輪胎氣壓監視裝置及輪胎氣壓監視方法

2023-05-12 07:07:01 1

專利名稱：輪胎氣壓監視裝置及輪胎氣壓監視方法
技術領域：
本發明涉及一種輪胎氣壓監視裝置及輪胎氣壓監視方法。
背景技術：
利用氣壓傳感器來檢測安裝在車輛上的輪胎的氣壓，將檢測出的該氣壓信息從發送機發送到接收機。由於車輛上設有多個輪胎，因此當多個發送機同時發送氣壓信息時，發送信號(接收信號)會產生衝突，而無法用接收機正確地接收多個輪胎氣壓信息。為了降低這種接收信號的衝突，在專利文獻1所記載的技術中，公開如下一種技術通過使發送機產生擬隨機數，來調整從多個發送機發送的發送定時。

發明內容
發明要解決的問題然而，專利文獻1所記載的技術是通過使發送機產生擬隨機數來調整發送定時的，因此需要產生擬隨機數的設備，從而存在結構會變得複雜的問題。本發明是針對上述問題而完成的，其目的在於減少來自多個發送機的發送信號發生衝突的情況而不設置專用的設備。用於解決問題的方案為了解決上述問題，本發明所涉及的輪胎氣壓監視裝置在檢測到輪胎的旋轉周期的紊亂的情況下使輪胎的氣壓信息從發送機發送。—種輪胎氣壓監視裝置，具備氣壓檢測部件，其設置於輪胎的規定位置處，與上述輪胎同步地進行旋轉並且檢測上述輪胎的氣壓信息；發送部件，其發送由上述氣壓檢測部件檢測出的氣壓信息；接收部件，其接收從上述發送部件發送的氣壓信息；旋轉位置檢測部件，其檢測上述氣壓檢測部件在上述輪胎上的旋轉位置；旋轉周期計算部件，其根據上述旋轉位置檢測部件檢測到的旋轉位置來計算上述輪胎的旋轉周期；旋轉周期紊亂產生檢測部件，其根據由上述旋轉周期計算部件計算出的旋轉周期的變化來檢測旋轉周期的紊亂的產生；以及發送控制部件，其根據由上述旋轉周期紊亂產生檢測部件檢測到的旋轉周期的紊亂的產生，來對上述發送部件輸出發送氣壓信息的命令。一種輪胎氣壓監視方法，包括以下步驟氣壓檢測步驟，利用設置於輪胎的規定位置處並與上述輪胎同步地進行旋轉的氣壓檢測部件檢測上述輪胎的氣壓信息；發送步驟， 發送在上述氣壓檢測步驟中檢測出的氣壓信息；接收步驟，接收在上述發送步驟中發送的氣壓信息；旋轉位置檢測步驟，檢測上述氣壓檢測部件在上述輪胎上的旋轉位置；旋轉周期計算步驟，根據在上述旋轉位置檢測步驟中檢測到的旋轉位置來計算上述輪胎的旋轉周期；旋轉周期紊亂產生檢測步驟，根據在上述旋轉周期計算步驟中計算出的旋轉周期的變化來檢測旋轉周期的紊亂的產生；以及發送控制步驟，根據在上述旋轉周期紊亂產生檢測步驟中檢測到的旋轉周期的紊亂的產生，來發送在上述發送步驟中輸出氣壓信息的命令。發明的效果
根據本發明，在例如由於越過臺階而產生旋轉周期的紊亂時，在前後的輪胎或左右的輪胎中，旋轉周期紊亂的產生時刻是不同的，因此基於該紊亂的產生而發送的多個輪胎的氣壓信息的時刻是不同的。因而，接收機接收到從發送機發送的這些氣壓信息的時刻為互不相同的時刻，因此，不需設置專用的設備就可以如以往技術那樣使發送機的發送時刻不同，從而能夠簡化結構。


圖1是第一實施方式的輪胎氣壓監視裝置的概要結構。圖2是第一實施方式中的發送用單元的結構。圖3是第一實施方式的發送用單元內的控制塊。圖4是表示第一實施方式中的加速度傳感器203所檢測到的重力成分的變化的時間圖。圖5是第一實施方式的控制流程圖。圖6是第一實施方式中的發送的時間圖(發送接收狀態)。圖7是表示第二實施方式中的加速度傳感器203所檢測到的重力成分的變化的時間圖。圖8是第二實施方式的控制流程圖。圖9是第二實施方式中的發送的時間圖(發送接收狀態)。圖10是第二實施方式的變形例中的發送的時間圖(發送接收狀態)。圖11-1至圖11-4是第二實施方式的相對於輪胎狀態來設定第二規定時間t3的設定圖。圖12是第二實施方式的變形例中的發送的時間圖(發送接收狀態)。附圖標記說明1 輪胎氣壓監視裝置；IA 汽車；B 車體；T 輪胎；2 發送用單元QFL 左前； 2FR 右前；2RR 右後；2RL 左後)；3-1 接收裝置；3-2 警報裝置；4 顯示器；201 壓力傳感器；202 發送機；203 加速度傳感器；204 周期計算部；205 周期紊亂檢測部；206 發送時期調整部；207 電源；208 存儲部；209 溫度傳感器；20A 集成電路。
具體實施例方式下面，參照附圖來說明應用了本發明的實施方式。(第一實施方式)圖1是汽車IA所具備的輪胎氣壓監視裝置1的概要結構圖。在圖1中，分別對汽車IA的四個輪胎T設置發送用單元2。在左前的輪胎T上設置發送用單元2FL，在右前的輪胎T上設置發送用單元2FR，在左後的輪胎T上設置發送用單元2RL，在右後的輪胎T上設置發送用單元2RR。此外，下面在不對發送用單元2FL、2FR、2RL、2RR進行區分而以總稱來進行敘述的情況下僅記述為發送用單元2。這些發送用單元2分別包括壓力傳感器201、 發送機202、加速度傳感器203、周期計算部204、周期紊亂檢測部205、發送時期調整部206、 電源207、存儲部208以及溫度傳感器209。在圖1所示的發送用單元2中，將周期計算部 204、周期紊亂檢測部205、發送時期調整部206 —體化為集成電路20A。
輪胎氣壓監視裝置1具備接收裝置3-1，其設置於車體B，接收由發送機202發送的信號；警告裝置3-2，其在對所接收到的信號進行解碼後將其與閾值進行比較，在判斷為未達到規定的氣壓的情況下發出警告命令；以及顯示器4，其設置在儀錶板上，將氣壓處於低狀態的情況顯示給駕駛員等。圖2是發送用單元2的內部的結構圖。壓力傳感器201檢測輪胎內的氣壓。該壓力傳感器201的受壓部根據輪胎T的氣壓而產生變形(應變)，該壓力傳感器201將其應變量檢測為靜電電容的變化、電阻值的變化。發送機202將由壓力傳感器201檢測出的氣壓與識別號(後面記載為ID)的信息一起無線發送。ID是基於製造發送用單元2時存儲在存儲部208中的固有編號而得到的。 按照一定的規則對上述信息進行編碼，將它們轉換為AM波、FM波來進行發送。後面將發送機202所發送的信號記載為壓力信息。加速度傳感器203檢測隨著輪胎的旋轉而產生的加速度。周期計算部204通過帶通濾波器從加速度傳感器203所檢測到的加速度中只將重力成分抽取出來。該重力成分與輪胎的旋轉同步地在-IG到IG之間周期性地進行變化。因此，以如下的方式設置加速度傳感器203的檢測部在發送用單元2位於輪胎的最上端位置時該檢測部朝向鉛垂向下的方向。由此，如果抽取出的重力成分為1G，則周期計算部204檢測到發送機202位於輪胎的最上端位置。同樣地，如果抽取出的重力成分為0G，則周期計算部204能夠檢測到發送機202位於輪胎的水平位置，如果抽取出的重力成分為-1G，則能夠檢測到發送機202位於輪胎的最下端位置。周期計算部204還根據抽取出的重力成分來檢測通過-IG到IG之間的規定值(例如0.5G)的時期，從而計算出周期T(n)。在此，η是本次計算時的計數值，η-1如後述那樣是上一次計算時的計數值。周期紊亂檢測部205使用在周期計算部204中計算出的周期，以周期變化量Δ T 的大小來表示輪胎在旋轉過程中越過路上的突起等時所產生的過渡性的周期變化，在產生周期變化量ΔΤ的變化時判斷為周期紊亂。此外，計算周期變化量ΔΤ來作為檢測對象的周期T(N)與之前計算出的周期T(N-I)的變化量(差)。在此，將由於車輛的加減速而產生的周期變化量作為周期紊亂的判斷基準的閾值。發送時期調整部206根據上述周期紊亂的判斷結果，將該判斷結果作為發送時期的調整開始時刻來執行發送命令。電源207是用於驅動發送用單元2內的各裝置的電源。存儲部208存儲發送用單元2的ID。該ID是在製造時被寫入的。溫度傳感器209檢測輪胎內的溫度。其檢測電阻器的電阻值由於溫度而發生變化的情況，將其作為電壓而輸出。圖3是周期計算部204、周期紊亂檢測部205、發送時期調整部206所執行的控制塊。該控制塊包括SlO到S60，根據基於輪胎旋轉位置求出的周期來調整發送時期。在此， 步驟S10、S20是由周期計算部204進行的，步驟S30是由周期紊亂檢測部205進行的，步驟 S40、S50是由發送時期調整部206進行的。圖4是表示輪胎旋轉時由加速度傳感器203檢測到的加速度的重力成分的變化的時間圖。縱軸表示加速度傳感器203所檢測到的加速度的重力成分，橫軸表示時間。在此，使用圖3和圖4來對控制塊和其動作進行說明。在圖3中，步驟SlO是用於根據加速度傳感器203所檢測到的加速度來計算旋轉位置的處理。在此，周期計算部204通過帶通濾波器從加速度傳感器203所檢測到的加速度中抽取出輪胎旋轉時所涉及的重力成分。該重力成分與輪胎的旋轉同步地在-IG到IG 之間周期性地進行變化。如果如圖4的輪胎側面圖那樣將加速度傳感器203的檢測部鉛垂向下地設置在a的位置處，則重力成分的正弦波形與發送用單元2的位置之間的對應關係如下1G為a點(最上端)，0G為b點以及b、c點(水平位置)，-IG為d點(最下端)。步驟S20是用於根據步驟SlO中抽取出的重力成分的正弦波形來計算與輪胎的旋轉同步的周期的處理。對比圖4來進行說明，周期計算部204根據步驟SlO中抽取出的重力成分的正弦波形來檢測通過-IG到IG之間的規定值Gl (例如0. 5G)的時期t (η)。通過對輪胎進行旋轉而通過規定值Gl的時期t(n)進行更新，t(n)變成t(n-l)，t(n-l)變成 t(n-2)。時期t(n)與t(n-l)之差T(η)、t (n_l)與t (n_2)之差T(n_l)也隨之同樣被更新。周期計算部204 —邊對時期〖(11)4(11-1)4(11-2)和周期T(η)、T(η_1)進行更新一邊將它們存儲。以下面的式(1)、式(2)來表示周期Τ(η)、Τ(η-1)的計算式。T (n) = t(n)-t(n-l)(本次的周期)…(1)T(n-l) = t(n-l)-t(n-2) (上一次的周期) ". )步驟S30是用於計算周期的變化量的處理。周期紊亂檢測部205計算出周期 T(n-l)與T(n)之間的變化量(差)ΔΤ，將該變化量超過了由於車輛的加減速而產生的周期變化量Td並且未達到作為噪聲水平的周期變化量Tx的範圍辨別為周期紊亂，對該周期紊亂進行檢測。噪聲在控制中是不使用的，將其排除。以下面的式C3)來表示周期變化量 ΔΤ，以式(4)來表示周期紊亂的辨別式。ΔΤ = Τ(η-1)-Τ(η)... (3)Td < Δ T < Tx— (4)在步驟S40中，根據步驟S30中檢測到的周期紊亂的判斷來調整發送時期。發送時期調整部206根據步驟S30的周期紊亂的判斷結果，將判斷時期設為發送時期的調整開始時刻，在經過了第一規定時間後輸出發送命令。此外，在本實施方式中，將第一規定時間設為0，如果判斷為周期紊亂就立刻輸出發送命令。步驟S50是按照預先決定的信息順序對壓力信息進行整理以將其發送的處理。當發送時期調整部206接收到步驟S40中的發送命令時，使壓力傳感器201所檢測到的壓力值、存儲部208中存儲的ID、溫度傳感器209所檢測到的輪胎內的溫度值遵循預先決定的順序(協議)，來生成要發送到發送機202的信息。在步驟S60中，發送機202將步驟S50中生成的信息調製為AM波或FM波來將其發送。圖5是圖3中說明的控制塊所執行的控制的流程圖。各控制塊利用電源207重複執行處理。步驟SlOO和步驟SllO是圖3的塊SlO所示的檢測旋轉位置的流程。在步驟SlOO中，加速度傳感器203檢測作為施加在輪胎上的力的代用特徵的加速度(G)，以根據車輛是處於行駛狀態還是停止狀態來決定發送間隔。
在步驟SllO中，將該加速度的檢測值與閾值Gd進行比較。當該檢測值大於或等於閾值Gd而辨別為處於行駛狀態時(S110，「是」)，轉移到步驟S120來開始使定期發送計時器Tt進行計時。使定期發送計時器Tt進行計時的目的在於對發送用單元2的發送間隔設置上限，如果發送用單元2在定期發送計時器Tt的計時值達到定期發送時間t0之前未檢測到周期紊亂，則發送時期調整部206在定期發送時間t0之後輸出發送命令。另一方面，在加速度的檢測值小於閾值Gd(S110，「否」)時，轉移到步驟S190，將定期發送計時器Tt的計時值復位，重新通過步驟SlOO來檢測加速度。步驟S130是圖3的塊S20所示的周期計算的流程。周期計算部204抽取出由加速度傳感器203檢測到的加速度的重力成分的變動(正弦波形)，根據該波形來檢測通過規定值Gl的時期，從而計算出周期T(n)，將本次計算出的周期T(n)和上一次計算出的周期 T(n-l)進行存儲。對周期的計算進行更新，將變成T(n-2)的周期消除。步驟S140是圖3的塊S30所示的用於判斷周期紊亂是否開始的控制流程。周期紊亂檢測部205計算作為上一次的周期T (n-1)與本次的周期T (η)之差的周期變化量ΔΤ， 如果該△ T超過了由於車輛的加減速而產生的周期變化量的最大值Td則判斷為周期紊亂。 此外，在本實施方式中，為了去除噪聲而設定了與噪聲水平對應的最小的周期變化量Τχ，如果該△ T大於或等於Tx則判斷為是噪聲。即，將與周期紊亂對應的周期變化量ΔΤ的範圍設定為Td與Tx之間。如果周期變化量ΔΤ處於該設定範圍內則判斷為周期紊亂開始(步驟S141，「是」)，並轉移到步驟S150。在步驟S150中，發送時期調整部206將發送時期的調整時間設為0而使得立刻進行發送(相當於圖3的塊S40)，在步驟S180中生成壓力信息(相當於圖3的塊S50)。另一方面，在圖5的步驟S140中，如果Δ T小於或等於Td或者Δ T大於或等於 Tx(S140，「否」)，則判斷為周期紊亂未開始，轉移到步驟S200。在步驟S200中，由發送時期調整部206來確認在上述步驟S120中進行計時的定期發送計時器Tt的計時值是否達到了定期發送時間to，以監視從上一次發送之後在定期發送時間to內是否一次周期紊亂也沒有發生。當在上一次發送後在定期發送時間to內一次周期紊亂也沒有發生，而結果是定期發送計時器Tt的計時值已達到了定期發送時間to 時(步驟S200，「是」)，認為在定期發送時間to內沒有進行發送，轉移到步驟S180，發送壓力信息。此外，步驟S180與圖3的塊S60相對應。在步驟S200中，如果未達到定期發送時間t0 (步驟S200，「否」)，則返回到步驟 S100，從檢測加速度開始，進行下一個周期的計算。以上，在圖5中，說明了控制塊SlO到塊S60所執行的控制流程處理，再次回到圖 4，著眼於一個輪胎來說明將檢測到周期紊亂作為設為發送時期的調整開始時刻、在對發送時期進行調整之後發送壓力信息的狀態。在圖4中，在點4-1與點4-2之間，不存在由於路面的突起或溝渠而導致的輸入， 輪胎穩定地進行旋轉。加速度傳感器203檢測該旋轉狀態作為加速度，周期計算部204抽取出加速度的重力成分，根據重力成分的變動(正弦波形)來計算出周期Tl。接著，在點4-2 與點4-3之間，輪胎越過路面的突起等，過渡性的力沿輪胎的鉛垂方向進入，因此周期計算部204計算出比穩定狀態的周期Tl短的值作為周期Tl』 (點4-2到點4-3)。接著，周期紊亂檢測部205辨別周期Tl』是否與上述式(4)所表示的範圍相符，如果相符則判斷為周期紊亂開始。即，周期紊亂檢測部205檢測到周期紊亂。發送時期調整部206將該檢測(判斷) 結果作為發送時期的調整開始時刻來開始周期紊亂計時器Ts的計時。在本實施方式中，將周期紊亂計時器Ts的計時時間設為0，在判斷為周期紊亂之後緊接著執行發送壓力信息的發送命令。該動作與圖5的流程圖的S100 —SllO(是)一S140(是)一S150 — S180相對應。以上，在圖4中，著眼於一個輪胎說明了發送時期調整的方法。接著，在圖6中以時間圖的方式示出由一個接收裝置3-1接收裝載在車輛上的前後左右的輪胎所發送的壓力信息(IDl ID4)的情形。橫軸表示時間，縱軸表示發送用單元2FR、2FL、2RR、2RL的加速度的重力成分以及接收裝置3-1的接收時期。在圖6中，表示車輛的直線前進狀態，各輪胎的旋轉周期Tl T4為大致相同的值。周期Tl』 T4』表示檢測到周期紊亂時的周期。 在車輛行駛過程中，前後右左的輪胎在不同的路面上旋轉，因此輪胎所越過的突起形狀、越過時期是不同的。因而，發送時期調整部206將由於越過該路面的突起等而產生的周期紊亂作為發送時期的調整開始時刻來執行發送命令，因此接收裝置3-1接收到各輪胎的壓力信息(IDl ID4)的時期(啟動開始調整接收發送時期的時期)相錯開，從而能夠可靠地進行接收。(第一實施方式的效果)在以上說明的第一實施方式中，可得到下面示出的效果。(1)本實施方式的輪胎氣壓監視裝置具備將周期紊亂作為發送時期的調整開始時刻來調整發送時期的發送時期調整部206，因此，將車輛行駛過程中在不同的時期輸入到安裝在前後左右的輪胎的過渡性的路面輸入判斷為周期紊亂，基於此來決定發送時期。其結果是，將在不同時期輸入到安裝於前後左右的輪胎的路面輸入作為發送時期的調整開始時刻而發送的信號被一個接收機在不同的接收時期接收，因此信號不會相干擾而能夠可靠地進行接收。因此，不需要調整發送時刻的擬隨機數產生器這樣的專用設備，從而能夠簡化結構。(2)本實施方式的輪胎氣壓監視裝置具備通過檢測施加給輪胎的力(G)的重力成分來檢測旋轉位置的加速度傳感器203，因此，固定於輪胎內部的發送用單元2內的加速度傳感器203的檢測方向與輪胎的旋轉一起進行變化，加速度傳感器203所檢測到的重力成分也隨之進行變化。其結果是能夠正確地檢測出輪胎的旋轉位置。(3)本實施方式的輪胎氣壓監視裝置具備根據加速度傳感器203的輸出信號波形 (重力成分的正弦波形)來檢測周期的周期計算部204，因此，能夠將從路面進入輪胎的過渡性的力作為輪胎的旋轉周期的過渡性變化抽取出來，該輪胎的旋轉周期的過渡性變化與隨著行駛過程中的輪胎旋轉而產生的重力成分的變化是不同的。其結果是，周期紊亂檢測部205能夠高精確度地檢測到周期紊亂。(4)本實施方式的輪胎氣壓監視裝置具備利用重力成分的周期性變化來捕捉輪胎的旋轉、計算出當前周期與過去周期之差並將位於規定值的範圍內的周期變化判斷為周期紊亂的周期紊亂檢測部205，因此，能夠捕捉到輸入到輪胎的過渡性的力打亂隨著輪胎旋轉而產生的重力成分的變動的周期性的情況來作為周期紊亂。其結果是，發送用單元2能夠隨著從路面輸入到前後左右的輪胎的隨機輸入來進行發送，從而能夠有效地錯開接收裝置 3-1的接收時期。
(5)本實施方式的輪胎氣壓監視裝置具備特徵在於將周期紊亂作為發送時期的調整開始時刻並立刻輸出發送命令的發送時期調整部206，因此，基於行駛過程中前後左右的輪胎所受到的不同時期的路面輸入，接收裝置3-1能夠無時間延遲地接收到各輪胎的壓力
fn息ο此外，在第一實施方式中，將壓力信息的發送次數設為在檢測到周期紊亂後發送一次，但是也能夠設為發送多次來提高接收裝置的接收概率。另外，周期紊亂檢測部205的處理，每將圖5的流程圖循環一次就檢查周期紊亂， 但是也能夠對將該流程循環多次而計算出的周期進行累積並將其平均化，由此判斷周期紊亂。(第二實施方式)接著說明第二實施方式。相對於第一實施方式，第二實施方式將周期紊亂結束作為發送時期的調整開始時刻來發送壓力信息。並且，在周期紊亂的時間非常長的情況下，設定超時時間以使得發送不會由於該時間過長而延遲，如果直到超時為止周期紊亂也沒有結束則強制發送壓力信息。在圖7中，以時間圖的方式示出了周期紊亂在超時時間t2以內結束的狀態b以及周期紊亂未能在超時時間t2內結束的狀態C。首先按照時間序列來說明狀態b。首先，在點7-1到點7-2，輪胎在穩定狀態下進行旋轉。加速度傳感器203檢測該旋轉狀態作為加速度，周期計算部204抽取加速度的重力成分，根據重力成分的變動(正弦波形)來計算出周期Tl。在此，當輪胎越過路面的突起或溝渠時，過渡性的力沿鉛垂方向進入。在點7-2到點 7-3，周期計算部204基於該過渡性的輸入，計算出比旋轉周期Tl短的周期Tl』。周期紊亂檢測部205根據周期Tl與周期Tl』之差計算出周期變化量ΔΤ，辨別其是否與大於上述的式的最小值Td的絕對值|Td|且小於最大值Tx的絕對值|Tx|的範圍相符，如果相符則判斷為周期紊亂開始。即周期紊亂檢測部205檢測到周期紊亂開始，將檢測結果傳遞給發送時期調整部206。發送時期調整部206將該結果作為發送時期的調整開始時刻，使用於判斷周期紊亂結束的計時器(周期紊亂計時器)開始計時。在點7-4處，在超時時間t2內實現了與式的最小值Td的絕對值I Td |、最大值Tx的絕對值|Tx|的範圍相符，因此認作周期紊亂已結束，將該時刻作為發送時期的調整開始時刻，由發送時期調整部206生成壓力信息。接著，發送機202將該壓力信息調製為AM或FM波形來進行發送。接著說明狀態C。當輪胎越過路面的突起或溝渠時，在點7-5處，基於加速度傳感器203所檢測到的重力成分的變動，周期計算部204計算出比旋轉周期Tl短的周期Tl」。 周期紊亂檢測部205根據周期Tl與周期Tl」之差計算出周期變化量ΔΤ，在判斷為該周期變化量Δ T大於等於|Td|時檢測為周期紊亂開始，將檢測(判斷)結果傳遞給發送時期調整部206。發送時期調整部206將該結果作為發送時期的調整開始時刻，使周期紊亂計時器開始計時。接著，在點7-6，判斷為周期紊亂未能在超時時間t2內結束，而在該時刻發送壓力fn息。圖8是本實施方式所執行的控制的流程圖。在此，說明與圖5不同的步驟(步驟 S141以後)。步驟S141是根據周期的長度來判斷是否存在周期紊亂的步驟。周期紊亂檢測部 205計算上一次周期T (n-1)與本次周期T (η)之差作為周期變化量Δ Τ，在周期變化量Δ T大於由於車輛的加減速而產生的周期變化量的最大值的絕對值ITdI的情況下判斷為周期紊亂。此外，在本實施方式中，為了去除噪聲而設定與噪聲水平對應的最小的周期變化的絕對值ITxI，如果該ΔΤ大於等於Tx則判斷為是噪聲。即，將周期紊亂設定為Tdl與Tx 之間。如果是作為處於該設定值的範圍內的周期變化量的紊亂周期變化量ΔΤ』，則判斷為周期紊亂開始或結束(步驟S141，「是」)，轉移到步驟S2145。另一方面，如果ΔΤ小於等於Td|或大於等於Tx (S140，「否」)，則判斷為周期紊亂未開始或未結束，轉移到步驟S2200。從此處起，說明步驟S2145以後的檢測到周期紊亂開始或結束的情況下的控制流程。步驟S2145用於確認是否在定期發送時間t0以內發送了壓力信息以確保接收裝置3-1 的接收概率。在步驟S2145中，如果判斷為在上述步驟S120中進行計時的定期發送計時器 Tt的計時值未達到tO(S2145，「否」)，則轉移到步驟S2150。步驟S2150用於監視周期紊亂的持續狀態，在周期紊亂計時器Ts正在進行計時的情況下，即在上一次檢測周期紊亂時檢測到了周期紊亂的情況下(步驟S2150，「是」)，轉移到步驟S2170，確認是否達到了超時時間t2。在已超時(S2170，「是」)的情況下，轉移到步驟S2180，由發送時期調整部206設定異常角度判定標誌1(異常)。在此，將異常角度判定標誌設為1(異常)是為了表示周期紊亂尚未結束。在步驟S2170中，在尚未經過超時時間t2的情況下(步驟S2170，「否」)，返回到步驟S100，從檢測加速度起計算下一個周期。以上說明的步驟S2145 S2180的流程相當於圖7的狀態C。另一方面，在步驟S2150中，在周期紊亂計時器Ts尚未開始計時的情況下，即在本次檢測周期紊亂時檢測到周期紊亂的開始的情況下(S2150，「否」)，轉移到步驟S2160，將該時期作為發送時期的調整開始時刻，使周期紊亂計時器Ts開始計時。之後，返回到步驟 S100，從檢測加速度起重新開始監視是否存在周期紊亂。如果在檢測到周期紊亂的時刻已達到定期發送時間t0 (S2145，「是」)，則使定期發送優選進行，轉移到步驟S2180，將異常角度判定標誌設為1(異常)來表示周期紊亂仍持續，並發送壓力信息。接著，說明從上述步驟S141轉移到步驟S2200的狀態。步驟S2200在與上述步驟 S2150同樣地對周期紊亂計時器Ts處於正在計時的狀態，即周期紊亂仍在持續進行確認之後(S2200，「是」)，轉移到步驟S2220。在步驟S2220中，如果ΔΤ小於等於Td則將周期紊亂計時器Ts的計時值復位，如果ΔΤ大於等於|Tx|則判斷為是噪聲，將周期數據從控制中排除。接著，在步驟S2230中，發送時期調整部206認作周期紊亂已結束，使發送時期調整用的待機計時器Tw開始計時，如果經過了第二規定時間t3，則轉移到步驟S2210來對壓力信息進行設定，將異常角度判斷標誌設為0(正常)。此外，在實施方式2中，為如下的例子將待機計時器Tw的第二規定時間設為零， 在周期紊亂結束後緊接著進行發送。在此將異常角度判斷標誌設為0(正常)是要表示處於不存在周期紊亂的狀態。以上說明的步驟S2200 S2210的流程相當於圖7的狀態b。另一方面，在步驟S2200為「否」的情況下，轉移到步驟S2205，確認定期發送計時器Tt是否已達到定期發送時間to，如果已達到to (S2205, 「是」)，則轉移到步驟S2210，將異常角度判斷標誌設為0 (正常)。另一方面，在步驟S2205中，如果未達到t0，則返回到步驟S100，從檢測加速度起計算下一個周期。以上，在圖7、圖8中，利用時間圖和處理流程說明了著眼於一個輪胎來檢測周期紊亂時調整發送時期的方法。接著，在圖9中，以時間圖的方式示出作為第二實施方式的車輛的動作。圖9的軸與圖6是相同的，與圖6的不同在於，將判斷為周期紊亂結束的情況作為發送時期的調整開始時刻，由發送時期調整部206進行發送。由於在周期紊亂結束的時刻開始發送，各輪胎的發送時間是錯開的，因此接收裝置3-1能夠在錯開的接收時期可靠地接收到發送用單元2 的 IDl 到 ID4。此外，作為第二實施方式的變形例，能夠將該待機時間設定為第二規定時間t3而不設定為0。使用圖10來說明該動作。圖10與圖9同樣地示出了作為第二實施方式的變形例中的車輛的動作。觀察圖 10的最上部所示的右前輪胎2FR，在點10-1到點10-2之間，輪胎以穩定狀態(周期Tl)進行旋轉。在點10-2到點10-3之間，存在由於路面的突起等導致的對輪胎的輸入，此時加速度的重力成分變為過渡性的周期，周期紊亂檢測部205在點10-3處檢測出周期紊亂Tl』。在點10-4處，在周期紊亂結束的時刻，發送時期調整部206使發送時期調整用的待機計時器Tw開始計時，在經過了第二規定時間t3之後生成壓力信息。對其它輪胎(2FL、 2RR、2RL)也同樣進行上述處理。利用以上的動作，在車輛行駛過程中，前後右左的輪胎在不同的路面上旋轉，因此輪胎所越過的突起形狀、越過時期是不同的。因而，發送時期調整部206將由於越過該路面的突起等而產生的周期紊亂結束的情況作為發送時期的調整開始時刻來執行發送命令，因此接收裝置3-1接收到各輪胎的壓力信息的時期(接收發送時期的調整開始時刻啟動的時期)相錯開，從而能夠可靠地進行接收。作為其它變形例，能夠將第二規定時間t3設定為規定的旋轉周期c3。由此，例如能夠在高速行駛過程中旋轉周期縮短時將待機時間也縮短，從而提高發送頻率。其結果是， 行駛速度越快，接收裝置3-1的接收頻率提高得越高，從而能夠確保可靠性。作為另一個變形例，能夠如圖11所示那樣按照輪胎的狀態來變更第二規定時間 t3。在圖11中，示出了上述發送時期調整用的待機時間與輪胎的狀態量之間的關係。 圖11-1表示壓力傳感器201檢測到的輪胎氣壓與規定時間之間的關係。橫軸表示輪胎氣壓P(絕對壓)，縱軸表示第二規定時間。在圖11-1中，輪胎氣壓P(絕對壓)越高，使第二規定時間t3越長。圖11-2的橫軸是氣壓的相對變化量△ P，該相對變化量ΔΡ以車輛開始行駛之後對發送用單元2施加固定的離心力(例如2G)的時刻下的輪胎氣壓為基點。在此也與圖11-1同樣地，ΔΡ越高，使第二規定時間t3越長。圖11-3的橫軸是溫度傳感器209 檢測到的輪胎溫度t，溫度t越高，使第二規定時間t3越長。由於前後左右的輪胎所接觸的路面形狀等狀態是不同的，因此由於路面與輪胎的摩擦而產生的輪胎溫度是不同的。能夠通過利用這一點來改變安裝在各輪胎上的發送用單元2的發送時期。接著，圖11-4表示輪胎的旋轉周期T與規定時間之間的關係。在該圖中，輪胎的旋轉周期T越長，使第二規定時間t3越長。在左右的輪胎中，在轉彎過程中外輪側的旋轉周期T比內輪側的旋轉周期T短，在前後的輪胎中，驅動輪的旋轉周期T比從動輪的旋轉周期T短，因此只要根據旋轉周期T的不同來決定第二規定時間t3，就能夠在總體上使發送時期錯開。利用圖12的時間圖來說明在以上說明的與輪胎狀態相應的發送時期的調整中的車輛的動作。在此，觀察圖12的最上面所示的右前輪胎2FR，在點12-1到點12_2之間，輪胎以穩定狀態進行旋轉，當在點12-2處輸入從路面進入輪胎時，在點12-3處檢測到周期紊亂。 在點12-4處，周期紊亂結束之後，檢測輪胎狀態量(溫度、氣壓、旋轉周期)，設定第二規定時間t3fr，之後在達到了該時間的點12-5處進行發送。對其它輪胎QFL、2RR、2RL)也同樣進行上述處理。裝載在車輛上的輪胎的安裝位置位於前後左右，是互不相同的，因此各輪胎所越過的路面的突起形狀、越過時期是不同的。另外，在車輛行駛過程中，由於加減速、轉彎而在前後左右的輪胎上產生的與路面的摩擦力是不同的，因此各輪胎的氣壓、溫度、旋轉周期也是不同的。發送時期調整用的第二規定時間(t3fr、t3fl、t3rr, t3rl)能夠根據輪胎狀態量(溫度、壓力)而設定為不同的值。根據以上內容，發送用單元2能夠使各輪胎的周期紊亂結束時期以及發送時期調整時期不同來進行發送，因此接收裝置3-1可以將接收時期錯開，利用一個接收裝置也能夠接收多個壓力信息。以上，在圖11、圖12中，說明了將周期紊亂結束的時刻設為發送時期的調整開始時刻以在各輪胎中可變地調整發送時期的應用例。此外，也可以將本進一步的變形例應用於第一實施方式。(第二實施方式的效果)在以上說明的第二實施方式中，可得到下面示出的效果。(1)本實施方式的輪胎氣壓監視裝置具備將周期紊亂結束的情況作為發送時期的調整開始時刻來輸出發送命令的發送時期調整部206，因此，在周期紊亂持續的期間不進行發送而進行待機，在周期紊亂結束時輸出發送命令。其結果是，在行駛過程中前後左右的輪胎的過渡性輸入結束的時刻發送的信號被一個接收機在不同的接收時期接收，因此信號不會相干擾而能夠可靠地進行接收。因此，不需要調整發送時刻的擬隨機數產生器這樣的專用設備，從而能夠簡化結構。(2)本實施方式的輪胎氣壓監視裝置具備將周期紊亂作為發送時期的調整開始時刻、如果檢測到周期紊亂結束就在經過第二規定時間t3之後輸出發送命令的發送時期調整部206，因此能夠可靠地在周期紊亂結束後生成壓力信息。(3)本實施方式的輪胎氣壓監視裝置具備在周期紊亂結束之後、如果達到了規定周期就輸出發送命令的發送時期調整部206，因此能夠在更需要接收精確度的高速行駛時使旋轉周期變短以縮短發送間隔，從而能夠提高發送頻率，來提高高速時的接收可靠性。(4)本實施方式的輪胎氣壓監視裝置具備如果周期紊亂結束則根據輪胎氣壓、輪胎溫度、旋轉周期的各狀態量中的至少一個來設定第二規定時間t3以調整發送時期的發送時期調整部206，因此，由於裝載於車輛的前後左右的輪胎在行駛過程中的狀態量是分別不同的，因此第二規定時間t3在各輪不同，從而能夠錯開發送時期，並且，將利用輪胎狀態決定的發送時期預先設定在存儲部中，發送時期調整部206能夠據此來改變發送時期，因此其結果是不需要用於錯開發送時期的新設備，從而能夠簡化結構。
此外，在本實施方式中，在周期紊亂的開始的判定中，最初的紊亂周期變化量ΔΤ』 未被判定為周期紊亂。這是為了提高周期紊亂的判斷的可靠性而進行的。本發明並不限於此，也可以從最初的紊亂周期變化量ΔΤ』起就判斷為周期紊亂開始。另外，在本實施方式中，如式(3)所示那樣利用周期T(n-1)與T(n)的變化量(差) 來計算周期變化量ΔΤ，但是也可以利用T(n-l)與T(n)之比來計算該周期變化量ΔΤ。此外，使用實施方式1和2中說明的利用異常角度判定標誌進行設定的壓力信息的目的在於，通過使用處於非周期紊亂狀態的壓力信息來提高ID登記精確度。此外，能夠適當地實施該目的的裝置是附加有如下功能的輪胎氣壓監視裝置使固定的輪胎旋轉角度與車輛側的車速傳感器的角度一致來將發送用單元2的ID登記在輪胎位置上。此外，權利要求的特徵與實施方式的結構要素之間的對應關係如下。輪胎T構成輪胎，壓力傳感器201 構成氣壓檢測部件，發送機202構成發送部件，接收裝置3-1構成接收部件，周期計算部204 構成旋轉位置檢測部件和旋轉位置計算部件，周期紊亂檢測部205構成旋轉周期紊亂產生檢測部件，發送時期調整部206構成發送控制部件。
權利要求
1.一種輪胎氣壓監視裝置，具備氣壓檢測部件，其設置於輪胎的規定位置處，與上述輪胎同步地進行旋轉並且檢測上述輪胎的氣壓信息；發送部件，其發送由上述氣壓檢測部件檢測出的氣壓信息； 接收部件，其接收從上述發送部件發送的氣壓信息； 旋轉位置檢測部件，其檢測上述氣壓檢測部件在上述輪胎上的旋轉位置； 旋轉周期計算部件，其根據上述旋轉位置檢測部件檢測到的旋轉位置來計算上述輪胎的旋轉周期；旋轉周期紊亂產生檢測部件，其根據由上述旋轉周期計算部件計算出的旋轉周期的變化來檢測旋轉周期的紊亂的產生；以及發送控制部件，其根據由上述旋轉周期紊亂產生檢測部件檢測到的旋轉周期的紊亂的產生，來對上述發送部件輸出發送氣壓信息的命令。
2.根據權利要求1所述的輪胎氣壓監視裝置，其特徵在於，上述旋轉位置檢測部件具有檢測加速度的加速度傳感器，該旋轉位置檢測部件根據檢測出的加速度來檢測上述旋轉位置。
3.根據權利要求1所述的輪胎氣壓監視裝置，其特徵在於，上述旋轉周期紊亂產生檢測部件將當前的周期與過去的周期進行比較，在產生了預定變化量以上的周期變化時判斷為旋轉周期產生紊亂。
4.根據權利要求1所述的輪胎氣壓監視裝置，其特徵在於，上述發送控制部件在檢測到旋轉周期產生紊亂的時刻對上述發送部件輸出發送氣壓信息的命令。
5.根據權利要求1所述的輪胎氣壓監視裝置，其特徵在於，上述發送控制部件在旋轉周期產生紊亂結束的時刻對上述發送部件輸出發送氣壓信息的命令。
6.根據權利要求1所述的輪胎氣壓監視裝置，其特徵在於，上述發送控制部件在檢測到旋轉周期產生紊亂後經過了規定時間的時刻對上述發送部件輸出發送氣壓信息的命令。
7.根據權利要求6所述的輪胎氣壓監視裝置，其特徵在於，上述發送控制部件根據輪胎氣壓、輪胎溫度、旋轉周期中的至少一個來決定上述規定時間。
8.一種輪胎氣壓監視方法，包括以下步驟氣壓檢測步驟，利用設置於輪胎的規定位置處並與上述輪胎同步地進行旋轉的氣壓檢測部件檢測上述輪胎的氣壓信息；發送步驟，發送在上述氣壓檢測步驟中檢測出的氣壓信息； 接收步驟，接收在上述發送步驟中發送的氣壓信息； 旋轉位置檢測步驟，檢測上述氣壓檢測部件在上述輪胎上的旋轉位置； 旋轉周期計算步驟，根據在上述旋轉位置檢測步驟中檢測到的旋轉位置來計算上述輪胎的旋轉周期；旋轉周期紊亂產生檢測步驟，根據在上述旋轉周期計算步驟中計算出的旋轉周期的變化來檢測旋轉周期的紊亂的產生；以及發送控制步驟，根據在上述旋轉周期紊亂產生檢測步驟中檢測到的旋轉周期的紊亂的產生，來發送在上述發送步驟中輸出氣壓信息的命令。
全文摘要
輪胎氣壓監視裝置及輪胎氣壓監視方法，可減少來自多個發送機的發送信號發生衝突的情況而不設置專用的設備。輪胎氣壓監視裝置具備壓力傳感器(201)，其檢測輪胎的氣壓；發送機(202)，其將利用安裝在車輛的輪胎內的上述壓力傳感器(201)得到的輪胎氣壓信號發送到接收裝置(3-1)；加速度傳感器(203)，其檢測輪胎的旋轉位置；周期計算部(204)，其計算輪胎的旋轉周期；周期紊亂檢測部(205)，其檢測該周期計算部(204)的輸出信號的紊亂；以及發送時期調整部(206)，其根據由周期紊亂檢測部(205)檢測到的周期紊亂來執行發送命令，其中，在檢測到輪胎的旋轉周期的紊亂的情況下，發送時期調整部(206)使氣壓信號從發送機(202)向接收裝置(3-1)發送。
文檔編號B60C23/04GK102371860SQ20111022077
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月2日 優先權日2010年8月2日
發明者前川貴洋, 寺田昌司 申請人:日產自動車株式會社