CN102991285B - 车轮位置识别装置、用于其的发射器及具有其的轮胎压力检测设备 - Google Patents

Abstract

在用于车辆的车轮位置识别装置中，发射器（2a-2d）分别设置在车轮（5a-5d）中。发射器（2a-2d）中的每一个具有双轴加速度传感器（22）和控制单元（23）。双轴加速度传感器（22）检测与发射器（2a-2d）相关联的车轮（5a-5d）的法线方向加速度和切线方向加速度。控制单元（23）基于法线方向的时间微分值与切线方向的乘积的符号来判定与发射器（2a-2d）相关联的车轮是右车轮（5a，5c）还是左车轮（5b，5d），并且将关于判定结果的数据存储在帧中。接收器（3）接收来自每个发射器（2a-2d）的帧并基于存储在帧中的数据来识别发射器（2a-2d）的位置。车轮位置识别装置例如应用于轮胎压力检测设备。

Description

车轮位置识别装置、用于其的发射器及具有其的轮胎压力检测设备

技术领域

本公开内容涉及用于车辆的车轮位置识别装置、用于车轮位置识别装置的发射器、以及使用车轮位置识别装置的轮胎压力检测设备。更具体地，本公开内容涉及识别与发射器相关联的车轮的位置是左还是右的车轮位置识别装置，以及具有该车轮位置识别装置的直接式轮胎压力检测设备。

背景技术

常规地，已知直接式轮胎压力检测设备作为轮胎压力检测设备的示例。在直接式轮胎压力检测设备中，具有感测单元（比如压力传感器）的发射器直接固定至具有轮胎的每个车轮，而天线和接收器固定至车身。接收器通过天线接收来自发射器的、感测单元的检测结果，并且基于检测结果对轮胎的空气压力进行检测。

在这种直接式轮胎压力检测设备中，由每个发射器发射的数据设置有独特的识别（ID）信息，用于识别出数据与对象车辆相关联、以及用于识别固定有发射器的车轮的位置。在接收器中，各个ID信息和各个车轮被对应地记录。当接收到来自发射器的、包括ID信息的帧时，接收器基于所记录的ID信息来确定与车轮相关联的发射器的位置，即，帧是由哪个发射器发射的。

例如，提出了使发射器具有接收器的功能以便进行与接收器的双向通信以识别车轮的位置，即，以识别发射数据的发射器固定至哪个车轮。JP2007-015491A（与US2007/0008097A1对应并且下文中被称为专利文献1）描述了车轮位置识别装置的示例。

在专利文献1的车轮位置识别装置中，在车身上离开发射器的不同距离处安装有发射触发信号的触发单元。发射器中的每一个对来自触发单元的触发信号的强度进行测量。利用无线波的强度随距离而减弱的原理，基于以下数据来识别每个车轮的位置：所述数据表示相应的发射器中所接收到的触发信号的强度。

JP2006-298182A（与US2006/0238323A1对应并且下文中被称为专利文献2）描述了车轮位置识别装置的另一示例。在所描述的装置中，发射器设置有双轴加速度传感器（下文中被称为G传感器），双轴加速度传感器检测沿着两个轴线的加速度，比如，在车轮的转动方向上的加速度以及在车轮的径向方向上的加速度。因为每个轴线的检测信号的相根据车轮的转动方向而偏移，所以通过对检测信号的相位差进行比较来判定发射器是与左车轮相关联还是与右车轮相关联。

在专利文献1的车轮位置识别装置中，由于使用触发单元来检测车辆的位置，所以车轮位置识别装置的成本由于触发单元而增加。在专利文献2的车轮位置识别装置中，通过对来自双轴G传感器的检测信号的相位差进行计算来判定发射器是与左车轮相关联还是与右车轮相关联。在该情况下，计算量非常大。即，需要在很短的采样周期中对加速度进行多次采样，并且随后需要检索用于判定的点（即，最大值、零值或者最小值）。因此，需要相对大的存储容量。

发明内容

本公开内容的目的是提供这样一种车轮位置识别装置：即，该车轮位置识别装置能够在不需要触发单元的情况下并在计算量减少的情况下判定发射器是与右车轮相关联还是与左车轮相关联。本公开内容的另一目的是提供一种用于车轮位置识别装置的发射器。本公开内容的又一目的是提供一种具有车轮位置识别装置的轮胎压力检测设备。

根据本公开内容的方面，用于车辆的车轮位置识别装置包括与车辆的车轮相关联的多个发射器以及安装在车身上的接收器。发射器中的每一个包括双轴加速度传感器和第一控制单元。双轴加速度传感器检测与发射器相关联的车轮的法线方向加速度和切线方向加速度。法线方向加速度为与车轮的周向方向相垂直的方向上的加速度，而切线方向加速度为与车轮的周向方向相切的方向上的加速度。第一控制单元基于法线方向加速度的时间微分值与切线方向加速度的乘积的符号来判定与发射器相关联的车轮是右车轮还是左车轮，并且将关于判定结果的数据存储在帧中作为车轮位置判定数据。接收器包括接收天线、接收单元和第二控制单元。接收单元通过接收天线来接收由每个发射器发射的帧。第二控制单元从接收单元接收帧并且基于存储在帧中的数据来识别与发射帧的发射器相关联的车轮的位置是左还是右。

在上述构型中，基于法线方向加速度的时间微分值与切线方向加速度的乘积的符号（比如正号或者负号）来判定与发射器相关联的车轮的位置是左还是右。因此，不需要使用触发单元来判定车轮的位置，并且不需要在很短的采样周期中在许多点处对加速度进行采样。因此，能够在不使用触发单元以及需要很多计算的计算技术的情况下判定发射器是与右车轮相关联还是与左车轮相关联。

根据本公开内容的另一方面，用于车轮位置识别装置的发射器设置在车辆的车轮中。发射器包括双轴加速度传感器和控制单元。双轴加速度传感器检测车轮的法线方向加速度和切线方向加速度。法线方向加速度为与车轮的周向方向相垂直的方向上的加速度，而切线方向加速度为与车轮的周向方向相切的方向上的加速度。控制单元基于法线方向加速度的时间微分值与切线方向加速度的乘积的符号来判定与发射器相关联的车轮是右车轮还是左车轮，并且将表示判定结果的数据存储在帧中作为车轮位置判定数据。

具有上述配置的车轮位置识别装置例如应用于轮胎压力检测设备。在这种情况下，发射器中的每一个包括感测单元，该感测单元产生与车轮的轮胎压力相应的检测信号。发射器的第一控制单元将在感测单元中产生的检测信号处理成轮胎压力信息，并且将轮胎压力信息存储在帧中。接收器的第二控制单元接收来自第一控制单元的包含轮胎压力信息的帧，并且基于该帧对每个车轮的轮胎压力进行检测。

附图说明

根据参照附图所进行的以下详细的描述，本公开内容的以上和其它目的、特征和优点将变得更明显，在附图中，相同的部件用相同的附图标记表示，并且在附图中：

图1是示出轮胎压力检测设备的示意结构的图示，该轮胎压力检测设备具有根据本公开内容的一个实施方式的车轮位置识别装置；

图2A是示出根据该实施方式的车轮位置识别装置的每个发射器的示意结构的图示；

图2B是示出根据该实施方式的车轮位置识别装置的接收器的示意结构的图示；

图3A和图3B是示出根据该实施方式，发射器的加速度检测单元在车轮中的布置示例的图示；

图3C是示出由图3A和图3B中所示示例中的加速度检测单元的G传感器输出的加速度波形的图示；

图4A是示出根据该实施方式，关于右车轮的法线方向加速度的波形、切线方向加速度的波形以及在采样点处法线方向加速度与切线方向加速度之间的关系的图示；

图4B是示出根据该实施方式，关于左车轮的法线方向加速度的波形、切线方向加速度的波形以及在采样点处法线方向加速度与切线方向加速度之间的关系的图示；

图5是示出根据该实施方式由法线反向加速度的时间微分值与切线方向加速度的乘积提供的波形的图示；

图6A是示出根据该实施方式在车轮的一转期间的每个时刻处发射器的位置与施加于发射器的加速度之间的关系的图示；

图6B是示出根据该实施方式的车轮的示意图，用于说明在车轮的该转期间发射器的位置。

具体实施方式

下文中，将参照附图对本公开内容的示例性实施方式进行描述。

参照图1，应用有车轮位置识别装置的轮胎压力检测设备安装在车辆1中。在图1中，上下方向对应于车辆1的前后方向，左右方向对应于车辆1的左右方向。轮胎压力检测设备包括发射器2（例如，2a、2b、2c、2d）、接收器3和显示单元4。

轮胎压力检测设备安装在具有例如四个车轮5a、5b、5c、5d的车辆中。轮胎压力检测设备可以安装在具有任何数量的车轮的车辆中。发射器2a-2d分别与车轮5a-5d相关联。发射器2a-2d中的每一个对相应的车轮5a-5d的轮胎的空气压力进行检测，并且将与轮胎的空气压力有关的信息作为检测结果存储在帧中。发射器2a-2d以射频（RF）传输的方式来发射帧。

接收器3固定至车辆1的车身6。接收器3接收由每个发射器2a-2d以RF传输的方式发射的帧。接收器3基于存储在帧中的检测结果进行各种处理和计算，从而识别出每个车轮的位置以及每个车轮的轮胎的空气压力。图2A是示出每个发射器2（2a-2d）的示意结构的图示，图2B是示出接收器3的示意结构的图示。

如图2A所示，发射器2（2a-2d）包括感测单元21、双轴加速度检测单元（双轴加速度传感器）22、微型计算机23、发射单元24、电池25和发射天线26。发射器2的各个单元或者部分通过由电池25供给的电力来驱动。

感测单元21包括压力传感器21a和温度传感器21b。压力传感器21a例如为膜片式压力传感器。感测单元21输出与轮胎的空气压力相应的检测信号以及与温度相应的检测信号。

加速度检测单元22构造成对沿着两个轴线的加速度进行检测。加速度检测单元22包括双轴加速度传感器，双轴加速度传感器包括用于对两个方向上的加速度进行检测的G传感器（第一传感器部件和第二传感器部件）22a、22b。随后会详细地描述每个G传感器22a、22b的功能。

微型计算机23包括控制单元（第一控制单元）等。微型计算机23具有存储器并且根据存储在存储器中的程序来执行预定的过程。微型计算机23的存储器存储各个ID信息，该各个ID信息包含发射器2a-2d所特定的用于识别每个发射器2a-2d的发射器识别信息以及对象车辆所特定的用于识别对象车辆的车辆识别信息。

微型计算机23接收来自感测单元21的表示轮胎压力的检测信号，并且在根据需要对检测信号进行处理以及就检测信号进行工作之后，将关于轮胎压力的信息连同包括发射器识别信息在内的ID信息存储在帧中。并且，微型计算机23对一定时段内来自G传感器22a、22b的检测信号进行监测。微型计算机23基于来自G传感器22a、22b的检测信号识别出发射器2与哪个车轮相关联，即，与发射器2相关联的车轮的位置。

具体地，微型计算机23判定发射器2是与右车轮5a、5c相关联还是与左车轮5b、5d相关联（右车轮5a、5c和左车轮5b、5d沿相反方向转动）。并且，微型计算机23判定发射器2是与前车轮5b、5d相关联还是与后车轮5c、5d相关联。另外，微型计算机23基于这些判定结果识别出发射器2与哪个车轮相关联。换句话说，微型计算机23识别出与发射器2相关联的车轮的位置。

微型计算机23将关于与发射器2相关联的车轮位置检测结果的数据存储在包含有关于轮胎压力的数据的帧中。随后会详细地描述由微型计算机23进行的车轮位置识别。

当微型计算机23形成帧时，微型计算机23通过发射单元24和发射天线26向接收器3发射帧。向接收器3的帧发射是根据上述程序来进行的。例如，对于每个预定发射时段，帧发射重复进行。

发射单元24用作输出部分，其通过发射天线26向接收器3发射由微型计算机23提供的帧。作为用于帧发射的无线电波的示例，使用RF频带中的无线电波。

电池25构造成向微型计算机23等供给电力。通过来自电池25的电力供给来进行各种操作，比如在感测单元21中收集关于轮胎压力的数据，在加速度检测单元中对加速度进行检测以及在微型计算机23中进行计算。

例如，具有上述结构的发射器2a-2d固定至每个车轮5a-5d的空气注入阀，使得感测单元21面向轮胎的内部。相应的轮胎的空气压力通过感测单元21来检测，并且被微型计算机23存储在帧中。通过在预定发射时刻从发射天线26发射帧，向接收器3定期地发射表示轮胎压力的信号。

接下来，将参照图3A、图3B和图3C对每个发射器2的加速度检测单元22的结构和操作进行描述。图3A和图3B是示出G传感器22a、22b在每个车轮5a-5d中的布置示例的图示。图3C是示出由图3A和图3B所示示例中的G传感器22a、22b检测的加速度的波形之间的关系的图示。

加速度检测单元22由双轴G传感器构成，双轴G传感器包括用于对不同方向上的加速度进行检测的G传感器22a、22b。G传感器22a、22b对在车轮5a-5d转动期间施加于车轮5a-5d的加速度进行检测。G传感器22a布置成对沿着与车轮5a-5d的周向方向相垂直的轴线的加速度——即在与车轮5a-5d的周向方向相垂直的两个方向中的一个方向上的加速度——进行检测。下文中，由G传感器22a检测的加速度被称为法线方向加速度。G传感器22b布置成对沿着与车轮5a-5d的切线方向平行的轴线的加速度——即在与车轮5a-5d的切线方向平行的两个方向中的一个方向上的加速度——进行检测。下文中，由G传感器22b检测的加速度被称为切线方向加速度。

G传感器22a对车辆的法线方向加速度进行检测，并且产生表示离心力加上由于重力造成的加速度的输出。当发射器2位于车轮5a-5d的上部处时，G传感器22a被施加有由于重力造成的正加速度。当发射器2在车轮5a-5d转动180度之后位于车轮5a-5d的下部时，G传感器22a被施加有由于重力造成的负加速度。当车辆1的速度增大时，离心力增大。因此，法线方向加速度显示这样的波形：即，在该波形中，由于离心力的增大，加速度逐渐增大，其中振幅为由于重力造成的加速度。由于离心力的程度表示与车辆速度相对应的值，所以在图3C中还示出了车辆速度以供参考。

G传感器22b对车轮5a-5d的切线方向加速度进行检测，并且产生与由于重力造成的加速度相对应的输出。由G传感器22b检测的加速度的角度相对于由G传感器22a检测的加速度的角度偏离90度。因此，由G传感器22b输出的、与由于重力造成的加速度相应的波形的相位相对于由G传感器22a输出的波形偏离90度。

在图3A和图3B的示例中，当发射器2位于相对于车轮5a-5d的中心沿逆时针方向偏离90度的位置处时，由于重力造成的加速度以负值输出。在车轮5a-5d转动180度、并且发射器2位于相对于车轮5a-5d的中心沿顺时针方向偏离90度的位置处之后，由于重力造成的加速度以正值输出。

因此，如图3C所示，由沿顺时针方向转动的G传感器22b输出的波形的相位与由沿逆时针方向转动的G传感器22b输出的波形的相位相差180度。这样，在沿相反方向转动的车轮5a-5d之间，输出的波形的相位沿相反的方向移动。在常规的技术中，基于相位差来判定发射器2是与右车轮5a、5c相关联还是与左车轮5b、5d相关联。然而，在这种技术中，为获得相位差所进行的计算的量非常大。

因此，在该实施方式中，通过下文中参照图4A和图4B所描述的方法来判定发射器2是与右车轮5a、5c相关联还是与左车轮5b、5d相关联。

图4A是示出与右车轮5a、5c相关联的发射器2中检测到的法线方向加速度和切线方向加速度的波形的图示。图4B是示出与左车轮5b、5d相关联的发射器2中检测到的法线方向加速度和切线方向加速度的波形的图示。

在该实施方式中，基于法线方向加速度的时间微分值与切线方向加速度的乘积的符号来判定发射器2是与右车轮5a、5c相关联还是与左车轮5b、5d相关联。法线方向加速度的时间微分值对应于法线方向加速度在极短时间中的变化量。因此，通过在预定时间间隔的两个点处对法线方向加速度进行采样并计算在这两个点处采样得到的两个法线方向加速度之间的差值来获得时间微分值。而且，在法线方向加速度的在两个点处的采样期间对切线方向加速度进行采样。另外，计算法线方向加速度的时间微分值与切线方向加速度的乘积。下文中，“法线方向加速度的时间微分值与切线方向加速度的乘积”简称为“加速度乘积”。

图4A和图4B示出了采样的两个示例。在一个示例中，在点ar1和点ar3处对法线方向加速度进行采样，在点an2处对切线方向加速度进行采样。在另一示例中，在点ar4和点ar6处对法线方向加速度进行采样，在点an5处对切线方向加速度进行采样。

在这两个示例中，满足以下关系。在发射器2与右车轮5a、5c相关联的情况下，加速度乘积的符号是正号。在发射器2与左车轮5b、5d相关联的情况下，加速度乘积的符号为负号。

如图4A所示，即，在发射器2与右车轮5a、5c相关联的情况下，当法线方向加速度增大时，两个法线方向加速度ar1与ar3的差（即，ar3-ar1）具有正值，切线方向加速度an2具有正值。因此，加速度乘积的符号为正号（即，(ar3-ar1)×an2>0）。当法线方向加速度减小时，两个法线方向加速度ar4与ar6之间的差（即，ar6-ar4）具有负值，切线方向加速度ar5具有负值。因此，加速度乘积的符号为正号（即，(ar6-ar4)×an5>0）。

如图4B所示，在发射器2与左车轮5b、5d相关联的情况下，当法线方向加速度减小时，两个法线方向加速度ar1与ar3之间的差（即，ar3-ar1）具有负值，切线方向加速度an2具有正值。因此，加速度乘积的符号为负号（即，(ar3-ar1)×an2<0）。当法线方向加速度增大时，两个法线方向加速度ar4与ar6之间的差（即，ar6-ar4）具有正值，切线方向加速度an5具有负值。因此，加速度乘积的符号为负号（即，(ar6-ar4)×an5<0）。

图5是示出关于与右车轮5a、5c相关联的发射器2的加速度乘积相对于时间的波形、以及关于与左车轮5b、5d相关联的发射器2的加速度乘积相对于时间的波形的图示。

如图5所示，在发射器2位于右车轮5a、5c中的情况下，尽管加速度乘积瞬时变为零，但加速度乘积通常在正侧上。在发射器2位于左车轮5b、5d中的情况下，尽管加速度乘积瞬时变为零，但乘积通常在负侧上。

如上所述，能够基于加速度乘积的符号来判定与发射器2相关联的车轮是右车轮5a、5c还是左车轮5b、5d。

而且，微型计算机23判定与发射器2相关联的车轮是前车轮（两个前车轮）5a、5b还是后车轮（两个后车轮）5c、5d。尽管可以通过任何已知的方法来进行该判定，但是例如通过本实施方式中的以下方法来进行该判定。

例如，基于加速度检测单元22的检测结果关于车辆加速状态、车辆恒定速度状态（其中车辆的速度恒定）以及车辆减速状态来确定有效轮胎半径的改变，并且基于轮胎的有效半径来判定与发射器2相关联的车轮是前车轮5a、5b还是后车轮5c、5d。

车辆1在行进期间经历与加速度状态相应的颠簸运动。轮胎的有效半径根据颠簸运动的状态而变化。即，在车辆加速状态中，出现车辆的前部部分（车头）升起的车头上升。在车辆减速状态中，出现车辆的前部部分下降的车头俯冲。

因此，在车辆加速状态中，前车轮5a、5b的轮胎有效半径大于后车轮5b、5d的轮胎有效半径。另一方面，在车辆减速状态中，前车轮5a、5b的轮胎有效半径小于后车轮5b、5d的轮胎有效半径。

这样，能够通过计算轮胎的有效半径来判定与发射器2相关联的车轮是前车轮5a、5b还是后车轮5c、5d。使用来自加速度检测单元22的检测信号来计算轮胎的有效半径。

图6A是示出在车轮5a-5d的一转（圈）期间发射器2的位置与施加于发射器2的加速度之间的关系的图示。图6B是示出车轮5a-5d的示意图以对发射器2的位置进行说明的图示。应当指出的是，在图6A中，就与左车轮5b、5d相关联的发射器2示出了加速度。

如图6A所示，发射器2的位置用sin(θ+β)来表示。如图6B所示，当发射器定位在车轮5a-5d的下部处时，发射器2的位置定义为“sin(θ+β)=0”。当发射器2的位置随着车轮5a-5d的转动而变化时，在转动期间每90度角sin(θ+β)的值改变为“1”、“0”、“-1”。因而，在发射器2的位置沿车轮5a-5d的转动方向变化每90度角的每个时间t1至t5处示出了切线方向加速度a_n,left。

关于与左车轮5b、5d相关联的发射器2，切线方向加速度a_n,left用表达式1来表示。在表达式1中，“a”表示车辆1的加速度，“g”表示由于重力造成的加速度，而“θ”表示发射器2的相对于定位在车轮5a-5d下部处的发射器2的角度。而且，在表达式1中，β满足由表达式2限定的关系。

表达式1： $a_{n,\mathrm{left}}=\sqrt{a^2+g^2}\sin (\mathrm{\&theta;}+\mathrm{\&beta;})+\frac{r_r}{r_w}a$

表达式2： $\cos \mathrm{\&beta;}=\frac{g}{\sqrt{a^2+g^2}},\sin \mathrm{\&beta;}=\frac{-a}{\sqrt{a^2+g^2}}$

在车轮5a-5d的一转期间，切线方向加速度a_n,left在时刻t2处是最大的，而在时刻t4处是最小的。切线方向加速度a_n,left的最大值与最小值之间的差用表达式3来表示。另外，通过将表达式3变形成加速度的表达式而引入了表达式4。

表达式3： $a_{n,\mathrm{left}}\left(t_2\right)-a_{n,\mathrm{left}}\left(t_4\right)=2\sqrt{a^2+g^2}$

表达式4： $a=\&PlusMinus;\sqrt{{\left(\frac{a_{n,\mathrm{left}}\left(t_2\right)-a_{n,\mathrm{left}}\left(t_4\right)}{2}\right)}^2-g^2}$

切线方向加速度a_n,left的在车轮5a-5d的一转期间的最大值与最小值的和用表达式5来表示。另外，通过对表达式5进行变形而引入了表达式6。在表示5和表达式6中，“r_r”表示发射器2的转动半径，而“r_w”表示轮胎的转动半径。

表达式5： $a_{n,\mathrm{left}}\left(t_2\right)+a_{n,\mathrm{left}}\left(t_4\right)=2a\frac{r_r}{r_w}$

表达式6： $\frac{r_r}{r_w}=\frac{a_{n,\mathrm{left}}\left(t_2\right)+a_{n,\mathrm{left}}\left(t_4\right)}{2a}$

表达式4表示车辆1的加速度。当车辆1的加速度显示正值即符号为正号时，车辆1处于加速状态。当车辆1的加速度显示负值即符号为负号时，车辆1处于减速状态。表达式6表示发射器2的转动半径与轮胎的转动半径之比（下文中称为r_r/r_w比）。

即使在同一车轮中r_r/r_w比也根据车辆的加速度状态（行进状态）而变化。具体地，在车辆加速状态中，由于车头上升，前车轮5a、5b的轮胎有效半径增大，而后车轮5c、5d的轮胎有效半径减小。另一方面，在车辆减速状态中，由于车头俯冲，前车轮5a、5b的轮胎有效半径减小，而后车轮5c、5d的轮胎有效半径增大。

因此，在每个采样时对车辆1的加速度状态以及r_r/r_w比的数据进行多次存储，并且基于例如累积存储的内容将车辆加速状态中的r_r/r_w比与车辆减速状态中的r_r/r_w比进行比较。当车辆加速状态中的r_r/r_w比小于车辆减速状态中的r_r/r_w比时，判定出发射器2与前车轮5a、5b中的一个相关联。当车辆加速状态中的r_r/r_w比大于车辆减速状态中的r_r/r_w比时，判定出发射器2与后车轮5c、5d中的一个相关联。以此方式，能够判定与发射器2相关联的车轮是前车轮5a、5b还是后车轮5c、5d。

在判定发射器2是与前车轮5a、5b相关联还是与后车轮5c、5d相关联的以上判定中，尽管用于检测切线方向加速度的G传感器22b需要具有较高的精度，但G传感器22b的动态范围可以很小，只要能够准确地感测车辆的加速度状态即可。即，能够通过将G传感器22b的动态范围设定成比G传感器22a的动态范围小来将G传感器22b的检测精度设定成比G传感器22a的检测精度高。

尽管在车轮5a-5d的一转期间在每个采样周期中对切线方向加速度进行了检测，但需要至少在车轮5a-5d的一转中对切线方向加速度进行检测。在基于相位差的计算的技术中，因为存在两种情况（即，法线方向加速度与切线方向加速度之间的差为-90度的一种情况，以及差为+90度的另一种情况），所以要求对检测数据进行至少连续1.5转的采样。另一方面，在本实施方式的检测技术中，能够减少所需存储量和计算量。

如上所述，能够判定发射器2是与右车轮5a、5b相关联还是与左车轮5c、5d相关联，以及发射器2是与前车轮5a、5b相关联还是与后车轮5c、5d相关联。因此，能够识别出与发射器2相关联的车轮的位置，即哪个车轮5a-5d与发射器2相关联。

接收器3包括天线（接收天线）31、接收单元32和控制单元33。

天线31为单个共用天线，其能够共同地接收来自发射器2的帧。天线31固定至车身6。

接收单元32用作输入单元，其通过天线31接收由发射器2发射的帧，并且向控制单元33发射该帧。

微型计算机33包括CPU、ROM、RAM、I/O等。微型计算机33根据存储在ROM等中的程序来执行预定过程。

微型计算机33通过根据存储在存储器中的程序使用由发射器2a-2d发射的帧而执行车轮位置检测过程来进行车轮位置识别，以便识别出每个发射器2的位置，即，每个发射器2与哪个车轮5a-5d相关联。即，微型计算机33读取存储在每个帧中的数据，该数据表示对与发射器2相关联的车轮的位置进行检测的车轮位置检测的结果。

微型计算机33存储每个发射器2a-2d的ID信息以及与发射器2a-2d相关联的每个车轮5a-5d的位置，同时基于表示车轮位置检测结果的数据将每个发射器2a-2d的ID信息和车轮5a-5d的位置相互关联。

此后，当从每个发射器2a-2d发射帧时，微型计算机33通过基于关于存储在发射的帧中的轮胎压力的数据和ID信息来识别帧是由哪个发射器2a-2d发射的，来进行每个车轮5a-5d的轮胎压力的检测。

如图1所示，显示单元4设置在驾驶员能够看得见的位置处。例如，通过设置在仪表盘中的警报灯来设置显示单元4。当显示单元4从接收器3的控制单元33接收到表示任一轮胎的空气压力比预定水平低的信号时，显示单元4显示警报以向驾驶员报告轮胎压力的减小。

如上所述，在本实施方式中，基于法线方向加速度的时间微分值与切线方向加速度的加速度乘积的符号（比如正号或者负号）来判定与发射器2相关联的车轮是右车轮5a、5c还是左车轮5b、5d。因此，不需要触发单元。而且，不需要在短的采样周期中在许多点处对加速度进行采样。

因此，能够在不需要触发单元以及使用采用大量计算的技术（来计算双轴G传感器的检测信号的相位差）的情况下，识别出发射器2的位置是在右车轮5a、5c还是左车轮5b、5d中。

（其他实施方式）

在上述示例性实施方式中，天线31设置为单个天线，其共用于多个发射器2（2a-2d），即，用于车轮5a-5d。作为单个天线31的替代，多个天线（比如四个天线）可以用于相应的发射器2（2a-2d）。应当指出的是，在发射器2（2a-2d）之间共用天线31的情况下，难以确定与发射器2相关联的车轮5a-5d的位置。因此，上述示例性实施方式有效地用于天线31共用于多个发射器2（2a-2d）之间的情况。

在上述示例性实施方式中，车轮位置识别装置应用于轮胎压力检测设备。因此，表示车轮位置检测结果的数据存储在存储有关于轮胎压力的信息的帧中，并且被发射至接收器3。然而，该配置为示例，并且表示车轮位置检测结果的数据可以存储在与存储有关于轮胎压力信息的帧不同的帧中。在表示车轮位置检测结果的数据存储在存储有关于轮胎压力的信息的帧中的情况下，该帧能够共用于车轮位置的识别和轮胎压力的检测。

上文中描述了判定发射器2是与前车轮5a、5b相关联还是与后车轮5c、5d相关联的方法的示例。然而，可以通过任何其他方法来进行发射器2是与前车轮5a、5b相关联还是与后车轮5c、5d相关联的判定。在上述判定方法中，基于切线方向加速度来计算轮胎有效半径与发射器2的转动半径的比率和加速度状态，并且基于该比率和加速度状态来判定发射器2是位于前车轮5a、5b中还是位于后车轮5c、5d中。

这种判定技术为示例，并且可以仅基于轮胎有效半径和加速度状态来简单地判定发射器2是与前车轮5a、5b相关联还是与后车轮5c、5d相关联。例如，每个发射器2的布置位置在车轮中是固定的，并且每个发射器2的转动半径是固定的。因此，能够通过基于切线方向加速度计算轮胎有效半径与发射器2转动半径的比率来获得轮胎的有效半径。可基于轮胎有效半径和加速度状态来判定发射器2是与前车轮5a、5b相关联还是与后车轮5c、5d相关联。

总结以上描述，作为实施方式，车轮位置识别装置包括分别与车辆1的车轮5a-5d相关联的发射器2（2a-2d）以及安装在车辆的车身6上的接收器3。发射器2（2a-2d）中的每一个包括双轴加速度传感器22和第一控制单元（微型机计算机）23。双轴加速度传感器22检测与发射器2（2a-2d）相关联的车轮的法线方向加速度和切线方向加速度。第一控制单元（23）基于法线方向加速度的时间微分值与切线方向加速度的乘积的符号来判定与发射器2（2a-2d）相关联的车轮5a-5d是右车轮5a、5c还是左车轮5b、5d，并且将关于判定结果的数据存储在帧中作为车轮位置判定数据。接收器3包括接收天线31、接收单元32和第二控制单元（微型计算机）33。接收单元32通过接收天线31接收由每个发射器2（2a-2d）发射的帧。第二控制单元33接收来自接收单元32的帧并且基于存储在帧中的数据判定发射帧的发射器2（2a-2d）是右车轮5a、5c还是左车轮5b、5d。

在实施方式中，第一控制单元23还基于车轮5a-5d是处于加速状态还是处于减速状态的车轮5a-5d加速度状态以及从切线方向加速度获得的车轮轮胎有效半径来判定车轮5a-5d是前车轮5a、5b还是后车轮5c、5d，并且基于表示车轮位置为左或右的判定结果以及表示车轮位置为前或后的判定结果而将车轮5a-5d的位置确定为右前、左前、右后或左后。第一控制单元23将所确定的车轮5a-5d的位置存储在帧中作为车轮位置判定数据。

根据这些实施方式的车轮位置识别装置例如应用于轮胎压力检测设备。在这种情况下，发射器2a-2d中的每一个包括感测单元21，感测单元21根据车轮的轮胎压力产生检测信号。发射器2的第一控制单元23将在感测单元21中产生的检测信号处理成轮胎压力信息，并且将轮胎压力信息存储在帧中。接收器3的第二控制单元33接收来自第一控制单元23的包含轮胎压力信息的帧，并且基于该帧来检测每个车轮5a-5d的轮胎压力。

虽然仅选择了所选定的示例性实施方式来说明本公开内容，但对于本领域的技术人员来说明显的是，根据本公开内容，在不脱离在所附权利要求中限定的本公开内容的范围的情况下，能够在本公开内容中进行各种改变和修改。此外，根据本公开内容的示例性实施方式的以上描述仅是为了说明而提供，而不是为了限制由所附权利要求及其等同方案所限定的本公开内容。

Claims (6)

1.一种用于车辆的车轮位置识别装置，包括：

分别与所述车辆的车轮(5a-5d)相关联的多个发射器(2a-2d)，所述发射器(2a-2d)中的每一个包括：

双轴加速度传感器(22)，所述双轴加速度传感器(22)检测与所述发射器(2a-2d)相关联的车轮的法线方向加速度和切线方向加速度，所述法线方向加速度为在与所述车轮(5a-5d)的周向方向相垂直的方向上的加速度，所述切线方向加速度为在与所述车轮(5a-5d)的周向方向相切的方向上的加速度；以及

第一控制单元(23)，所述第一控制单元(23)基于所述法线方向加速度的时间微分值与所述切线方向加速度的乘积的符号来判定与所述发射器(2a-2d)相关联的所述车轮(5a-5d)是右车轮(5a，5c)还是左车轮(5b，5d)，并且将关于判定结果的数据存储在帧中作为车轮位置判定数据；以及

安装在所述车辆的车身上的接收器(3)，所述接收器(3)包括：

接收天线(31)；

接收单元(32)，所述接收单元(32)通过所述接收天线(31)接收由每个发射器(2a-2d)发射的所述帧；以及

第二控制单元(33)，所述第二控制单元(33)从所述接收单元(32)接收所述帧，并且基于存储在所述帧中的所述数据来判定发射所述帧的所述发射器(2a-2d)是与右车轮(5a，5c)相关联还是与左车轮(5b，5d)相关联，

其中，

所述第一控制单元(23)基于所述车轮(5a-5d)是处于加速状态还是处于减速状态的车轮(5a-5d)加速度状态以及从所述切线方向加速度获得的所述车轮(5a-5d)的轮胎的有效半径来判定与所述发射器(2a-2d)相关联的所述车轮(5a-5d)是前车轮(5a，5b)还是后车轮(5c，5d)，以及

所述第一控制单元(23)基于表示所述车轮(5a-5d)是右车轮(5a，5c)还是左车轮(5b，5d)的判定结果以及表示所述车轮(5a-5d)是前车轮(5a，5b)还是后车轮(5c，5d)的判定结果，将所述车轮(5a-5d)的位置确定为右前、左前、右后或者左后，以及

所述第一控制单元(23)将所确定的所述车轮的位置存储在所述帧中作为所述车轮位置判定数据。

2.根据权利要求1所述的车轮位置识别装置，其中，

所述双轴加速度传感器(22)包括检测所述法线方向加速度的第一传感器部件(22a)和检测所述切线方向加速度的第二传感器部件(22b)，以及

所述第二传感器部件(22b)构造成具有比所述第一传感器部件(22a)的动态范围小的动态范围，使得所述第二传感器部件(22b)具有比所述第一传感器部件(22a)的检测精度高的检测精度。

3.一种轮胎压力检测设备，所述轮胎压力检测设备包括根据权利要求1至2中的任一项所述的车轮位置识别装置，其中，

所述发射器(2a-2d)中的每一个包括感测单元(21)，所述感测单元(21)产生与所述车轮(5a-5d)的轮胎压力相应的检测信号，

所述第一控制单元(23)将在所述感测单元(21)中产生的所述检测信号处理成轮胎压力信息，并且将所述轮胎压力信息存储在帧中，以及

所述接收器(3)的所述第二控制单元(33)接收来自所述第一控制单元(23)的包含所述轮胎压力信息的所述帧，并且基于所述帧来检测每个车轮(5a-5d)的轮胎压力。

4.根据权利要求3所述的轮胎压力检测设备，其中，

所述第一控制单元(23)将所述轮胎压力信息和所述车轮位置判定数据存储在同一帧中。

5.一种用于车辆用车轮位置识别装置的发射器，所述发射器与所述车辆的车轮(5a-5d)相关联，所述发射器包括：

双轴加速度传感器(22)，所述双轴加速度传感器(22)检测所述车轮(5a-5d)的法线方向加速度和切线方向加速度，所述法线方向加速度为在与所述车轮(5a-5d)的周向方向相垂直的方向上的加速度，所述切线方向加速度为在与所述车轮(5a-5d)的周向方向相切的方向上的加速度；以及

控制单元(23)，所述控制单元(23)基于所述法线方向加速度的时间微分值与所述切线方向加速度的乘积的符号来判定所述车轮是右车轮(5a，5c)还是左车轮(5b，5d)，并且将表示判定结果的数据存储在帧中作为车轮位置判定数据，

其中，

所述控制单元(23)基于所述车轮(5a-5d)是处于加速状态还是处于减速状态的车轮(5a-5d)加速度状态以及从所述切线方向加速度获得的所述车轮(5a-5d)的轮胎的有效半径来判定所述车轮(5a-5d)是前车轮(5a，5b)还是后车轮(5c，5d)，以及

所控制单元(23)基于表示所述车轮(5a-5d)是右车轮(5a，5c)还是左车轮(5b，5d)的判定结果以及表示所述车轮(5a-5d)是前车轮(5a，5b)还是后车轮(5c，5d)的判定结果，将所述车轮(5a-5d)的位置确定为右前、左前、右后或者左后，以及

所述控制单元(23)将所确定的所述车轮的位置存储在所述帧中作为所述车轮位置判定数据。

6.根据权利要求5所述的发射器，其中，

所述双轴加速度传感器(22)包括检测所述法线方向加速度的第一传感器部件(22a)和检测所述切线方向加速度的第二传感器部件(22b)，以及

所述第二传感器部件(22b)构造成具有比所述第一传感器部件(22a)的动态范围小的动态范围，使得所述第二传感器部件(22b)具有比所述第一传感器部件(22a)的检测精度高的检测精度。