CN102596597A - 发送轮胎状态相关信息的发送装置以及轮胎状态监测系统 - Google Patents

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Abstract

一种轮胎状态监测系统，其包括发送装置，接收器，监测部。该发送装置具有传感器、发送器、框体、和结合部件。传感器将填充在被轮胎和轮辋包围的轮胎空洞区域的气体的状态作为轮胎信息进行检测。发送器将所检测的所述轮胎信息以无线方式进行发送。框体容纳所述传感器和发送器，并且具有内部空间和贯通孔。所述内部空间被框体的壁包围，且从所述轮胎空洞区域区分。贯通孔贯通所述壁。结合部件通过与所述贯通孔结合，而设置于所述框体。所述结合部件具有连通所述轮胎空洞区域和所述内部空间之间的通风口和连通沟槽中的一个。

Description

发送轮胎状态相关信息的发送装置以及轮胎状态监测系统
技术领域
本发明涉及一种设置在轮胎空洞区域内、用来发送有关轮胎状态的轮胎信息的发送装置以及判断有无轮胎异常的轮胎状态监测系统。
背景技术
一直以来，为提高轮胎耐久性、耐磨损性、燃料消耗率或者提高乘坐舒适度、以及操纵性能，需要对车辆上安装的轮胎的气压进行检查管理。为此，现已提出各种监测轮胎气压的系统，该系统通常会检测安装于车轮上的轮胎的气压信息，并将发送该信息的发送装置安装在各车轮的轮胎空洞区域内，通过发送装置取得各轮胎的气压信息，从而对轮胎气压进行监测。
另一方面，在轮胎爆胎时，常使用注入于在轮胎和轮辋之间的轮胎空洞区域内的爆胎修改剂。由于该爆胎修理剂为液体，所以在爆胎修理剂注入于轮胎空洞区域内时，不仅在面对轮胎空洞区域内的轮胎内表面，而且设置在轮胎空洞区域的上述发送装置上也会附着爆胎修理剂，有时爆胎修理剂会固化而封堵形成在发送装置上的开口部，存在给气压的测量带来影响的问题。
对于该问题，提出了能够防止来自检测用连通部的异物的侵入而保持正常检测状态的车轮状态检测装置(日本特开2008-62730号公报)。
具体地说，在车轮状态检测装置的TPMS(轮胎气压监测系统，Tire PressureMonitoring System)阀中，设置有设于壳体的使连通孔开闭的连通部开闭机构。在爆胎修理时，防止该爆胎修理剂通过连通孔进入到检测空间。该连通部开闭机构由包括盖体和螺旋扭转弹簧的机械机构构成，通过作用于车轮的离心力而自动地使连通孔开闭。
而且，还提出有在使用爆胎修改剂修改爆胎后，能够给乘车者告知之后轮胎气压可能会下降的轮胎气压监测系统以及轮胎气压传感器单元(日本特开2007-196834号公报)。
具体地说，轮胎气压监测系统设置在车辆的各轮胎上，其包括：传感器单元，具有气压传感器和发送器；接收器，接收来自该传感器单元的无线电波；控制ECU，在各轮胎的气压达到阈值以下时，发出警报。在该系统中设有：爆胎判断装置，判断各轮胎的爆胎情况；爆胎修理剂使用判断装置，在判断为爆胎后，对于是否已使用爆胎修理剂对爆胎进行了修理的情况进行判断，在判断为对爆胎已使用爆胎修理剂进行了修理时，所述控制ECU即使当来自所述气压传感器的轮胎气压值为正常值也会继续发出警报。
在日本特开2008-62730号公报所记载的装置的连通部开闭机构由于是由包括盖体和螺旋扭转弹簧的机械机构构成，所以存在装置自身复杂、成本高的问题。
在日本特开2007-196834号公报所记载的系统和单元中，不清楚使用爆胎修理剂对轮胎进行修理后所测量的轮胎气压的信息是否正确，因此，在爆胎修理后，无法判断有无轮胎异常。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供即使使用爆胎修理剂对爆胎进行修理后也依然能够适当地检测轮胎气压信息等轮胎信息并将其发送的发送装置以及判断有无轮胎异常的轮胎状态监测系统。
根据本发明的第一个方式，设置有一种发送装置，其设置在轮胎空洞区域内，用来发送有关轮胎状态的轮胎信息。该装置包括：传感器，将填充在被轮胎和轮辋包围的轮胎空洞区域的气体的状态作为轮胎信息进行检测；发送器，将所检测的轮胎信息以无线方式进行发送；框体，容纳所述传感器和发送器，所述框体具有内部空间和贯通孔，所述内部空间被框体的壁包围，且从所述轮胎空洞区域区分，所述贯通孔贯通所述壁；结合部件，通过与所述贯通孔结合，而设置于所述框体，所述结合部件包括连通所述轮胎空洞区域和所述内部空间之间的通风口和连通沟槽中的一个。
根据本发明的第二个方式，设置有一种轮胎状态监测系统。该系统包括：发送装置，接收器，监测部。所述发送装置具有：传感器，将填充在被轮胎和轮辋包围的轮胎空洞区域的气体的状态作为轮胎信息进行检测；发送器，将所检测的所述轮胎信息以无线方式进行发送；框体，容纳所述传感器和所述发送器，所述框体具有内部空间和贯通孔，所述内部空间被所述框体的壁包围，且从所述轮胎空洞区域区分，所述贯通孔贯通所述壁；结合部件，通过与所述贯通孔结合，而设置于所述框体，所述结合部件包括连通所述轮胎空洞区域和所述内部空间之间的通风口和连通沟槽中的一个。所述接收器接收从所述发送器发送的所述轮胎信息。所述监测部判断有无轮胎异常，并将判断结果进行通知。
附图说明
图1为表示轮胎状态监测系统的一实施方式的轮胎气压监测系统的整体概要图。
图2为说明图1所示的发送装置固定于轮胎空洞区域内的方法的一例的图。
图3为表示图2所示的发送装置与轮胎阀形成一体的装置整体的立体图。
图4为沿图3所示A-A线的箭头方向观察的发送装置的截面图。
图5为图1所示的发送装置的电路构成图。
图6为图1所示的监测装置的电路构成图。
图7A～图7D为表示图3所示的发送装置中使用的结合部件以外的结合部件的立体图。
图8A～图8G为表示图7A～图7D所示的结合部件以外的结合部件的例子的图。
图9A、图9B为表示图7A～图7D所示的结合部件以外的结合部件的更多例子的图。
具体实施方式
下面，对本发明的发送装置以及轮胎状态监测系统进行详细说明。
图1为表示轮胎状态监测系统的一实施方式的轮胎气压监测系统10的整体概要图。
(轮胎气压监测系统的概要)
轮胎气压监测系统(以下称之为系统)10搭载在车辆12上。系统10包括设置在车辆12的各车轮的轮胎14a、14b、14c、14d的各轮胎空洞区域内的气压信息发送装置(以下称之为发送装置)16a、16b、16c、16d、以及监测装置18。
发送装置16a、16b、16c、16d均将被轮胎和轮辋围住的轮胎空洞区域内填充的气压相关信息作为轮胎信息进行检测，并将该轮胎信息以无线方式发送给监测装置18。以下，在对发送装置16a、16b、16c、16d同时进行总结说明时，将发送装置16a、16b、16c、16d统称为发送装置16。
(发送装置的构成)
图2为说明发送装置16固定于轮胎空洞区域内的方法的一例的图。图3为表示图2所示的发送装置16与轮胎阀20形成一体的装置整体的立体图。
发送装置16设置于延伸在轮胎空洞区域一侧的轮胎阀20的端部，通过机械地固定轮胎阀20于轮辋19，固定配置在轮胎空洞区域内。
图4为沿图3所示A-A线观察的发送装置16的截面图。如图4所示，发送装置16包括框体22、设置在框体22内部的电路24、以及结合部件37。电路24包括基板26、设置在基板26上的传感器单元28、发送器30、处理单元32、电源部34、天线40(参照图5)。
图5为发送装置16的电路构成图。
传感器单元28包括气压传感器28a和A/D转换器28b。气压传感器28a感知框体22内的内部空间38的气压，并输出压力信号。框体22内的内部空间38通过形成在结合部件37的通风口39(参照图4)与轮胎空洞区域的空间连通。
A/D转换器28b将输出自气压传感器28a的压力信号转换为数字信号，输出压力数据。
处理单元32包括中央处理部32a和存储部32b。中央处理部32a根据存储在存储部32b的半导体存储器的程序进行运行。中央处理部32a在供给电力而进行驱动时按照下述方式控制：通过发送器30将传输自传感器单元28的、作为气压信息的压力数据以规定时间间隔，例如每5分钟向监测装置18发送。在存储部32b中预先存储有发送装置16固有的识别信息，中央处理部32a按照与压力数据一同将识别信息发送到监测装置18的方式进行控制。
存储部32b包括记录有使中央处理部32a进行运行的程序的ROM，和例如EEPROM等的可改写非挥发性存储器。发送装置16固有的识别信息是存储在存储部32b的不可改写区域。
发送器30具有振荡电路30a、调制电路30b、以及放大电路30c。
振荡电路30a生成载波信号，例如315MHz频段的RF信号。
调制电路30b使用中央处理部32a发送的压力数据与发送装置16固有的识别信息，对载波信号进行调制，并生成发送信号。调制方式可使用振幅键控调制(ASK)、频率调制(FM)、频率键控调制(FSK)、相位调制(PM)、以及相位键控调制(PSK)等方式。
放大电路30c对调制电路30b生成的发送信号进行放大，并通过天线40将发送信号以无线方式发送给监测装置18。
电源部34例如使用二次电池，给传感器单元28、发送器30、以及处理单元32半永久性地提供电力。
容纳上述电路24的框体22上形成有完全贯通包围着内部空间38的框体22的壁的贯通孔36。框体22上形成有结合部件37，该部件37与框体22的贯通孔36结合。结合部件37包括完全贯通结合部件37、连接轮胎空洞区域和框体22的内部空间38的通风口39。
结合部件37具有的外缘直径对应贯通孔36的内缘直径，结合部件37通过贯通孔36的内表面的摩擦力结合。因此，在将轮胎从轮辋卸下时，可通过将结合部件37拔出而置换结合部件37。
结合部件作为可置换是为了即使在爆胎修理剂注入于轮胎空洞区域内时，也可以保持内部空间38和轮胎空洞区域之间的连通。即使当爆胎修理剂封堵通风口39，也可通过将通风口39被封堵的结合部件39拔出而容易地置换新的结合部件39。
通风口39的开口部的周围区域的表面优选为防水处理面。贯通孔36的开口部的周围区域的表面也优选为防水处理面。作为防水处理面的材料，可以使用硅树脂、氟树脂、或者接枝有机甲硅烷基或氟烷基等的改性树脂等。或者，也可以将体现防水性的微小凹凸图案施加在通风口39或贯通孔36的开口部的周围区域的表面。通过将该表面做防水处理，爆胎修理剂容易被排斥、较不易附着于该表面，因此能够减低通风口39被封堵的可能性。
虽然在本实施方式的发送装置16中，将填充在轮胎空洞区域内的气压作为轮胎状态进行检测，但是被检测的轮胎状态除了气压以外，也可以包括轮胎空洞区域内的空气温度。
另外，发送装置16除了被固定在轮胎阀20外，也可以直接固定在面对轮胎空洞区域的轮胎内表面或者面对轮胎空洞区域的轮辋19的表面。
(监测装置的构成)
图6为监测装置18的电路构成图。
监测装置18例如配置在车辆12的驾驶席位置前方，向驾驶员通报气压的信息。监测装置18具有天线52、接收部54、接收缓冲器56、中央处理部58、存储部60、操作部62、开关64、显示控制部66、显示部68、以及电源部70。
天线52与接收部54连接，其频率被调整为与发送装置16的发送频率相同。
接收部54接收发送装置16发出的、规定频率的发送信号，对该信号进行解调处理后取出压力数据和识别信息数据。将该数据输出至接收缓冲器56。
接收缓冲器56暂时存储接收部54输出的压力数据和识别信息数据。所存储的压力数据和识别信息数据将根据中央处理部58发出的指示，被输出到中央处理部58。
中央处理部58主要由CPU构成，根据存储部60中存储的程序而运行。中央处理部58根据接收的压力数据和识别信息数据，对于每个识别信息，分别对轮胎14a～14d的气压进行监测。具体而言，中央处理部58根据压力数据，判断轮胎有无异常，并通报判断结果。判断轮胎有无异常是指，例如检测气压有无异常变低，或者有无在短时间内迅速变低，由此判断是否爆胎。
中央处理部58将判断结果输出到显示控制部66，并通过显示控制部66，使显示部68将判断结果输出。
此外，中央处理部58根据来自操作部62的信息或来自开关64的信息，进行与发送装置16之间的通信方式等的初始设定。此外，根据来自操作部62的信息，中央处理部58可以设定用于判断轮胎有无异常的判断条件。
存储部60包括存储有使中央处理部58的CPU运行的程序的ROM、以及例如EEPROM等非挥发性存储器。该存储部60在制造阶段，已存储有与发送装置16之间的通信方式的数据表。发送装置16和监测装置18在初始阶段通过以上所述的通信方式进行通信。通信方式数据表包含对应发送装置16固有的识别信息的通信协议、传送速率、以及数据格式等信息。这些信息可通过操作部62的输入自由地进行设定的变更。
操作部62包括键盘等输入装置，用来输入各种信息和条件。开关64用于指示中央处理部58开始初始设定。
显示控制部66根据中央处理部58发出的判断结果，按照下述方式进行控制：对应轮胎的安装位置将轮胎气压显示在显示部68。此时，显示控制部66还例如按照下述方式进行控制：将轮胎爆胎的判断结果也显示在显示部68中。
电源部70将由搭载在车辆12上的电池提供的电力调整为适合的电压后，对监测装置18各部分提供电力。
如此，构成了发送装置16和监测装置18。
在发送装置16的框体22上，具有通风口39的结合部件以可置换的方式与完全贯通框体22的壁的贯通孔36结合。因此，即使当爆胎修理剂封堵通风口39，也可通过置换新的结合部件37来保持框体的内部空间38和轮胎空洞区域之间的连通。
(结合部件的变形例)
图7A～图7D为发送装置16中使用的结合部件37的变形例的立体图。
结合部件37具有面向贯通孔36、有螺纹的面，贯通孔36在其内表面也为有螺纹。结合部件37在其端部(头部)具有用于协助与贯通孔36结合以及从贯通孔36脱开的突出部分37a。突出部分37a设置于结合部件37头部，用于协助人员在脱开结合部件37时，拧出结合部件37。通风口39于结合部件37的头部和相对的结合部件37的端部(底部)之间延伸。
或者，结合部件37的头部可以具有用于协助与贯通孔36结合以及从贯通孔36脱开的凹进部分。换言之，如图7B所示，凹进部分37b可以以能将螺丝刀的端部放入的方式形成为“-”的形状。如图7C所示，凹进部分37b可以以能将六角扳手的端部放入的方式形成。另外，如图7D所示，结合部件37可以具有以能将螺丝刀的端部放入并拧出的方式形成为“+”的形状的凹进部分37b。在上述的结合部件37中，通风口39偏离结合部件37的中心轴，在头部和底部之间贯通结合部件37。
或者，结合部件37可形成为图8A～图8G所示的形状。如图8A～图8E所示，在结合部件37以通风口39的开口部形成于结合部件37的顶部的方式形成有突起部分37c。由于通风口39的开口部形成于结合部件37的顶部，即使当爆胎修理剂附着于结合部件37的顶部，爆胎修理剂容易因为轮胎的旋转而沿突起部分37c的倾斜面滑落，不易残留在顶部。开口部周围的突起部分37c的倾斜面优选为防水处理面。作为防水处理面的材料，例如可以使用硅树脂、氟树脂、或者接枝有机甲硅烷基或氟烷基等的改性树脂等。或者，也可以将体现防水性的微小凹凸图案施加在该倾斜面。通过将倾斜面做防水处理，爆胎修理剂较不易封堵通风口39。
在图8A和图8C所示的各例子中，可以通过将结合部件37以摩擦来与贯通孔36结合，而将结合部件37安装至框体22，或者可以通过切合或压合而将结合部件37安装至框体22。又或者，如图8B、图8D及图8E所示，可以通过螺合而将结合部件37安装至框体22。
此外，如图8F所示，可以在于框体22上结合的结合部件37的头部上形成有突出把手部37d。可以通过使用铁丝等线状部件勾住突出把手部37d并拔出，而容易地将结合部件37从框体22脱开。
此外，替代通风口39，结合部件37在其侧表面可以具有在头部和底部之间延伸的连通沟槽39a。框体22的内部空间38与轮胎空洞区域能够通过该连通沟槽39a而连通。
在图8A～图8G所示的各结合部件中，通风口39或者连通沟槽39a的开口部的周围区域的表面也优选为做防水处理。
图9A和图9B为表示结合部件37的更多例子的图。具有通风口39的结合部件37作为框体22的一部分、以覆盖框体22的被割除的部分的方式形成于框体22。在这里，被割除的部分对应完全贯通框体22的内部空间38和轮胎空洞区域的贯通孔。通过将结合部件37沿X方向或是沿Y方向滑动，而将结合部件37从框体22的体部脱开。因此，当爆胎修理剂进入、封堵通风口39时，将轮胎从轮辋卸下，能够通过置换新的结合部件37，而维持发送装置16的运行。
结合部件37可以为由作为通风口的开孔结构发泡材料构成的、有弹性的部件。例如，使用聚氨酯泡沫或橡胶海绵作为与贯通孔36相适配而形成于框体22的有弹性的部件。
虽然对本发明的发送装置和轮胎状态监测系统进行了以上的详细说明，但是本发明的发送装置和轮胎状态监测系统不限于上述实施方式，而可以以不脱离发明主旨的方式对其进行各种改进或变更。
附图标号说明
10轮胎气压检测系统
12车辆
14、14a、14b、14c、14d轮胎
16、16a、16b、16c、16d气压信息发送装置
18监测装置
19轮辋
20轮胎阀
22框体
24电路
26基板
28传感器单元
28a气压传感器
28b A/D转换器
30发送器
32处理单元
34电源部
36贯通孔
37结合部件
37a突出部分
37b凹进部分
37c突起部分
37d突出把手部
39通风口
39a连通沟槽
40、52天线
42开口部
54接收部
56接收缓冲器
58中央处理部
60存储部
62操作部
64开关
66显示控制部
68显示部
70电源部
权利要求书(按照条约第19条的修改)
(按照专利合作条约第19条的修改)
1.(经修改)一种发送装置，设置在轮胎空洞区域内，用来发送有关轮胎状态的轮胎信息，其特征在于，该装置包括：
传感器，将填充在被轮胎和轮辋包围的轮胎空洞区域的气体的状态作为轮胎信息进行检测；
发送器，将所检测的所述轮胎信息以无线方式进行发送；
框体，容纳所述传感器和所述发送器，所述框体具有内部空间和贯通孔，所述内部空间被所述框体的壁包围，且从所述轮胎空洞区域区分，所述贯通孔贯通所述壁；
结合部件，通过从所述框体外侧与所述贯通孔结合，而设置于所述框体，且可以从所述框体外侧被置换，所述结合部件包括连通所述轮胎空洞区域和所述内部空间之间的通风口和连通沟槽中的一个。
2.根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于，所述结合部件的端部从所述贯通孔突起，在所述端部形成有协助与所述贯通孔结合或从所述贯通孔脱开的凹进部分或突出部分。
3.根据权利要求1或2所述的发送装置，其特征在于，所述结合部件和所述贯通孔的接触面各自形成有螺纹，所述结合部件通过拧入而与所述贯通孔结合。
4.根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于，所述结合部件为由作为所述通风口的开孔结构发泡材料构成的、有弹性的部件。
5.根据权利要求1至4任一项所述的发送装置，其特征在于，所述通风口的开口部的周围区域为防水处理面。
6.根据权利要求1至5任一项所述的发送装置，其特征在于，所述贯通孔的开口部的周围区域为防水处理面。
7.根据权利要求1至6任一项所述的发送装置，其特征在于，所述结合部件以可置换的方式与所述贯通孔结合，在所述结合部件的端部设置有突起部分，在所述突起部分的顶部形成有所述通风口的开口部。
8.(经修改)一种轮胎状态监测系统，其特征在于，该系统包括：
发送装置，接收器，监测部；
所述发送装置具有：
传感器，将填充在被轮胎和轮辋包围的轮胎空洞区域的气体的状态作为轮胎信息进行检测，
发送器，将所检测的所述轮胎信息以无线方式进行发送，
框体，容纳所述传感器和所述发送器，所述框体具有内部空间和贯通孔，所述内部空间被所述框体的壁包围，且从所述轮胎空洞区域区分，所述贯通孔贯通所述壁；
结合部件，通过从所述框体外侧与所述贯通孔结合，而设置于所述框体，且可以从所述框体外侧被置换，所述结合部件包括连通所述轮胎空洞区域和所述内部空间之间的通风口和连通沟槽中的一个，
所述接收器接收从所述发送器发送的所述轮胎信息，
所述监测部判断有无轮胎异常，并将判断结果进行通知。

Claims (8)

1.一种发送装置，设置在轮胎空洞区域内，用来发送有关轮胎状态的轮胎信息，其特征在于，该装置包括：
传感器，将填充在被轮胎和轮辋包围的轮胎空洞区域的气体的状态作为轮胎信息进行检测；
发送器，将所检测的所述轮胎信息以无线方式进行发送；
框体，容纳所述传感器和所述发送器，所述框体具有内部空间和贯通孔，所述内部空间被所述框体的壁包围，且从所述轮胎空洞区域区分，所述贯通孔贯通所述壁；
结合部件，通过与所述贯通孔结合，而设置于所述框体，所述结合部件包括连通所述轮胎空洞区域和所述内部空间之间的通风口和连通沟槽中的一个。
2.根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于，所述结合部件的端部从所述贯通孔突起，在所述端部形成有协助与所述贯通孔结合或从所述贯通孔脱开的凹进部分或突出部分。
3.根据权利要求1或2所述的发送装置，其特征在于，所述结合部件和所述贯通孔的接触面各自形成有螺纹，所述结合部件通过拧入而与所述贯通孔结合。
4.根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于，所述结合部件为由作为所述通风口的开孔结构发泡材料构成的、有弹性的部件。
5.根据权利要求1至4任一项所述的发送装置，其特征在于，所述通风口的开口部的周围区域为防水处理面。
6.根据权利要求1至5任一项所述的发送装置，其特征在于，所述贯通孔的开口部的周围区域为防水处理面。
7.根据权利要求1至6任一项所述的发送装置，其特征在于，所述结合部件以可置换的方式与所述贯通孔结合，在所述结合部件的端部设置有突起部分，在所述突起部分的顶部形成有所述通风口的开口部。
8.一种轮胎状态监测系统，其特征在于，该系统包括：
发送装置，接收器，监测部；
所述发送装置具有：
传感器，将填充在被轮胎和轮辋包围的轮胎空洞区域的气体的状态作为轮胎信息进行检测，
发送器，将所检测的所述轮胎信息以无线方式进行发送，
框体，容纳所述传感器和所述发送器，所述框体具有内部空间和贯通孔，所述内部空间被所述框体的壁包围，且从所述轮胎空洞区域区分，所述贯通孔贯通所述壁；
结合部件，通过与所述贯通孔结合，而设置于所述框体，所述结合部件包括连通所述轮胎空洞区域和所述内部空间之间的通风口和连通沟槽中的一个，
所述接收器接收从所述发送器发送的所述轮胎信息，
所述监测部判断有无轮胎异常，并将判断结果进行通知。
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