测量频率M1和初始广播频率B1。
在步骤5以后，程序继续步骤6，判断最近一次测量的温度Tcurrent是否高于第一预设温度阈值T1。如果情况如此，则程序回到步骤4。如果情况并非如此，则将测量频率从所述更高的测量频率M2变更至初始测量频率M1。类似地，也将广播频率从所述更高的广播频率B2变更至初始广播频率B1。程序然后回到步骤1，然后是步骤2，在自步骤1的前次测量和步骤2的前次广播时起的特定时间过去以后，执行新的测量和新的广播。所述特定时间分别取决于初始测量频率M1和初始广播频率B1。
以上描述的过程能在被测温度高于阈值时调升测量和广播的频率。通过审慎地选择阈值，能够高精度地检测温升，同时在其余时间保持节能高效。
可以看出，程序被保持在以更高的频率进行测量和广播的循环当中，直至温度降至第一预设阈值T1以下。
温度阈值的数量以及测量和广播频率的变更次数都是可以增加的，直至实现实时监控。
图2显示本发明第二种实施方式下所述测量方法的主要步骤，其中，所述方法包含两个阈值和两次频率变更。
在第一步骤1期间，传感器以初始测量频率M1测量其附着部件的温度，并且在第二步骤2中以初始广播频率B1广播测量的温度Tcurrent。
在一种特别的实施方式中，自上次产品复位以来的最低温度Tmin和自上次产品复位以来的最高温度Tmax随最近一次测量的温度Tcurrent被一起广播。
在第三步骤3中，判断最近一次测量的温度Tcurrent是否高于第一预设温度阈值T1。如果情况如此，则将测量频率从初始测量频率M1变更至更高的测量频率M2。类似地，也将广播频率从初始广播频率B1变更至更高的广播频率B2。
在第四步骤4期间，传感器以所述更高的测量频率M2对其附着部件执行新的温度测量，并且在第五步骤5中以所述更高的广播频率B2广播测量到的温度Tcurrent。需要理解的是，步骤4和5发生在自步骤1的测量和步骤2的广播时起特定的时间过去以后，所述特定的时间分别取决于所述更高的测量频率M2和所述更高的广播频率B2。
如果在步骤3中判断最近一次测量的温度Tcurrent小于等于第一预设温度阈值T1，那么保持广播频率和测量频率不变，程序回到步骤1，然后是步骤2，在自前次步骤1的测量和前次步骤2的广播时起特定的时间过去以后，执行新的测量和新的广播。所述特定的时间取决于初始测量频率M1和初始广播频率B1。
在步骤5以后，程序继续第六步骤6，判断最近一次测量的温度Tcurrent是否高于第二预设温度阈值T2。如果情况如此，则将测量频率从所述更高的测量频率M2变更至第二个更高的测量频率M3。类似地，也将广播频率从所述更高的广播频率B2变更至第二个更高的广播频率B3。程序随后继续第七步骤7。
如果步骤6中判断最近一次测量的温度Tcurrent小于等于第二预设温度阈值T2，则保持所有频率不变，程序回到步骤3。
在步骤7中，传感器以所述第二个更高的测量频率M3对其附着部件执行新的温度测量，然后在第八步骤8中以所述第二个更高的广播频率B3广播测量到的温度Tcurrent。需要理解的是，步骤7和8发生在自步骤4的测量和步骤5的广播时起特定的时间过去以后，所述特定的时间分别取决于所述第二个更高的测量频率M3和所述第二个更高的广播频率B3。
在步骤8以后，程序继续第九步骤9，判断最近一次测量的温度Tcurrent是否仍然高于第二预设温度阈值T2。如果情况如此，则程序回到步骤7。如果情况并非如此，则将测量频率从所述第二个更高的测量频率M3变更至所述更高的测量频率M2。类似地，也将广播频率从所述第二个更高的广播频率B3变更至所述更高的广播频率B2。程序随后回到步骤4，然后是步骤5，在自前次步骤7的测量和前次步骤8的广播时起特定的时间过去以后，执行新的测量和新的广播。所述特定的时间取决于所述更高的测量频率M2和所述更高的广播频率B2。
上述过程的第二种实施方式能够在被测温度上升超过连续(设置)的阈值时，使测量和广播频率也连续调高。通过审慎地选择阈值，它能够以越来越高的精度检测温升，同时还在其余时间保持节能高效。
可以看出，程序被保持在以不断提高的频率进行测量和广播的循环当中，直至温度降至不同的预设阈值T1和T2以下。
如上所述，当前的实施例给出了两个阈值和两次频率变更，然而更多数量的阈值和更多次数的频率变更也在本发明的范围之内。
本发明的测量装置包括与处理装置相连的热传感器，所述热传感器嵌入或附着在产品上，所述处理装置与存储器相连。
所述处理装置执行以上描述的测量方法。在执行过程中，所述处理装置与热传感器进行通讯，用以设定测量频率并且接收测量结果，还通过无线方式以广播频率进行广播。
所述处理装置基于温度测量值与存储在存储器中的预设阈值之间的比较来决定测量频率和广播频率的变更。
在一种实施方式中，所述处理装置以无线方式连接人机界面HMI(human machineinterface)，借以通知驾驶员有热事件正在迫近。
在另外一种实施方式中，所述处理装置以无线方式连接通讯装置，以便能够通知远程服务器被测温度高于至少一个预设符阈值，从而用于进一步处理，或者对驾驶员进行预警。在一种特别的实施方式中，所述远程服务器通过下载到智能手机上的应用与驾驶员交流通讯。
预设的温度阈值是在产品配置(/构造/设置)过程中存储在产品中的。这种配置是在产品被用于车辆之前完成的，为产品的使用所必需。
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