輪胎內部狀態的監控系統以及操作該系統的方法

2023-05-02 19:23:06

專利名稱：輪胎內部狀態的監控系統以及操作該系統的方法
背景技術：
本發明涉及一種汽車的輪胎壓力監控系統(TPMS)。更明確的說，本發明涉及TPMS，用於操作TPMS的方法，以及該系統中發射器的外殼裝置，並公開了一種技術，即利用兼具CDMA(碼分多址)和TDMA(時分多址)優點的混合數字RF數據傳輸方法對輪胎內部狀態進行監控。再次要說明的是，本發明利用CDMA多路存取技術(多路存取一種通過以相同的頻率帶寬分別將編碼更換到信道中，而實現同步多信道通信的技術)，並且為了克服現有CDMA(DS-CDMA直接序列碼分多址)方法的缺點，即其會導致系統複雜性，並由於根據信道數量所增加的信號多級會提高製造成本，而使用二進位CDMA。在迄今為止所發明的二進位CDMA技術中，本發明利用的是CS(碼選)-CDMA和CAC(恆幅編碼)-CDMA技術。
現有技術當汽車在運轉過程中時，輪胎壓力的突然降低可能會導致大規模的交通事故。也就是，由於在輪胎壓力較低的條件下高速行駛的汽車，其輪胎側部表面會不斷縮小，並且輪胎不能克服其疲勞而變平，從而導致該汽車無法繼續駕駛。另外，輪胎可能會爆胎，或者輪胎可能會脫離汽車，並且可能會發生翻車。因此，輪胎壓力監控系統的提出可防止上述事故的發生。
在美國，從2006年10開始，每輛汽車上將安裝TPMS，相應的，預期其他國家也將在每輛汽車上安裝TPMS。
概括的說，具有兩種TPMS，直接型TPMS和間接型TPMS。直接型TPMS起到電子傳感器的作用，其安裝在每個輪胎輪子上，監控輪胎的內部壓力和溫度，並通過無線裝置告知駕駛者，而間接型TPMS利用以下特性，即如果每個輪胎的壓力彼此不同，則輪胎的旋轉數也會彼此不同。但是直接型TPMS比間接型TPMS具有更好的性能。
另一方面，一旦將現有TPMS中發射器的外殼裝置安裝在汽車上，它就不能被再度安裝，或是很難固定、分離它從而不可能循環利用它，並且由於它的尺寸很大，結構複雜，且其製造成本高，從而影響了生產成本。並且還有一個問題，就是要對現有輪子的結構進行改變。
因此，為了避免出現上述問題，需要一種發射器外殼裝置，其可重複安裝多次，並且可很容易固定和分離，而且具有低成本和簡單的結構，在之後的操縱中具有優勢。
通常，如果是利用RF數據傳輸方法，從安裝在每個輪胎上的發射器向接收器進行汽輪子胎內部狀態數據傳輸的情況，如果每個發射器利用同一電功率進行數據傳輸，每個輪胎太接近以致於會無法恢復數據，從而使該數據遭到破壞。並且，不可能完全保護所傳輸的數據不受外部幹擾噪聲影響。
但是，如果是採用利用了擴展頻譜技術的CDMA(碼分多址)技術，就可恢復上述數據。原因是，CDMA技術具有很強的抵抗外部噪聲、幹擾信號和多路的特性，並具有在信道中可明確辨識的特性。DS-CDMA(直接序列CDMA)，PW-CDMA(脈寬CDMA)和CS-CDMA(碼選CDMA)均屬於這個範疇。
在DS-CDMA技術中，因為同時對信道的信號進行添加和傳輸，當信道數量增加時，用於輸出信號的級數也隨之增加為多級，並之後成為具有各種不同等級數值、類似於視頻信號的模擬信號形式。由此，在RF放大器中必須使用具有寬動態範圍的昂貴的線性放大器，並且在接受部分的信號處理也變得複雜。結果是，降低了電功率效率，並將對電池壽命具有不良影響，而且當在多信道中產生信號的複雜性程度有所增加時，實施該系統的難度也隨之增加，該系統的價格也會很高。由此，由於利用該技術使系統結構變得複雜，且價格也會隨著上升，因此該技術並不適合作為用於輪胎內部狀態監控系統的技術。
另一方面，在PW-CDMA技術，由於調製信號的頻譜範圍並沒有隨著信道數量的增加而連續增加，從而有可能無需利用線性高頻率輸出放大器，而利用普通的數字功率放大器。這樣，有可能提高功率效率，簡化系統結構，並降低系統價格。但是，如果是在用於監控輪胎內部狀態的系統中利用這一技術，對數據進行保護以防止外部幹擾，只有利用增加處理增益(例如，依靠1024個晶片)和對其進行擴大的方法才能進行安全傳輸。
通常，利用擴展頻譜通信技術的CDMA系統效率取決於增益處理。「系統具有良好的效率」這一表述的意思是，它具有很強的抵抗各種周圍噪音信號幹涉以及擾動信號(幹擾發射機)的特性，並保持低誤差概率。此時，增益處理或擴展比率的意思是頻譜擴展的程度，並且也是晶片率與比特率的比率，或是比特間時間間隔與晶片間時間間隔的比率。因此，為了提高增益處理，必須降低晶片間的時間間隔。
並且將數據擴展為64個晶片，意味著在16比特傳輸的情況下為了傳輸將16比特變為64比特。因此，利用替代64個晶片的1024個晶片意味著，在16比特傳輸的情況下，比特必須是1024比特。並且增加晶片數意味著將要傳輸的數據比特數也必須增加。例如，假設如果利用64個晶片進行擴展的情況下，目前將要傳輸的總傳輸量為648比特，如果利用128或1024個晶片來執行擴展，則把將要傳輸的總傳輸量分別改變為840比特和4424比特。
另一方面，當用於監控輪胎內部狀態的監控系統的規格為，電池容量和發射器的功耗分別是560mA和20mA，並且如果人們想使用該發射器5年的話，依據擴展晶片數量的數據傳輸間隔如下。即，如果擴展晶片數是64個晶片，128個晶片和1024個晶片，則數據傳輸間隔分別是101秒(大約1.7分鐘)，131秒(大約2.2分鐘)和691秒(大約11.5分鐘)。
由此，如果我們假定將用於輪胎內部狀態的監控系統應用於汽車，很難保證利用64擴展比特從4個輪胎髮送數據的穩定性。為了保證穩定性，有必要提高擴展比特，但是，在這種情況下，會產生增加傳輸間隔的問題。結果，如果增加擴展晶片數並增加傳輸間隔，則會增加電池消耗量，縮短壽命。並且在PW-CDMA技術中，其優點是通過對超出預定數值等級大小的DS-CDMA型信號等級進行截除和通過保護信號等級的增量，來簡化系統。但是，象DS-CDMA型一樣，PW-CDMA型將每個信息信道分配給每個正交碼，然後利用與信息信道數量相同的正交碼。所以，如果信道數量增加，就會產生增加正交碼數量的問題，以及增加已調製傳輸信號的瞬時振幅變化和設置多級的問題。並且，在用於多級信號的等級截斷處理中，其缺點是破壞了正交碼的正交程度，並且正交碼的正交程度會由於傳輸信號間的幹擾而變差。由此，如果在用於輪胎內部狀態的監控系統中使用PW-CDMA技術，系統的壽命無法得到保證，並且系統會由於傳輸信號間的幹擾而受損。
作為另一種數字傳輸技術，在美國將TDMA型作為標準而對其進行使用，並且，將30KHz分配給每個信道，將3個TDMA槽也分配給每個用戶，從而每個用戶可共同擁有全部頻帶。但是這樣，雖然和模擬系統對比容量可增加3倍，但是其僅是CDMA容量的1/6。並且，即使通過削弱單元間隔離程度的方式來提高頻率再使用比率，TDMA容量也低於CDMA容量的30％。並且，用於TDMA型的厄蘭容量也僅是CDMA型的1/5。但是這種類型的優點是可簡單、穩定地傳輸數據。


圖1示出了根據本發明在汽車內監控系統的布置。
圖2示出了根據本發明基於各種狀態等級的汽車狀態。
圖3示出了根據本發明用於輸入和接收輪胎鑑定信息的工具的外視圖。
圖4示出了根據本發明傳輸數據幀的結構圖。
圖5示出了圖1中系統內發射器內部結構的實施例。
圖6示出了圖1中系統內接收器內部結構的實施例。
圖7是表示在根據圖1的系統中操作方法的圖。
圖8示出了在運動中和貯存中輪胎的狀態等級。
圖9是表示根據本發明，利用TDMARF方法，在載波上加載並調製傳輸數據的時間圖。
圖10是在本發明中作為實施例使用的16比特窗口幀的結構圖。
圖11是根據本發明在正常壓力條件下傳輸幀的結構圖。
圖12是根據本發明CDMA解調器幀的實施例。
圖13是表示根據本發明安裝在輪胎內部的汽車TPMS發射器外殼的圖。
圖14是根據本發明安裝在輪胎內部的汽車TPMS發射器外殼的低視圖。
圖15是根據本發明汽車TPMS發射器外殼的結構圖。
本發明可被修改為各種形式。雖然在本發明的詳細描述中僅示出了特定實施例，但是應該可以理解的是，並不能用以下實施例限制本發明，而是包括在由權利要求所確定的本發明的範圍和精神內的所有修改和替代物。
發明的詳細描述I.用於輪胎壓力監控系統的發射器外殼裝置
1.第一優選實施例本發明是一組涉及汽車中直接型輪胎壓力監控系統(TPMS)的方法，其中方法包括用於將本系統中無線發射器安裝在車輛內的外殼裝置。本發明中外殼裝置具有下殼和上殼，其中下殼通過極強的雙面粘合劑粘著在輪子的外表面上，並且具有與輪子相同的曲面，上殼包括在其內部的無線發射器，並且其與下殼相結合且與附著於所述下殼。
並且，上述下殼(20)包括散熱通道(18)，將上殼(12)的內部熱量迅速傳輸到輪子表面上；一對凹槽(17，19)，具有梯形截面的空間，分別位於所述散熱通道(18)兩側中的任意一側；形成在散熱通道(18)另一側上的凹架(22)；連接凹槽(23)，具有預定尺度和深度，形成在所述凹架(22)預定位置上；相連部分(21)，具有預定曲率半徑，用於當對凹架施加向上的力時使凹架(22)的易於彎曲，並且其位於所述凹架(22)和下殼(20)之間的連接部分上。
所述上殼(12)包括凸架(13)，位於上殼(12)表面上並具有朝著表面方向「」形的高出部分，一對凸出物(14，15)，位於上殼下部的左側和右側，並具有梯形截面以及與所述凹槽(17，19)相一致的尺寸，和形成在所述凸出物(14，15)之間的空間，起到將無線發射器(11)裝入到上殼(12)中入口的作用。
上述部分的特徵在於凹槽(17，19)截面具有梯形形狀，並且該凹槽的一側是開放狀態，而其他側面是封閉狀態，以便防止與所述上殼(12)牢固相粘合的凸出物脫離出來，並且所述凹槽(17，19)的上表面是未封上狀態，下表面是封閉狀態。
為了將包括有無線發射器裝置的上殼(12)裝配到下殼(20)中，使安放所述上殼(12)上的凸出物(14，15)適合所述下殼(20)上凹槽(17，19)的入口，之後根據凹槽的槽的引導，將所述凸出物(14，15)沿從所述凹槽(17，19)前未封上側向其對面封閉側的方向推入，從而牢固的插入，之後將凹架(22)向上彎曲，直到所述連接凹槽(23)被所述凸架(13)鉤住。當我們希望將上殼(12)與下殼(20)分離時，特徵在於我們對凹架(22)施加力，以便將連接凹槽(23)從凸架(13)中脫離，之後從後側向前推，並分離出上殼(12)。
上述裝置的特徵在於上和下殼(12，20)由塑料製成，具有低導熱性，不會將輪胎內部熱量傳輸給位於所述上殼(12)內的無線發射器(11)。
本發明可被應用於直接型TPMS。圖13表示出了根據本發明用於汽車輪胎壓力監控系統的發射器外殼，被安裝在輪胎內部。圖14示出了根據本發明用於汽車輪胎壓力監控系統的發射器外殼的低視圖。圖15是根據本發明安裝在輪胎內部、用於汽車輪胎壓力監控系統的發射器外殼的結構圖。)30是上殼的側面部分，31是PCB導軌，其引導用於無線發射器(11)的PCB(32)。在這種情況下，具有兩個PCB(32)。即，通過從上殼(12)下表面將用於無線發射器(11)的PCB(32)推入並插入到所述導軌(31)中，將所述PCB(32)與所述導軌(31)牢固地相連。
如圖14中那樣，下殼(20)通過超強、雙面粘合劑(16)與輪子(3)的內表面粘合，並且在將無線發射器(11)納入上殼(12)的條件下(如圖14的虛線所示)，通過將上殼(12)固定到所述下殼(20)上，來安裝位於TPMS內部的無線發射器(11)。
下殼(20)具有用於將上殼(12)的內部熱量傳輸到外部的孔(18)，以及稱之為凹槽(17，19)的空間，它們分別位於所述散熱通道兩側中的任意一側。特徵在於所述凹槽(17，19)截面是梯形，並且凹槽的一側是未封上狀態，而其他側面是封閉狀態，並將所述上殼(12)上的凸出物(14，15)牢固地插入到所述凹槽(17，19)中，以便防止脫離，並且所述凹槽(17，19)的上表面是未封上狀態，下表面是封閉狀態。
並且，在下殼(20)上散熱孔(18)的一側，配備有具有連接凹槽(23)的凹架(22)，該連接凹槽(23)具有預定尺寸和深度。所述凹架(22)通過相連部分(21)與下殼(20)連接，該相連部分(21)具有預定的曲率半徑，用於當對凹架施加向上的力時，可使凹架易於彎曲。
上述裝置的特徵在於所述連接凹槽(23)具有可固定於形成在上殼(12)一側上凸架(13)的高出部分上的結構。
用於將在其中包含有無線發射器裝置的上殼(12)與下殼(20)相連的方法是，使安放所述上殼(12)上的凸出物(14，15)適合所述下殼(20)上凹槽(17，19)的入口，之後根據凹槽的槽的引導，將所述凸出物(14，15)沿從所述凹槽(17，19)前未封上側向其對面封閉側的方向推入，從而將凸出物(14，15)與所述凹槽(17，19)相連。將上殼(12)與下殼(20)分離過程通過反過來執行上述處理來實現。即，如果為了將連接凹槽(23)從凸架(13)中脫離，我們就對凹架(22)施加力，之後從後側向前推動分離出上殼(12)，並從而可將上殼(12)從下殼(20)中分離出來。
由於發射器位於具有上述結構的外殼中，所以發射器可以與輪子穩定地相連，並在高速行駛期間正常運轉。特別是因為下殼通過非常強的雙面粘合劑與輪子相連，從而使上殼和下殼脫離於輪子的可能性很小。
並且，在裝載了無線發射器之後，為了增加輪胎向外界的導熱性，值得注意的是下殼包括散熱通道(18)，易於將外殼內部的熱量傳輸到輪子的表面上。
此外，為了不將輪胎的內部熱量傳輸給位於所述上殼(12)內的無線發射器(11)，值得注意的是該外殼由塑料製成，其具有低導熱性。
2.第二優選實施例本發明的特徵在於，對於用於在輪子上安裝直接型輪胎壓力監控系統(TPMS)無線發射器的外殼裝置來說，將所述外殼分為凸殼和凹殼，利用滑動方法，將所述凸殼塞入並進入到形成在凹殼上的空間內，並最終其特徵在於利用凹殼固定住凸殼。這裡未說明的其他部分與第一優選實施例相同。
3.第三優選實施例本發明的特徵在於，對於用於在輪子上安裝直接型輪胎壓力監控系統(TPMS)的外殼裝置來說，所述外殼包括散熱通道，從而易於將外殼的內部熱量傳輸到輪子表面上。這裡未說明的其他部分與第一優選實施例相同。
4.第四優選實施例本發明的特徵在於，對於用於在輪子上安裝直接型輪胎壓力監控系統(TPMS)的外殼裝置來說，無線發射器通過極強的雙面粘合劑與輪子的外表面粘結，並且不但將該無線發射器安裝在輪胎內，而且將其裝載在外殼內，這裡未說明的其他部分與第一優選實施例相同。
上述本發明預期具有以下效果首先，在汽車高速行駛期間，外殼從輪子上脫離的可能性非常低。
其次，由於該外殼是由塑料製成的，因此其重量輕，並且輪胎向無線發射器所傳輸的熱量極小。
第三，由於該外殼具有散熱孔，因此很容易將熱量傳輸給輪子表面。
第四，易於裝配和拆卸上殼和下殼。
第五，無需改變現有的輪胎和輪子，就可安裝用於本發明的無線發射器。
第六，由於利用滑動方法將上殼插入並與下殼相結合，因此上殼和下殼與輪子彼此穩固相連。
第七，由於易於裝配和拆卸上殼和下殼，因此如果僅更換用於無線發射器的電池，無線發射器還可半永久性使用。
第八，在更換輪胎時，無需購買新的無線發射器，並且可將現有的無線發射器安裝在新輪胎中，並由此節省成本。
II.混合數字RF數據傳輸方法，利用該方法的汽車輪胎內部狀態的監控系統，以及操作該系統的方法在本發明中，為了延長如圖1所示布置的、用於汽車輪胎內部壓力監控的系統的壽命，公開了一種稱為「Megro方法」的新的RF發射/接收方法。有必要提供給本發明的是，如圖1中所示，發射器(24)應安裝在汽車(21)的每個輪胎(23)上，並且接收器(22)應安裝在汽車的預定位置上。
通常，用於汽車輪胎內部壓力監控系統中內部發射器的電池功率消耗量等於該系統的壽命。因此，在本發明中，為了確保系統的壽命長(例如，10年/240000km)，一起使用包括有CS-CDMA(碼選CDMA)型(在下文中稱為「CDMA」型)的預定改進CDMA型傳輸技術以及TDMA型傳輸技術，並且賦予發射器智能能力，以便通過記錄輪胎內部狀態等級而控制傳輸間隔，這是因為如果僅將CDMA型作為數據傳輸技術，會延長傳輸時間並增加電池功率消耗。在本發明中，將具有短傳輸時間的TDMA型與CDMA型一起利用。如果輪胎內部狀態監控的結果是正常的話，則利用TDMA型傳輸該結果，而如果輪胎內部狀態監控的結果是異常的話，則利用CDMA型傳輸該結果。
在本發明中，將上述數字RF數據傳輸方法稱為混合數字RF數據傳輸方法。該方法可如此定義。即，混合數字RF數據傳輸方法是RF數據傳輸方法，包括以下步驟，用於在發射器向接收器傳輸RF數據之前確定預定數據傳輸條件的步驟，用於如果利用確定步驟確定預定數據傳輸條件是滿意的話就利用TDMA型進行數據傳輸的步驟，以及用於如果利用確定步驟確定預定數據傳輸條件不滿意的話就利用CDMA型進行數據傳輸的步驟。
根據本發明的發射器具有預定智能。具有智能的意思是將公路型輪胎和備用輪胎的狀態等級分成如圖2中所示的多個分階段(例如，4個分階段包括緊急情況階段，危險階段，注意階段和正常階段)，並對它們進行監控。也就是，參考輪胎標牌壓力，將壓力的減少狀態分成幾個階段(例如，4個分階段包括緊急情況階段，危險階段，注意階段和正常階段)，並根據設定範圍監控壓力。如果將汽車標準重量輪胎作為實施例的情況下，緊急情況階段是最低壓力(LtP)(例如，低於標牌壓力(PP)的值大於8psi的狀態以及低於值等於8psi的狀態，也就是低於PP-8spi以及等於PP-8spi)，危險階段是低壓力(LP)(例如，比標牌壓力(PP)低5psi-7spi的狀態，也就是PP-5spi～7spi)，注意階段是稍高壓力(UP)(例如，低於標牌壓力(PP)的值小於4psi的狀態以及低於值等於4psi，也就是在PP與PP-4spi之間，以及更少)，正常階段是標牌壓力(PP)(例如，PP＝35psi)並且根據各個狀態採取如下行動。
在LtP情況下，立即發送警報數據(例如，3秒鐘間隔)或連續地發送警報數據，並且顯示輪胎位置(ID)和警告消息。
在LP情況下，頻繁地發送警報數據(例如，5秒鐘間隔)，並且顯示輪胎位置(ID)和警告消息。
特別是在利用備用輪胎/輪子臨時行駛的情況下，應將限制行駛速度(例如，80km/h)的信號在預定時間(例如，3分鐘)內發送給傳動系電子設備。
在UP情況下，間歇地發送警報數據(例如，30秒鐘間隔)，並且顯示輪胎位置(ID)和警告消息。
在PP情況下，在每個長時間間隔內(例如，3分鐘)，通過僅傳輸簡略的必要數據(例如，ID和用於指明正常狀態的數據)來確保電池壽命。
並且，在以下情況中，它們包含在狀態階段中，並執行監控且採取行動。
首先，如果輪胎壓力降低到PP的25％，或等於最小行駛壓力，則將該情況視為LtP階段。雖然該狀態可適用於替代公路形輪胎的各種所裝配的備用輪胎/輪子。
其次，如果在行駛期間公路型輪胎壓力迅速降低(例如，70秒鐘超過4psi)，則將該情況視為UP階段，並在迅速降低之後，在預定時間內(例如，30秒鐘內)間歇地發出警告(例如，30秒鐘間隔)。然而，已停泊的車輛例外。
第三，如果公路型輪胎壓力比PP高出一預定數值(例如，6psi)，則將該情況視為注意或危險階段，並且在預定時間內(例如，在3分鐘之內)，間歇地通知當前壓力。
第四，在更長時間內(例如，3分鐘)，根據安裝在汽車上備用輪胎/輪子的狀態發出警告。例如，如果所測得的當前壓力(Pnow)處於注意和正常階段之間(UP≤Pnow≤PP)，則僅顯示輪胎位置(ID)和警報數據，如果所測得的當前壓力(Pnow)小於注意階段(Pnow≤UP)，則僅顯示輪胎位置(ID)和警告消息。這樣，所測得的當前壓力(Pnow)比PP低一預定％(例如，25％)，則必須以任何方法發出任何形式的警告消息。
此外，如果公路型輪胎的壓力降低到低於危險階段的時候，則在預定時間內(例如，5秒鐘)向駕駛員發出警告消息。然而如果是備用輪胎的情況下，在一段更長的預定時間內(例如，3分鐘)向駕駛員發出警告消息。
並且，如果在預定時間間隔內(例如，70秒鐘)公路型輪胎壓力的減少量超出了預定psi(例如，4psi)，則在預定時間內(例如，30秒鐘)必須發出警告(例如，光發射，LCD，轟鳴和語音警告等等)。
而且，在剛剛初始化該系統之後，用於輪胎內部狀態的監控系統有必要在預定時間內(例如，5秒鐘)以數字或字符的形式在顯示裝置上顯示出當前輪胎的內部狀態(壓力，溫度，電池功率等等)。此時，有可能通過檢查輪胎內部狀態，以及當檢查結果是正常的時候用TDMA型傳輸數據，當檢查結果為異常時用CDMA型傳輸數據的方式，來延長電池壽命。
並且，在行駛狀態中輪胎壓力處於緊急情況狀態時，為了限制汽車的行駛速度，具有向傳動系電子設備發出速度限制數據的功能。此外，在臨時安裝了備用輪胎/輪子的狀態中，為了限制汽車的行駛速度，輪胎內部狀態的監控系統應該向傳動系電子設備發送數據。
上述實例與壓力情況相對應，並且將公路型輪胎和備用輪胎分成多個階段(例如，緊急情況，危險，注意，正常)，所給的智能功能適用於指示出輪胎狀態的各種變量，不僅包括壓力，還包括溫度，電池電力和加速度程度。
圖3顯示出根據本發明用於輸入和接收輪胎鑑別信息的設備的外視圖。在本發明中，為了在每個預定周期(例如，正常等級為3分鐘)正常接收ID信號，具有利用軟體為每個輪胎所分配的ID探測器，以及利用軟體為各個探測器所設置的計數器。並且，如果在預定時間(例如，20分鐘)的周期內未探測到ID信號超過一預定次數(例如，4次)，則判斷相應輪胎出現問題(例如，電池電量完全耗盡或者電池被拆下)，並產生警告信號。
在本發明中，將固有的ID號碼分配給汽車的每個輪胎。此時，有可能不僅提供給4輪汽車，也可提供給具有超過4個輪胎的機動車(例如，公共汽車，卡車和拖車等等)。也就是說，有可能不僅將固有的ID號碼分配給4輪汽車，也可分配給拖車以及所加的卡車。此時，如果利用輪胎鑑別信息輸入設備(42)，則有可能在一定數量的汽車中鑑別出每個輪胎的ID，並有可能精密地將各個ID分配給幾乎世界上出現的各種數量的輪胎(例如，2的64次方個)。即，可如此設置一組輪胎，通過將發射器隨機抽取地安裝在輪子輪胎中，在安裝階段中準備兩個具有相同ID的條形碼，將其中之一貼在發射器上，另一個貼在輪胎的外部。並不知道將如此裝配的輪胎會安裝在哪輛汽車上以及輪胎的哪個位置(左，右，上和下)上，這樣安裝的原因是，在安裝輪胎之後，對汽車上的所有輪胎進行鑑別，將基本ID和安裝在輪胎中發射器的位置記錄在接收器上。由此，在將所安裝的輪胎安裝到汽車上階段中，利用市場上出售的任何條形碼輸入機器，在預定方向上按順序(例如，從左1到左N，或從右1到右N)對安裝在汽車所有輪胎外部的條形碼ID進行讀取，並且將該條形碼輸入機器與根據本發明、具有與圖3所示相同結構的接收設備外殼(42)的條形碼輸入埠(43，例如，RS-232C埠，COM埠等等)相連接之後，將條形碼ID記錄在接收器上。)在記錄期間，無論在任何時候都可利用條形碼輸入機器對貼在每個輪胎上的外部條形碼進行讀取，在顯示裝置(41)上顯示出可讀取形式的條形碼內容(例如，數字形式等等)，並且按下記錄按鈕(51，53)，並重複上述記錄過程來執行條形碼的記錄。如果在記錄之後遇到特定情況(例如，輪胎穿孔，更換輪胎或更換輪子等等)，則應執行刪除ID，重新記錄ID或添加ID(例如，安裝拖車)的處理步驟，利用左-右按鈕(45，46，47，48)，記錄按鈕(51，53)和刪除按鈕(52，54)來執行上述處理步驟。
例如，如果輪胎穿孔，通過按左-右按鈕(45，46，47，48)來在顯示裝置(41)上找到將要更換掉的扁平輪胎的ID(自身ID)。如果在顯示裝置(41)上找到ID，則按下更改按鈕(57)一次。之後，該ID在顯示裝置(41)上閃爍，通過按下餘量上下按鈕(49，50)來找到更換目標ID。在找到更換目標ID之後，通過在顯示裝置(41)上確認ID並按下更換目標按鈕(58)將自身ID改變為更換目標ID，以此方式來執行重新記錄步驟。
如果更換汽車的管理ID的位置，則將更換時間(例如，年-月-日-時間)和所有ID內容確定地記錄在存儲器中。為了做到這點，接收器的定時器監控時間。可經由接收器的外部輸入部分(RS-232C，USB等等)將記錄在存儲器中的內容傳送給PC，並有可能經由電信網絡(例如，網際網路)傳送給ID管理運行伺服器進行綜合，從而對ID進行管理。
在正常狀態，不用按下接收器上的按鈕，就可顯示出在行駛狀態中輪胎的數據指示狀態(壓力，溫度和電池等等)。對於具有已記錄ID輪胎的汽車來說，通過ID組來管理已記錄的ID。由此，每輛汽車可具有由其自身管理的自身ID組(例如，以4輪汽車為例，包括備用輪胎，組中具有5個ID)。上述方法不過是個實施例，根據用戶的使用方便，可對每個開關以及它們的功能進行重新組織或重新構造。
可將上述以按鈕類型為實施例的實例修改成其他類型(例如，觸摸型和菜單型等等)。
在圖4中表示出根據本發明的傳輸幀結構。幀包括前同步碼，對比模式(correlation pattern)，數據信息(ID，溫度，壓力，電池狀態等等)，CRC，EOF(幀結束)等等。在根據本發明接收數據過程中，如果出現對比值就視為CDMA型，否則是TDMA型。出於遠程通信協調的目的，可將根據本發明的數據幀(數據包)內部結構和排列順序修改成任意類型。
另一方面，在本發明中，利用結合了TDMA型和CDMA型的混合類型數據傳輸方法，根據由發射器智能判斷出的狀態等級，將數據傳輸給接收器，並且這是本發明數據傳輸的唯一方法。也就是，傳輸方法在正常等級時應用TDMA型以便減少傳輸時間，而在異常等級時應用CDMA型，用於防止錯誤操作，雖然CDMA型的傳輸時間長。在本發明中，將這種方法稱為混合類型數據傳輸方法。
在混合類型數據傳輸方法中，雖然利用TDMA型會輸入由傳輸錯誤所造成的警告數據，但是接收器會忽略這個錯誤數據，因為這不是利用CDMA型接收數據，換而言之，在異常等級時，用CDMA型傳輸數據，因為發射器知道輪胎內部狀態出現異常。並且在異常等級時，輸出所有對於警告來說有必要的數據，並通過不保存電池和充分延長傳輸時間(例如，多於100msec)，而迅速、準確地警告和通知駕駛者出現緊急情況狀態。這樣，利用混合類型數據傳輸方法，可同時解決電池問題和錯誤操作的問題。
在本發明中，利用對比值的出現，來確定TDMA型和CDMA型之間的類別。即，在利用所有使用的正交碼而得到相關結果之後，如果是對比值就視為CDMA，而如果不是對比值就視為TDMA。
在本發明中，利用TDMA和CDMA的結合來接收數據，並且如果不是對比值就輸出TDMA接收結果，或者如果是對比值就輸出CDMA接收結果。
在根據本發明的CDMA型中，根據正交碼的長度來確定相關器的長度(例如，64個晶片，128個晶片)。也就是，用所需的相關器數量來辨識所傳輸的數據。例如，如果相關器的長度是128比特，則為了降低錯誤操作比率範圍(例如，10E-8錯誤操作比率)，使用多個每128比特傳輸一個正交碼的128比特相關器。
在本發明中，如果是正常等級就利用簡單、穩定的TDMA型傳輸數據，並且利用CRC標記探測在傳輸期間的錯誤產生。如果產生錯誤，則刪除所有所接收到的數據。並且利用對各個發射器所承認的固有ID的解釋來確定傳輸數據是否有效。這樣，在不利用接收器管理接收ID的情況下，無條件地廢除所接收到的數據。即，如果ID不涉及其自身，則廢除該所接收到的數據。
在本發明中，如果發生備用輪胎的緊急情況狀態(低輪胎壓力)，就在預定時間(例如，3分鐘)內輸出警告信號(例如，光，轟鳴，語音，等等)。
並且，在本發明中，利用運動開關作為降低電池功耗的方法。當汽車停泊/靜止、或以低於預定速度(例如，20km)的速度行駛時，這個運動開關斷開發射器的電源，並僅當汽車以超過預定速度的速度行駛時向發射器提供電源。由此，在這種情況下，在正常等級中，僅當啟動開關(motionswitch)提供電源使發射器運行時，提供輪胎內部狀態，並執行數據傳輸。此時，運動開關使發射器運行時的模式為「供應模式」，發射器未運行時的模式為「斷開模式」。
圖5表示根據本發明的發射器結構的實施例。在圖5中所示的發射器操作原理如下。該發射器包括微控制器(MCU)(800)，傳感部分(803)，用於監控輪胎內部狀態，TDMA型RF模塊(例如，OOK，On/Off鍵控調製器)(807)，以及天線(808)，並且用於監控輪胎內部狀態的傳感部分(803)包括電池電力傳感部分(113)，運動開關(114)，輪胎壓力傳感器(115)，溫度傳感器(116)和電池(117)。微控制器(800)由緩存器(804)和內部快閃記憶體(802)組成，其中內部快閃記憶體(802)包括用於輪胎內部狀態的等級識別部分(805)，TDMA調製器(806)和CDMA調製器(801)。此時，其特徵在於，通過軟體實現快閃記憶體(802)中的識別部分(805)和調製器(801，806)。
在用於監控輪胎內部狀態的傳感部分(803)中僅利用運動開關(114)操作發射器，並且如果向每個MCU(800)的緩存器(804)輸入輪胎內部狀態數據(壓力，溫度，等等)，則利用識別部分(805)確定狀態等級，之後，在正常等級中轉到TDMA解調器(806)，而在異常等級中轉到CDMA解調器(801)並轉到TDMA型非線性RF模塊(例如，OOK型載波調製器807)，之後在成為CDMA/OOK信號後經由天線(808)將其輸出。
利用ASK(OOK)型調製技術的實例如下。如果向OOK(On/Off鍵控)載波調製器提供電源並使該調製器可使用，數據時鐘是參考頻率，用於對將要提供給MCU的數據進行時鐘控制，並且該頻率是將低頻晶體振蕩器頻率(13.56MHz)分成64份的數值(例如，212KHz)。
利用PLL(就是在TDMA型RF模塊中)調整OOK載波調製器，並且當通過PLL的操作使輸出頻率達到預期頻率且固定不變時，完成對由MCU所輸入的傳輸第一數據的準備工作。
圖6表示根據本發明的接收器結構的實施例。該接收器包括微控制器(301)，顯示器(302)，定時器晶片(303)，非易失性存儲器(304)，條形碼輸入部分(305)，電源輸入部分(306)，控制按鈕部分(307)，警告裝置(308)，數據輸出部分(309)，TDMA型RF模塊(1001)和天線(1000)。微控制器(301)包括同步部分(1002)，相關器(1003)，對比值存在鑑別器(1004)，TDMA解調器(1005)，正常等級數據處理器(1006)，CDMA解調器(1007)和異常等級數據處理器(1008)。
由於根據本發明接收器使用相關類型，所以無需附加同步。換句話說，相關本身就意味著同步。由此，無需用於同步的附加時間。但是，為了提高效率，添加用於同步(例如，1010)的若干位(例如，4比特)模式。並且，該接收器具有多個(例如，128)相關器，以便鑑別數據。數據接收和處理的過程如下。在同步部分(1002)中，將由天線(1000)和TDMA型RF模塊(例如，OOK調製器)(1001)所接收到的數據同步化成為正交碼，並利用相關器(1003)，計算出所接收到信號與正交碼之間的對比值，如果利用對比值存在鑑別器(1004)確定所計算出的數值不是對比值就將由TDMA型調製器(1005)探測到的數據發送給正常等級數據處理器(1006)，或者如果是對比值就將由CDMA型調製器(1007)所探測到的數據視為異常等級。
也就是說，利用若干個具有對比值最大絕對值的正交碼，對用於正交碼選擇的數據進行恢復，並利用對比值的符號對用於調製正交碼的數據進行恢復，並且，利用對比值的符號對用於調製正交碼的數據進行調製，並將已恢復或已調製的數據發送給異常等級數據處理器(1008)並對其進行處理。
圖7表示出根據本發明用於對汽輪子胎內部狀態監控系統進行操作的方法的流程圖，圖8表示出根據在本發明中狀態等級的發射器和接收器的智能處理狀態，並且是判斷流程圖的參考。參考這些附圖，操作原理如下。首先，當汽車開始行駛時(s600)，確定是否是供應模式(s610)。在確定之後，如果是斷開模式，則暫停發射器的運行(s620)。
當發射器開始運行時，一旦進入供應模式，就檢查輪胎內部狀態(s640)並輸出原始數據(s650)。這之後，在每段時間間隔內檢查輪胎的狀態(s660)。
檢查當前輪胎狀態是否處於異常等級(s670)。也就是，檢查是否Pnow＞PP。作為該檢查的結果，如果Pnow大於PP(即，壓力大於35psi)，則判斷進入危險等級(LP)，顯示出輪胎位置(ID)並每隔10秒鐘就發出警告(s680)，並且檢查該汽車是否仍然在行駛中(s740)，這之後如果該汽車仍處於行駛中就再次重複狀態檢查步驟(s660)，或者如果該汽車已停車則停止處理。
但是，如果Pnow≤PP，則轉到下一個檢查步驟。即，檢查是否UP≤Pnow≤PP(s690)。作為該檢查的結果，如果壓力處於該範圍內，則確定進入正常等級和注意等級，顯示ID(輪胎位置)和警告數據(s700)，並檢查該汽車是否仍然在行駛中(s740)，這之後如果該汽車仍處於行駛中就再次重複狀態檢查步驟(s660)，或者如果該汽車已停車則停止處理。
但是，如果在檢查後壓力並不是正常等級或注意等級，則轉到下一個檢查步驟，之後檢查輪胎狀態是否是危險等級。即，檢查是否LtP≤Pnow≤LP(s710)。作為該檢查的結果，如果壓力處於該範圍內，確定為危險等級，顯示ID(輪胎位置)和警告數據(s720)，並檢查該汽車是否仍然在行駛中(s740)，這之後如果該汽車仍處於行駛中就再次重複狀態檢查步驟(s660)，或者如果該汽車已停車則停止處理。
作為檢查的結果，如果壓力指示出處於緊急情況等級，就是在Pnow≤LtP的範圍內，則顯示ID(輪胎位置)和警告數據(s720)，並連續傳輸狀態數據(s730)，檢查該汽車是否仍然在行駛中(s740)，這之後如果該汽車仍處於行駛中就再次重複狀態檢查步驟(s660)，或者如果該汽車已停車則停止處理。
為了具體解釋，在正常等級中，為了表示為正常狀態，僅長時間(例如，3分鐘)的輸出ID(輪胎位置)，在正常等級(PP)和注意等級(UP)之間的範圍內，同時間歇地(例如，30秒鐘)輸出ID(輪胎位置)和警告數據，在注意等級(UP)和緊急情況等級(LtP)之間的範圍內，頻繁地(例如，10秒鐘)輸出ID(輪胎位置)和警告數據，低於緊急情況等級(LtP)，就連續地(例如，3秒鐘)輸出ID(輪胎位置)和警告數據。
在根據本發明的輪胎內部狀態監控系統中，發射器利用低成本、小功率操作、高性能低比特(例如，8比特或16比特RISC核心)MCU(微控制器單元)，以便使電池消耗最小化並確保該系統壽命。MCU內部結構具有數千字節(例如，4K字節)晶片內FLASH存儲器，數百字節(例如，128位元組)晶片內RAM存儲器，數百字節EEPROM以及輔助機器。在FLASH存儲器中，由於TDMA調製器(806)和CDMA調製器(801)具有簡單結構並利用軟體對其進行操作，因此可簡化發射器的結構，降低價格。
由於在本發明中用RF數據傳輸方法來擁有常規CDMA的性能，並且傳輸信號的波形等於TDMA型，因此，可利用市場上出售的、穩定的TDMARF放大器，無需對其做任何修改，並充分具有有競爭力的性能和價格。
由於在本發明中CDMA型僅調製、輸出一個正交碼，因此仍然利用多碼就可將已調製的信號波形保持為二進位形式，不需要線性RF放大器(AMP)，在接收器中僅利用二進位信號處理就可進行調製，系統的結構也可得到簡化。
並且，由於在本發明中CDMA型將正交碼分配給每個塊，而不是一對一地將一個正交碼分配給一個數據信道，且利用傳輸數值來選擇正交碼，因此，與單個碼選擇塊情況下的PW-CDMA相比，不會有由於切斷所造成的正交破壞，並且可提高在接收器末端的調製效果。
圖9是示出了將傳輸數據加載在載波上，並利用OOK型進行調製的時間圖。通過狀態1，2，3和4的處理，輸出從MCU所接收到的數據。此時，在狀態1中，調製器是小消耗電流的就緒狀態，在狀態2中，PLL運行但不鎖定，在狀態3中，鎖定PLL並等待第一數據，在狀態4中，將數據加載到載波上，在TDMA RF型(例如，OOK型)中對數據進行調製並輸出。
圖10表示出多個比特窗口幀的結構圖。即，16比特窗口主要由窗口序號和信息區域(根據等級的輪胎內部狀態的種類以及傳輸比特)組成。用多比特單元(例如，8比特或16比特)將傳輸幀劃分成窗口，並以脈衝的形式進行傳輸，通過接收許多窗口(例如，4個)和以良好的順序進行集合，而形一個成完整的幀。利用預定時間，每個窗口利用一比特數(例如，3比特)從包含有預定數量(例如，8個)正交碼的CS時鐘中選擇一個正交碼，並利用另一個比特數(例如，3比特)從另一個包含有預定數量(例如，8個)正交碼的CS時鐘中，重複用於選擇一個正交碼的處理過程，在邏輯上將信息比特與每個選中正交碼相乘之後載入數據。
例如，由於在正常壓力情況下僅傳輸輪胎位置(ID)，因此用16比特窗口將64比特長度的ID分到16比特中，對其進行傳輸並在接收器末端對其進行集合。此時，在最後所接收到的窗口中是EOF(4比特)，並且從4比特信息中可以得知的是該壓力正常。圖11表示在正常壓力狀態中傳輸幀的結構。
在本發明中，前同步碼是系統同步必須的部分。並且由於根據本發明CDMA型的傳輸波形與TDMA型相同，因此有可能簡化系統結構，並且與類似於CDMA中利用單獨同步信道的情況相比，利用類似於TDMA型中前同步碼型執行同步化，可具有更高的同步特性。利用消息部分可傳輸CDMA或TDMA信息。並且與TDMA型一樣，用EOF(幀結束)保護在傳輸幀結束處的消息。
圖12表示在圖5中CDMA解調器結構的實施例。首先，利用多碼選擇塊(900)的傳統碼選CDMA技術的問題如下。通常，在碼選CDMA調製器中，將在CS塊中的正交碼數目設置為8是適當地，儘管選擇8或16都沒有關係。將在CS塊中正交碼數目選擇為8的原因是，通過一個正交碼傳輸4比特。另一方面，如果將在CS塊中正交碼數目選擇為16的話，由於一個正交碼傳輸5比特，則正交碼的效率將會降低。
由此，分配給一個CS塊的最合理的正交碼數目是8。也就是說，將8個正交碼分配給一個CS塊對於正交碼效率來說是最好的。在CDMA調製器中，該調製器的CS塊中擁有128比特長度的8個正交碼，作為在這一條件下數據位模式傳輸的實例，由傳輸數據位模式4比特用4次來接收全部16比特。作為更為具體的實例，具有128個正交碼CDMA調製器的實例如下。
首先，為了在所傳輸的信息信道之間保持正交特性，在128個晶片(或64個晶片)長度中產生一個調製正交組，並將所產生的全部(例如，128)正交碼組(例如，{c121，...，c128})分成一定數量的碼選塊(例如，多於兩個)。例如，將正交碼組化合成2的3次冪(也就是8)單元(例如，16個塊如{c1～c9}，{c9～c16}，...，{c121，...，c128})。接下來，把將要傳輸的數據位模式單獨地分配給每個碼選塊(CS塊)。
例如，如果以每4比特進行分配，則將全部128個正交碼分配到16個CS塊(900)中，並且每個CS塊(900)具有分配到該CS塊中位模式(4比特)的3比特，選擇出2的3次冪個正交碼中的一個，之後，通過將其與另一個比特相乘，而將4比特數據位模式進行擴散。
接下來，在對每個CS塊中已擴散比特進行添加和傳輸之後，執行載波調製。此時，在僅由一個基礎CS塊組成的CDMA傳輸中，由於僅選擇出一個正交碼，儘管輸入數據位模式包括很多比特，並且在CS塊單元中根本沒有等級削減，因此，可保護由於等級削減而下降的效率。但是，可用多個基礎CS塊(900)來減輕由於增加比特數(信道數)和按指數規律增加碼錶的尺寸所產生的問題。在同時利用多個CS塊(900)的情況下，由於把在每個CS塊單元中已擴散的輸出累加到數字加法器(901)中並且進行傳輸，因此多等級信號的信號尺寸發生很大改變。為了在修改成恆定包絡之後傳輸這個多級信號，CDMA型截斷該多級信號，將信號尺寸大小限制到恆定水準，並之後執行載波調製。以此方式，是由於截斷會造成正交碼正交特性的破壞。
由此，本發明利用多塊來克服傳統CDMA型的問題，並通過將信號尺寸大小變化成二進位來保持恆定包絡，而無需截斷，並在用於對所輸入數據位模式進行編碼的編碼處理中，使用利用哈達瑪(Hadamard)矩陣的展開式，來選擇出適當的碼。
結果是，現有的DS-CDMA型需要線性RF放大器，另一方面，有可能在本發明中利用便宜、良好效率的、市場上出售的非線性RF放大器，並且還有可能實現節約且簡化的結構，並有可能克服由於高速行駛所造成的衰減，沒有輪胎間(RF發射器)相互幹擾的問題。
可將本發明修改為各種形式。雖然在本發明的詳細說明中僅展示出特定實施例，但顯而易見可理解的是，本發明並不受上述實施例的限制，而是包括了在由權利要求所限定的本發明範圍和精神內的所有修改和替換物。
並且，根據本發明期望具有如下優點。
第一，不會由於外部幹擾而出現數據傳輸錯誤。特別的，由於在發射器間具有很強的抵抗幹擾能力，因此即使當傳輸錯誤比率已經壞到10E-1的程度時，也不會有數據傳輸錯誤。
第二，來自於輪胎的數據傳輸不會暫停，即使它們彼此接近。
第三，在數據傳輸期間，有可能實現數據恢復，即使產生了錯誤。
第四，具有很強的抵抗外部噪音和幹擾信號的能力。
第五，具有很強的抵抗多路的能力。
第六，在信道之間具有完全分離的特性。
第七，即使沒有使用線性放大器，也有可能保持具有良好線性的放大特性。
第八，放大器放大效率良好，並且電池可使用時間長。
第九，即使在利用多信道的情況下系統結構的實施例也很簡單。
第十，有可能僅利用二進位信號處理調製信號，從而使系統結構簡單，系統具有便宜的價格。
第十一，有可能保持低錯誤率，因為系統良好的效率具有很強的抵抗所有周圍噪音信號或幹擾波的能力。
第十二，有可能確保系統壽命，並發射器間具有很強的抗幹擾能力。
第十三，不存在部件供應的問題。
權利要求
1.一種用於汽車上輪胎壓力監控系統(TPMS)中發射器的外殼裝置，所述裝置用於在輪子中安裝直接型TPMS無線發射器，其中所述裝置包括下殼和上殼，並且所述下殼通過強雙面粘合劑與所述輪子的外表面粘結，並具有與所述輪子相同的曲面，所述上殼與所述下殼相結合併附著於所述下殼。
2.一種如權利要求1中所述的用於汽車上TPMS中發射器的外殼裝置，其中所述下殼包括散熱通道，將所述上殼內部熱量迅速傳輸到所述輪子的表面上；一對凹槽，具有梯形截面空間，分別位於所述散熱通道兩側中的任意一側；凹架，位於所述散熱通道的另一側；連接凹槽，具有預定尺寸大小和深度，形成在所述凹架的預定位置上；相連部分，具有預定的曲率半徑，用於當對所述凹架施加向上的力時使所述凹架易於彎曲，位於所述凹架與所述上殼之間的連接部分。
3.一種如權利要求2中所述的用於汽車上TPMS中發射器的外殼裝置，其中所述上殼包括凸架，位於所述上殼的一個表面上，並且在所述上殼內部具有「」形的高出部分；凸出物部分，位於所述上殼中所述下部的左側和右側，並具有梯形形狀截面且尺寸大小與所述凹槽相一致；和形成在所述凸出物部分之間的空間。
4.一種如權利要求3中所述的用於汽車上TPMS中發射器的外殼裝置，其中所述凹槽的截面是梯形，為了防止與所述上殼牢固相粘結的所述凸出物部分脫離出來，所述凹槽的一側為未封上狀態，而另一側為封閉狀態，並且所述凹槽的所述上表面為未封上狀態，下表面為封閉狀態。
5.一種如權利要求4中所述的用於汽車上TPMS中發射器的外殼裝置，其中為了將包含有無線發射器裝置的所述上殼附著於所述下殼，安放所述上殼的所述凸出物部分，使之適合所述下殼中所述凹槽的入口，之後根據所述凹槽的所述槽的引導，沿著從所述凹槽的前側開口側向其對面封閉側的方向推動所述凸出物部分，用於牢固附著，然後，將所述凹架向上彎曲，直到所述凸架鉤住所述連接凹槽，並且為了將所述上殼與所述下殼分離，對所述凹架施加力，用於將所述連接凹槽從所述凸架中脫離出來，然後沿著從後向前的方向推動所述上殼，從而分離所述上殼。
6.一種如權利要求1中所述的用於汽車上TPMS中發射器的外殼裝置，其中所述上殼和下殼由具有低導熱性的塑料製成，為的是不將輪胎內部熱量傳輸給位於所述上殼內的無線發射器。
7.一種如權利要求1中所述的用於汽車上TPMS中發射器的外殼裝置，其中為了將所述無線發射器插入到所述上殼中，將用於無線發射器的所述PCB插入到引導所述PCB的所述PCB導軌中，並推移，之後將所述PCB牢固地附著於所述導軌上。
8.一種用於汽車上輪胎壓力監控系統中發射器的外殼裝置，所述外殼裝置用於將直接型TPMS無線發射器安裝到輪子中，其中將所述外殼分隔成凸殼和凹殼，並且利用滑動方法，將所述凸殼塞入並進入到形成在凹殼上的空間內，並最終將凸殼鎖定在凹殼上。
9.一種用於汽車上輪胎壓力監控系統中發射器的外殼裝置，所述外殼裝置用於將直接型TPMS無線發射器安裝到輪子中，包括位於所述外殼預定位置上的散熱通道，用於將所述外殼的內部熱量容易地傳輸給所述輪子。
10.一種用於汽車上輪胎壓力監控系統中發射器的外殼裝置，所述外殼裝置用於將直接型TPMS無線發射器安裝到輪子中，包括無線發射器，通過強雙面粘合劑將所述無線發射器與所述輪子外表面相粘結，並利用所述外殼中的加載狀態將其安裝到輪胎中。
11.一種混合數字RF數據傳輸方法，包括以下步驟用於在發射器向接收器發送RF數據之前確定預定數據傳輸條件的步驟；用於如果由所述確定步驟得出所述預定數據傳輸條件是令人滿意的話則用TDMA(時分多址)型方法傳輸數據的步驟；用於如果由所述確定步驟得出所述預定數據傳輸條件不是令人滿意的話則用CDMA(碼分多址)型方法傳輸數據的步驟。
12.一種如權利要求11中所述的數據傳輸方法，其中所述CDMA型方法包括CS-CDMA(碼選CDMA)型方法。
13.一種如權利要求11中所述的數據傳輸方法，其中所述預定數據傳輸條件是由汽車輪胎壓力監控系統所監控到的輪胎條件數據滿足正常狀態。
14.一種混合數字RF數據傳輸方法，為了檢查汽輪子胎的內部狀態並顯示警告信息，其中具有用於檢查輪胎內部狀態裝置的RF發射器與每個輪胎連接，並且接收器設置在汽車內部的預定位置上，以便向駕駛者通知每個輪胎的內部狀態，並且如果有需要的話顯示警告消息，其中所述混合數字RF數據傳輸方法包括以下步驟用於開動汽車行駛的步驟；第一確定步驟，用於確定所述已行駛的汽車是處於供應模式還是處於斷開模式；用於在所述確定之後如果所述已行駛的汽車處於斷開模式則暫停發射器操運行的步驟；用於在所述確定之後如果所述已行駛的汽車處於供應模式則啟動發射器運行的步驟；第一檢查步驟，用於在發射器開始運行之後檢查輪胎的內部壓力；用於在進入所述供應階段之後向接收器進行原始狀態數據的RF傳輸的步驟；第二確定步驟，用於在恆定時間間隔內確定輪胎的狀態；第二檢查步驟，用於根據特定基準，基於所述已確定的狀態，檢查輪胎狀態是否處於正常/注意狀態，或是是否處於危險/緊急情況狀態；用於根據所述第二確定結果，通過接收器的顯示裝置顯示相應的顯示信息的步驟；和用於檢查汽車是否處於行駛狀態，並之後如果所述汽車處於行駛狀態則執行所述第二確定步驟，如果未處於行駛狀態則停止所述第二確定步驟的步驟。
15.一種如權利要求14中所述的混合數字RF數據傳輸方法，其中為了確定輪胎狀態，基於輪胎的標牌壓力將輪胎已降低等級分成若干個階段，將緊急情況等級分到最低壓力(LtP)中，將危險等級分到低壓力(LP)中，將注意等級分到稍高壓力(UP)中，將正常等級分到標牌壓力(PP)中，並且其中根據所述分類執行以下步驟在LtP中，顯示輪胎位置(ID)並通過立即或連續地傳輸警告數據來發出警告消息；在LP中，顯示輪胎位置(ID)並通過頻繁地傳輸警告數據來發出警告消息；在利用臨時安裝地備用輪胎/輪子的行駛狀態中，在特定時間內，向傳動系提供用於限制行駛速度的信號；在UP中，顯示輪胎位置(ID)並通過間歇地傳輸警告數據來給出當前壓力狀態；在PP中，在每個長時間間隔內，通過僅傳輸簡略的必要數據，來確保電池的壽命；如果輪胎壓力降低到低於所述標牌壓力的25％或降低到最小行駛壓力，則視為緊急情況等級(LtP)，並且將所述狀態提供給替代行駛輪胎的裝配好的備用輪胎/輪子；對於除了已停泊車輛以外，如果在行駛中負載輪胎壓力快速降低，則視為注意等級(UP)，並就在剛超過快速降低之後的預定時間內，間歇地發出警告；如果負載輪胎的氣壓高出標牌壓力(PP)一特定psi，則視為注意或危險等級，並在預定時間之內間歇地通知當前壓力狀態；以及對安裝在汽車上的備用輪胎/輪子應用狀態等級，並在比預定時間長的時間之內，發出警告。
16.一種如權利要求15中所述的混合數字RF數據傳輸方法，其中利用混合數字RF數據傳輸方法，將所述數據從發射器傳輸給接收器，並且所述數據傳輸條件就是公路型輪胎所述所測得的壓力處於正常等級或未處於正常等級，並且如果所述壓力處於正常等級就用TDMA型執行所述數據傳輸，而如果所述壓力處於異常等級就用CDMA型執行所述數據傳輸。
17.一種如權利要求14中所述的混合數字RF數據傳輸方法，其中如果行駛速度低於特定速度就切斷髮射器的電源。
18.一種如權利要求15中所述的混合數字RF數據傳輸方法，其中對於PP或UP情況接收器傳輸輪胎位置和信息數據，並且對於LP或LtP情況所述接收器傳輸輪胎位置和警告顯示數據。
19.一種如權利要求14中所述的混合數字RF數據傳輸方法，其中利用TDMA RF型方法，在加載載波的狀態中，對從發射器所傳輸的數據進行調製，並且通過以下步驟，對從發射器內部MCU所接收到的傳輸數據進行傳輸用於利用調製器準備小消耗電流運行的步驟；用於因為雖然PLL運行但PLL還未鎖定的等待鎖定步驟；用於在鎖定PLL之後等待第一數據的步驟；和用於在將數據加載到載波信號(載波)以及利用TDMA RF型方法進行調製之後傳輸數據的步驟。
20.一種如權利要求14中所述的混合數字RF數據傳輸方法，其中所述利用接收器接收數據的步驟包括用於從天線接收數據以及利用TDMA RF調製器進行調製的步驟；用於利用同步部分進行同步化數據的步驟；用於利用相關器檢查是否是對比值的步驟；用於在所述檢查之後如果是對比值用CDMA型方法調製數據，並利用異常等級數據處理器處理數據的步驟。用於在所述檢查之後如果不是對比值用TDMA型方法調製數據，並利用正常等級數據處理器處理數據的步驟。
21.一種用於汽車的輪胎內部狀態監控系統，以便測量出行駛輪胎的內部狀態並在緊急情況狀態顯示警告，其中所述監控系統包括多個安裝在每個輪胎上的RF發射器；和接收器，用於對在恆定時間間隔內所傳輸的表示輪胎狀態的數字RF數據進行接收，並且該接收器安裝在汽車內的特定位置上，和發射器，利用所述數字RF方法，向接收器傳輸數據。
22.一種如權利要求21中所述的監控系統，其中所述發射器包括天線；電池，用於提供直流電電源；輪胎內部狀態等級的鑑別裝置，用於探測所述電池的電力，並測量出輪胎內側的溫度，以及測量出輪胎內側的壓力；運動開關，用於在汽車停泊或以低於預定行駛速度的速度行駛時切斷由所述電池向所述發射器所提供的電力，並僅在汽車以超過預定行駛速度的速度行駛時型所述發射器提供電力；微控制器，用於控制所述電池和所述每個裝置；以及TDMA RF調製器，用於從所述微處理器接收數據，並用於將所述數據通過天線傳輸給所述接收器。
23.一種如權利要求21中所述的監控系統，其中所述接收器包括TDMA RF調製器，用於通過所述天線，接收由多個發射器所傳輸的數據，並用於對所述所接收到的數據進行調製；多個相關器，用於對從所述TDMA RF調製器所接收到的數據的對比值進行計算；鑑別器，用於對所述所計算出的對比值的存在進行鑑別；CDMA調製器，用於在出現所述對比值時調製數據；TDMA調製器，用於在未出現所述對比值時調製數據；用於對由CDMA調製器已調製的異常等級數據進行處理的裝置；用於對由TDMA調製器已調製的正常等級數據進行處理的裝置；數據輸出部分，用於將所述已接收到的數據輸出到外部；非易失性存儲器，用於存儲預定數據；條形碼輸入部分，用於輸入每個輪胎的條形碼信息；控制按鈕部分，用於將從所述發射器所接收到的數據控制使之成為預期信息；用於根據預定警告條件產生警告的裝置；用於向所述接收器的各個部分提供電力的裝置；定時器晶片，用於控制時間；顯示裝置，用於在由定時器晶片所設定的特定時間內，以數字或字符的形式，顯示出輪胎的當前內部狀態，包括壓力，溫度以及電池電力；和微控制器，用於對所述接收器的各個部件進行控制。
24.一種如權利要求21中所述的監控系統，其中所述數據幀包括前同步碼，對比模式，ID，溫度，壓力，包括所述電池的輪胎狀態數據，CRC以及EOF。
25.一種如權利要求23中所述的監控系統，其中連接條形碼輸入部分的所述條形碼輸入裝置包括左按鈕，右按鈕，重新記錄/刪除按鈕，餘量按鈕，更換按鈕，所述條形碼輸入部分，數據輸出部分，和顯示裝置，用於將輪胎的信息顯示給條形碼讀取者，並用於以預定方向按順序讀取出位於安裝在汽車上所有輪胎外面的條形碼ID，並之後向所述接收器記錄所述已讀取的條形碼ID。
26.一種如權利要求21中所述的監控系統，其中所述系統在正常等級的情況下在長時間間隔內僅顯示ID(輪胎位置)，以便通知為正常狀態，在正常等級和注意等級(UP)之間的情況下，同時間歇地顯示ID(輪胎位置)和警告數據，並且在注意等級和緊急情況等級(LtP)之間的情況下，頻繁地顯示ID(輪胎位置)和警告數據，並在低於緊急情況等級(LtP)的情況下，連續地顯示ID(輪胎位置)和警告數據。
27.一種如權利要求26中所述的監控系統，其中所述系統利用在正常等級中的CRC標記探測在傳輸中所產生的錯誤，並廢除所有接收到的錯誤數據。
28.一種如權利要求21中所述的監控系統，其中通過讀取基本分配給每個發射器的ID且忽略並不由所述接收器控制的ID，來執行對從所述接收器所接收到的數據是否有效進行確定的步驟。
29.一種如權利要求21中所述的監控系統，其中將所述傳輸幀分成預定的窗口單元，並以脈衝類型的形式對其進行傳輸，並且通過接收多個窗口並按順序集合它們來形成幀，並且利用信息比特，每個窗口從由預定數目正交碼所組成的CS塊中選擇出一個正交碼，並在預定時間內重複所述步驟，利用另一信息比特，用於從由預定數目其他正交碼所組成的CS塊中選擇出一個正交碼，並利用信息比特邏輯上與每個選中的正交碼相乘來加載數據。
30.一種如權利要求21中所述的監控系統，其中所述接收器還包括同步模式，以便改進效率。
31.一種如權利要求22中所述的監控系統，其中所述第一微處理器包括緩存器和內部快閃記憶體，並且所述快閃記憶體包括輪胎內部狀態等級的鑑別裝置，由軟體實現的TDMA調製器和CDMA調製器。
全文摘要
用於將TPMS無線發射器安裝在汽輪子胎輪子內的外殼裝置具有下殼和上殼，其中下殼與輪子的外表面相粘結，並且具有與該輪子相同的曲面，上殼包括在其內的無線發射器，並與下殼相連接相依附。以及用於傳輸無線數據的方法，在向接收器無線傳輸數據之前，發射器檢查預定數據傳輸條件，並且如果對數據傳輸條件感到滿意的話就用TDMA方法，否則則利用CDMA方法。
文檔編號H04B7/00GK1771674SQ200480005328
公開日2006年5月10日 申請日期2004年2月27日 優先權日2003年2月27日
發明者吳美京 申請人:吳美京