CN104024004A - 车轮位置检测器以及具有该车轮位置检测器的轮胎充气压力检测器 - Google Patents

车轮位置检测器以及具有该车轮位置检测器的轮胎充气压力检测器 Download PDF

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Abstract

一种用于车辆(1)的车轮位置检测器包括：在每个车轮(5a-5d)处的发射器(2)，其具有用于生成并重复地发射具有特定标识信息的帧的第一控制器(23)以及加速度传感器(22)；在车体(6)处的接收器(3)，其从一个车轮(5a-5d)接收该帧并且具有用于执行车轮位置检测的第二控制器(33)；以及车轮速度传感器(11a-11d)，其用于检测齿轮(12a-12d)的齿。第二控制器(33)：获取指示齿位置的齿轮信息；基于齿位置设定变化允许幅度；使用变化允许幅度登记所述一个车轮(5a-5d)；基于当接收器(3)接收到新的帧时的另一齿位置来设定另一变化允许幅度；并且将该变化允许幅度改变为由该变化允许幅度与该另一变化允许幅度之间的交叠部分提供的新的变化允许幅度。

Description

车轮位置检测器以及具有该车轮位置检测器的轮胎充气压力检测器
对相关申请的交叉引用
本申请基于提交于2011年12月16日的日本公开特许公报第2011-276013号，其公开内容通过引用并入本文中。
技术领域
本公开内容涉及一种自动检测车轮被安装在车辆的哪个位置处的车轮位置检测器。车轮位置检测器可以被用于直接型轮胎充气压力检测器，该直接型轮胎充气压力检测器通过将具有压力传感器的发射器直接附着到安装有轮胎的车轮、经由发射器发射来自压力传感器的检测结果、并且由被附着到车辆的接收器接收检测结果来检测轮胎充气压力。
背景技术
已知存在根据现有技术的直接型轮胎充气压力检测器。该类型的轮胎充气压力检测器使用了被提供有传感器例如压力传感器并且被直接附着到安装有轮胎的车辆的发射器。为车辆提供了天线和接收器。如果发射器发射来自传感器的检测信号，则接收器接收天线处的检测信号并且检测轮胎充气压力。
直接型轮胎充气压力检测器确定数据是否从本地车辆发射以及发射器被附着到哪个车轮。出于这个目的，从发射器发射的每个数据包含区分本地车辆与远程车辆并且标识发射器被附着到的车轮的ID信息。
接收器需要预先登记关于与每个车轮位置相关联的每个发射器的ID信息，以能够根据包含在发射数据中的ID信息来定位发射器。如果轮胎被更换，则接收器需要重新登记发射器ID信息与车轮之间的位置关系。例如，专利文献1提出了使该登记自动化的技术方法。
具体而言，专利文献1中所描述的设备基于来自包括在为车辆提供的发射器中的加速度传感器的加速度检测信号来检测出车轮达到指定旋转位置。当从发射器接收到无线信号时，车辆还检测车轮的旋转位置。车辆监视旋转位置之间的相对角度的变化以指定车轮位置。该方法基于指定数目的数据中的偏差来监视由车辆检测到的车轮旋转位置与由车轮检测到的车轮旋转位置之间的相对角度的改变。该方法通过判定变化超过以初始值为基准的可允许值来指定车轮位置。
然而，专利文献1中所描述的方法基于变化是否属于由以初始值为基准的指定可允许值限定的可允许范围来指定车轮位置。当变化属于可允许范围时，该方法不能指定车轮位置。因为该方法基于标准偏差来指定车轮位置，所以需要一定量的数据。该方法不能指定车轮位置，直到获取了必需量的数据为止。因此，指定车轮位置耗费时间。
引用列表
专利文献
[专利文献1]
JP-A-2010-122023
发明内容
本公开内容的目的是提供车轮位置检测器以及具有能够在较短时间段内指定车轮位置的车轮位置检测器的轮胎充气压力检测器。
根据本公开内容的第一方面，一种用于车辆的车轮位置检测器，所述车辆具有多个车轮，所述多个车轮中的每一个包括安装在车体上的轮胎，所述车轮位置检测器包括：发射器，所述发射器被布置在每个车轮处、并且包括用于生成并发射包括特定标识信息的帧的第一控制部；以及接收器，所述接收器被布置在车体处、在接收时间处经由接收天线接收从车轮中的一个车轮的所述发射器发射的所述帧、并且包括第二控制部，所述第二控制部用于执行指定车轮中的所述一个车轮的车轮位置检测并且存储车轮中的所述一个车轮与特定标识信息之间的关系。每个发射器还包括加速度传感器，所述加速度传感器输出对应于加速度的检测信号，所述检测信号具有随着安装有所述发射器的相应车轮的旋转而变化的重力加速度分量。在每个车轮处的所述发射器的所述第一控制部基于来自加速度传感器的检测信号中的重力加速度分量来检测发射器的角度。每个车轮具有作为所述车轮的中心的中心轴，所述车轮的周界的预定位置被称为零度位置，并且所述发射器的角度由发射器、中心和零角度位置限定。在每个车轮处的发射器每当发射器的角度达到指定值时重复地发射所述帧。所述车轮位置检测器还包括：用于每个车轮的车轮速度传感器，所述车轮速度传感器检测与车轮相关联地旋转的齿轮的齿。每个车轮的齿轮具有外周，所述外周提供作为导电部的齿以及所述齿之间的多个中间部，使得所述导电部和所述中间部沿着所述外周交替地布置，并且所述齿的磁阻不同于所述中间部的磁阻。所述第二控制部基于来自车轮速度传感器的检测信号来获取指示齿轮的齿位置的齿轮信息。所述第二控制部基于当接收器接收到所述帧时的齿位置来设定变化允许幅度。当所述接收器接收到所述帧时，所述第二控制部从安装有发射所述帧的发射器的所述车轮中的所述一个车轮的候选中排除特定车轮，并且在所述变化允许幅度被设定之后，所述特定车轮的所述齿位置不处于所述变化允许幅度内。所述第二控制部将剩余的车轮登记为安装有发射所述帧的发射器的车轮中的所述一个车轮。第二控制部每当接收器接收到所述帧时改变变化允许幅度。所述第二控制部基于当接收器接收到新的帧时的另一齿位置来设定另一变化允许幅度。所述第二控制部将变化允许幅度改变为由所述变化允许幅度与所述另一变化允许幅度之间的交叠部分提供的新的变化允许幅度。
在上述车轮位置检测器中，该新的变化允许幅度能够被限制为该交叠。因此，车轮位置检测器能够快速且准确地指定车轮位置。
根据本公开内容的第二方面，一种轮胎充气压力检测器包括根据本公开内容的第一方面的车轮位置检测器。每个车轮的发射器还包括用于输出与所述轮胎的轮胎充气压力对应的检测信号的感测部。每个车轮的第一控制部处理来自所述感测部的检测信号以获取关于轮胎充气压力的信息，并且所述发射器将关于轮胎充气压力的信息存储在所述帧中并将所述帧发射到接收器。所述接收器中的第二控制部基于关于轮胎充气压力的信息来检测每个车轮上的所述轮胎的轮胎充气压力。
轮胎充气压力检测器能够快速且准确地检测轮胎充气压力。
附图说明
根据参考附图进行的以下详细描述，本公开内容的以上和其它目的、特征和优点将变得更容易明白。在附图中：
图1示出了根据第一实施方式的包括车轮位置检测器的轮胎充气压力检测器的总体配置；
图2A示出了发射器和接收器的块配置；
图2B示出了发射器和接收器的块配置；
图3是示出了车轮位置检测器的时序图；
图4示出了齿轮信息的变化；
图5A示意性地示出了用于确定车轮位置的逻辑；
图5B示意性地示出了用于确定车轮位置的逻辑；
图5C示意性地示出了用于确定车轮位置的逻辑；
图6A示出了评估车轮位置的结果；
图6B示出了评估车轮位置的结果；
图6C示出了评估车轮位置的结果；
图6D示出了评估车轮位置的结果。
具体实施方式
(第一实施方式)
将参考附图对本公开内容的第一实施方式进行描述。图1示出了根据本公开内容的第一实施方式的包括车轮位置检测器的轮胎充气压力检测器的总体配置。图1的顶部对应于车辆1的前部。图1的底部对应于车辆1的后部。下面参考图1根据本实施方式描述轮胎充气压力检测器。
如图1中所示，轮胎充气压力检测器被附着到车辆1，并且包括发射器2、用于轮胎充气压力检测器的ECU(电子控制单元)3以及计量仪4。ECU3担当接收器，并且在下文中被称为TPMS-ECU(轮胎压力监视系统ECU)。为了指定车轮位置，车轮位置检测器使用为轮胎充气压力检测器提供的TPMS-ECU3和发射器2。另外，车轮位置检测器从制动器控制ECU(下文中被称为制动器ECU)10获取齿轮信息。齿轮信息根据分别为齿轮5(5a至5d)提供的车轮速度传感器11a至11d的检测信号来生成。
如图1中所示，发射器2被附着到车轮5a至5d中的每一个。发射器2检测被附着到车轮5a至5d的轮胎的充气压力。发射器2将关于轮胎充气压力的信息作为检测结果存储在帧中并且发射帧。TPMS-ECU3被附着到车辆1的车体6。TPMS-ECU3接收从发射器2发射的帧，并且通过基于存储在帧中的检测信号执行各种处理和操作来检测车轮位置和轮胎充气压力。发射器2根据例如FSK(频移键控)来生成帧。接收器3解调帧以读取帧中的数据，并且检测车轮位置和轮胎充气压力。图2A和图2B示出了发射器2和接收器3的块配置。
如图2A中所示，发射器2包括感测部21、加速度传感器22、微型计算机23、发射电路24和发射天线25。电池(未示出)供应电力以驱动这些部件。
感测部21包括例如隔膜型压力传感器21a和温度传感器21b。感测部21输出与轮胎充气压力或温度对应的检测信号。加速度传感器22检测传感器自身在附着有发射器2的车轮5a至5d处的位置。即，加速度传感器22检测车速或者发射器2的位置。例如，根据本实施方式的加速度传感器22输出与作用在旋转的车轮5a至5d上的加速度(更具体地，车轮5a至5d中的每一个的径向方向上即垂直于车轮的周向方向的两个方向上的加速度)对应的检测信号。
微型计算机23包括控制部(第一控制部)，并且根据已知技术来配置。微型计算机23根据存储在控制部的存储器中的程序来执行指定处理。控制部中的存储器存储离散ID信息，该离散ID信息包含用于指定每个发射器2的特定于发射器的标识信息和用于指定本地车辆的特定于车辆的标识信息。
微型计算机23从感测部21接收关于轮胎充气压力的检测信号，处理该信号并根据需要修改它，并且将关于轮胎充气压力的信息以及关于每个发射器2的ID信息存储在帧中。微型计算机23监视来自加速度传感器22的检测信号以检测附着到车轮5a至5d的每个发射器2的位置或者车速。微型计算机23基于对发射器2的位置或者车速进行检测的结果来生成帧并且允许发射电路24将帧(数据)经由发射天线25发射到接收器3。
具体而言，微型计算机23在车辆1正在行驶的假设下开始发射帧。每当加速度传感器22达到指定角度时，微型计算机23基于来自加速度传感器22的检测信号来重复地发射帧。微型计算机23基于对车速进行检测的结果来假设车辆正在行驶。微型计算机23基于对发射器2的位置进行检测的结果来确定加速度传感器22的角度，而其位置依赖于来自加速度传感器22的检测信号。
微型计算机23使用来自加速度传感器22的检测信号来检测车速。微型计算机23在车速达到指定值(例如5km/h)或更大时假设车辆1正在行驶。来自加速度传感器22的输出包括离心加速度，即，基于离心力的加速度。可通过对离心加速度进行积分并乘以系数来计算车速。微型计算机23通过从加速度传感器22的输出中排除重力加速度分量来计算离心加速度，并且基于离心加速度来计算车速。
加速度传感器22根据车轮5a至5d的旋转来输出检测信号。当车辆正在行驶时，检测信号包含重力加速度分量并且指示对应于车轮旋转的幅度。例如，如果发射器2被定位在车轮5a至5d中的每一个的中心轴的上方，则检测信号指示最大负幅度。如果发射器2与中心轴齐平，则检测信号指示零幅度。如果发射器2被定位在中心轴的下方，则检测信号指示最大正幅度。该幅度可用来得到加速度传感器22的位置或者用于发射器2的位置的角度。例如，假设当加速度传感器22被定位在车轮5a至5d中的每一个的中心轴的上方时由加速度传感器22形成的角度为0°，可得到该角度。
在车速达到指定值的同时或者在加速度传感器22在车速达到指定值之后达到指定角度的同时，每个发射器2开始发射帧。发射器2在由加速度传感器22形成的角度等于用于第一帧发射的角度的发射时间处重复地发射帧。另一方面，发射时间在如下情况下可能是更有利的：考虑到电池寿命，发射器2在指定时间段(例如15秒)内发射帧仅一次而不是每当指定角度被达到时发射帧。
发射电路24将从微型计算机23发射的帧经由发射天线25发射到接收器3。发射电路24担当输出部。帧发射使用例如RF带宽无线电波。
例如，根据上述配置的发射器2被附着到车轮5a至5d中的每一个上的空气吸入阀，并且被定位成将感测部21暴露在轮胎之内。发射器2检测对应的轮胎充气压力。如上所述，当车速超过指定值时，每当用于车轮5a至5d中的每一个的加速度传感器22达到指定角度时，发射器2经由为每个发射器2提供的发射天线25重复地发射帧。此后，每当用于车轮5a至5d中的每一个的加速度传感器22达到指定角度时，发射器2可以重复地发射帧。然而，考虑到电池寿命，期望延长发射间隔。为此目的，当确定车轮位置所需要的时间到期时，车轮定位模式改变为周期性发射模式。发射器2然后以较长的周期(例如，每一分钟)发射帧，以向接收器3周期性地发射关于轮胎充气压力的信号。例如，可以为每个发射器2提供随机延迟以为各发射器2提供不同的发射时间。这能够防止TPMS-ECU3由于来自发射器2的无线电波的干扰而禁止接收。
如图2B中所示，TPMS-ECU3包括接收天线31、接收电路32和微型计算机33。TPMS-ECU3经由内部LAN例如CAN(待描述)从制动器ECU10获取齿轮信息以获取由与车轮5a至5d中的每一个一起旋转的齿轮的齿边数目(或齿数目)指示的齿位置。
接收天线31接收从发射器2发射的帧。接收天线31被固定到车体6。接收天线31可以被提供为被放置在TPMS-ECU3中的内部天线，或者被提供为使用了从车体延伸的线的外部天线。
向接收电路32供应从发射器2发射并在接收天线31处被接收的发射帧。接收电路32担当将帧传送到微型计算机33的输入部。接收电路32经由接收天线31接收信号(帧)，然后将接收到的信号传送到微型计算机33。
微型计算机33等价于第二控制部，并且根据存储在微型计算机33的存储器中的程序来执行车轮位置检测处理。具体而言，微型计算机33基于从制动器ECU10获取的信息与用于从每个发射器2接收发射帧的接收时间之间的关系来检测车轮位置。微型计算机33以指定周期(例如10ms)从制动器ECU10获取齿轮信息。齿轮信息根据分别为车轮5a至5d提供的车轮速度传感器11a至11d来生成。
齿轮信息指示与车轮5a至5d一起旋转的齿轮的齿位置。例如，车轮速度传感器11a至11d被配置为倚靠齿轮齿而提供的电磁拾取传感器。车轮速度传感器11a至11d响应于齿轮齿的通过而改变检测信号。该类型的车轮速度传感器11a至11d使用对应于齿通过的方波脉冲来输出检测信号。方波脉冲的上升和下降表示齿轮齿边的通过。因此，制动器ECU10基于来自车轮速度传感器11a至11d的检测信号中的上升和下降的数目来对齿轮齿边数目或者边通过数目进行计数。制动器ECU10以指定周期向微型计算机33通知齿边数目作为表示齿位置的齿轮信息。微型计算机33由此能够标识齿轮的哪个齿在该时间处通过。
每当齿轮作出一次旋转时，齿边数目被重置。例如，假定齿轮具有48个齿。从0至95对边进行编号，并且总计96个边。当计数值达到95时，它返回到0并且计数恢复。
代替如上所述的齿轮齿边数目，制动器ECU可以向微型计算机33通知与所计数的齿通过数目等价的齿数目作为齿轮信息。制动器ECU10可以向微型计算机33通知已在指定周期期间通过的边或齿数目。制动器ECU10可以允许微型计算机33将在指定周期期间通过的边或齿数目与最新近的边或齿数目相加。微型计算机33可以以该周期对边或齿数目进行计数。即，微型计算机33仅需要能够以该周期最终获取边或齿数目作为齿轮信息。每当断电时，制动器ECU10重置齿轮齿边数目或齿数目。制动器ECU10与通电序列同时地或者当通电并且达到指定车速时重新开始测量。因此，同一齿轮用相同数目的边或齿来表示，即使每当断电时边或齿数目被重置。
微型计算机33在接收到从每个发射器2发射的帧时测量接收时间。微型计算机33基于所获取的齿轮边或齿数目当中的在用于接收帧的时间处的齿轮边或齿数目来检测车轮位置。微型计算机33由此能够检测车轮位置以指定每个发射器2被附着到车轮5a至5d中的哪个车轮。下面将详细描述检测车轮位置的方法。
基于车轮位置检测结果，微型计算机33将关于发射器2的ID信息和安装有发射器2的车轮5a至5d的位置彼此相关联地存储。此后，微型计算机33基于存储在从每个发射器2发射的帧中的ID信息和关于轮胎充气压力的数据来检测车轮5a至5d的轮胎充气压力。微型计算机33将对应于轮胎充气压力的电信号经由内部LAN例如CAN输出到计量仪4。例如，微型计算机33将轮胎充气压力与指定阈值Th相比较以检测轮胎充气压力的减小。微型计算机33将检测到的减小输出到计量仪4。由此，向计量仪4通知四个车轮5a至5d中的哪个车轮减小了轮胎充气压力。
计量仪4担当报警部。如图1中所示，计量仪4被提供于驾驶员能够看到的地方。例如，计量仪4被配置为包括在车辆1的仪表板中的计量仪显示器。假定接收器3中的微型计算机33发射表示轮胎充气压力的减小的信号。在接收到该信号时，计量仪4提供表示轮胎充气压力的减小同时指定车轮5a至5d中的任何车轮的指示。计量仪4由此向驾驶员通知特定车轮上的轮胎充气压力的减小。
下面根据本实施方式描述轮胎充气压力检测器的操作。下面的描述被分成车轮位置检测和由轮胎充气压力检测器执行的轮胎充气压力检测。
首先将描述车轮位置检测。图3是示出了车轮位置检测的时序图。图4示出了齿轮信息的变化。图5A、图5B和图5C示意性地示出了用于确定车轮位置的逻辑。图6A、图6B、图6C和图6D示出了评估车轮位置的结果。参考这些附图，将描述车轮位置检测的特定方法。
在发射器2上，微型计算机23基于从电池供应的电力、以指定采样周期监视来自加速度传感器22的检测信号。微型计算机23由此检测车轮5a至5d中的每一个上的加速度传感器22的角度以及车速。当车速达到指定值时，微型计算机23在加速度传感器22达到指定角度的时间处重复地发射帧。例如，假设当车速达到指定值时可得到指定角度或者假设当车速达到指定值然后加速度传感器22达到指定角度时可得到开始时间，微型计算机23允许每个发射器22发射帧。微型计算机23在由加速度传感器22形成的角度等于用于第一帧发射的角度的发射时间处重复地发射帧。
如图3中所示的正弦曲线是因提取来自加速度传感器22的检测信号的重力加速度分量而得到的。基于正弦曲线得到加速度传感器22的角度。每当基于正弦曲线加速度传感器22达到同一角度时，帧被发射。
TPMS-ECU3以指定周期(例如10ms)从制动器ECU10获取齿轮信息。齿轮信息是从分别为车轮5a至5d提供的车轮速度传感器11a至11d供应的。TPMS-ECU3测量接收从每个发射器2发射的帧的接收时间。TPMS-ECU3从所获取的齿轮边或齿数目当中获取在用于接收帧的时间处的齿轮边或齿数目。
用于接收从每个发射器2发射的帧的时间不总是与用于从制动器ECU10获取齿轮信息的周期重合。出于这个原因，在用于接收帧的时间处的齿轮边或齿数目可以使用如下齿轮边或齿数目来表示：该齿轮边或齿数目被指示于齿轮信息中，并且以用于从制动器ECU10获取齿轮信息并且与用于接收帧的时间最接近(即，紧接在用于接收帧的周期之前或之后)的周期获取。在用于接收帧的时间处的齿轮边或齿数目可以使用如下齿轮边或齿数目来计算：该齿轮边或齿数目被指示于以用于从制动器ECU10获取齿轮信息并且紧接在用于接收帧的时间之前和之后发生的周期来获取的齿轮信息中。例如，可得到被指示于紧接在用于接收帧的时间之前和之后获取的齿轮信息中的齿轮边或齿数目的中间值。该中间值可以被用作在用于接收帧的时间处的齿轮边或齿数目。
每当帧被接收到时，轮胎充气压力检测器重复用于获取在用于接收帧的时间处的齿轮边或齿数目的操作。轮胎充气压力检测器基于所获取的在用于接收帧的时间处的齿轮边或齿数目来执行车轮位置检测。具体而言，轮胎充气压力检测器通过确定在用于接收帧的时间处的齿轮边或齿数目的变化是否保持在基于在前一接收时间处的齿轮边或齿数目而指定的可允许范围内来执行车轮位置检测。
如果从车轮接收到帧，则每当加速度传感器22达到指定角度时对应于车轮的发射器2发射帧。齿位置与前一个几乎匹配，因为齿位置由在用于接收帧的时间处的齿轮边或齿数目指示。因此，在用于接收帧的时间处的齿轮边或齿数目的变化是小的并且保持在可允许范围内。这还适用于多于一次接收帧的情形。在用于接收帧的时间处的齿轮边或齿数目的变化保持在在第一帧接收时间处确立的可允许范围内。如果未从车轮接收到帧，则齿位置变化，因为齿位置由在用于接收从与车轮对应的发射器2偶发性地发射的帧的时间处的齿轮边或齿数目指示。
用于车轮速度传感器11a至11d的齿轮旋转以与车轮5a至5d互锁。因此，从其接收到帧的车轮难以引起由在用于接收帧的时间处的齿轮边或齿数目指示的齿位置的变化。然而，车轮5a至5d不能以完全相同的状态旋转，因为车轮5a至5d的旋转状态随路况、转弯或变道而变化。因此，未从其接收到帧的车轮引起由在用于接收帧的时间处的齿轮边或齿数目指示的齿位置的变化。
如图4中所示，齿轮12a至12d指示当点火开关(IG)被最初接通时边计数为0。在车辆开始行驶之后，从给定车轮连续地接收到帧。与该车轮不同的车轮引起由在用于接收帧的时间处的齿轮边或齿数目指示的齿位置的变化。轮胎充气压力检测器通过确定该变化是否保持在可允许范围内来执行车轮位置检测。
如图5A中所示，例如，当第一次发射帧时，发射器2被定位至第一接收角。假定变化允许幅度表示对于齿轮边或齿数目而言可允许的变化并且等价于以第一接收角为中心的180°范围，即，以第一接收角为基准的±90°范围。变化允许幅度等价于以在第一接收时的边数目为中心的±24个边，或者等价于以在第一接收时的齿数目为中心的±12个齿。如图5B中所示，在第二帧接收时的齿轮边或齿数目满足在第一帧接收时确定的变化允许幅度。在此情形中，与边或齿数目对应的车轮很可能与用于发射帧的车轮匹配并且被假设为真(TRUE)。
还在此情形中，变化允许幅度被确立为以作为发射器2在第二帧接收时的角度的第二接收角为中心，并且等价于以第二接收角为中心的180°，即±90°。新的变化允许幅度的范围在边计数12和48之间。这是前一变化允许幅度即以第一接收角为中心的180°的变化允许幅度(±90°)与以第二接收角为中心的180°的变化允许幅度(±90°)之间的交叠。新的变化允许幅度可被限制为新的交叠范围。
如图5C中所示，在第三帧接收时的齿轮边或齿数目超过了由第一帧接收和第二帧接收确定的变化允许幅度。在此情形中，与该边或齿数目对应的车轮很可能不同于用于发射帧的车轮并且被假设为假(FALSE)。在第三帧接收时的齿轮边或齿数目被假设为假(FALSE)，即使它满足由第一帧接收确定的变化允许幅度但是超过了由第一帧接收和第二帧接收确定的变化允许幅度。这使得能够确定用于发射所接收到的帧的发射器2被附着到车轮5a至5d中的哪个车轮。
如图6A中所示，每当包含作为标识信息的ID1的帧被接收到时，轮胎充气压力检测器针对该帧获取齿轮边或齿数目。轮胎充气压力检测器根据对应车轮比如前左轮FL、前右轮FR、后左轮RL和后右轮RR来存储所获取的信息。每当帧被接收到时，轮胎充气压力检测器确定所获取的齿轮边或齿数目是否满足变化允许幅度。轮胎充气压力检测器从可能安装有发射帧的发射器2的候选车轮中排除不满足变化允许幅度的车轮。如果车轮最终仍未被排除，假设该车轮安装有发射帧的发射器2，则轮胎充气压力检测器登记该车轮。如果帧包含ID1，则轮胎充气压力检测器将前右轮RF、后右轮RR和后左轮RL以此顺序从候选车轮中排除。假设前左轮FL安装有发射帧的发射器2，轮胎充气压力检测器最终登记前左轮FL。
如图6B至图6D中所示，轮胎充气压力检测器对包含作为标识信息的ID2至ID4的帧执行与用于包含ID1的帧的处理相同的处理。以此方式，轮胎充气压力检测器能够指定安装有发射帧的发射器2的车轮。轮胎充气压力检测器能够指定安装有发射器2的所有四个车轮。
如上所述，帧指定了发射器2被附着到车轮5a至5d中的哪个车轮。微型计算机33将关于用于发射帧的发射器2的ID信息与发射器2被附着到的车轮的位置相关联地存储。
TPMS-ECU3接收当车速达到指定值时所发射的帧。TPMS-ECU3由此存储在接收时间处的齿轮信息。TPMS-ECU3当车速变得低于指定值(例如5km/h)时丢弃现有的齿轮信息以确定车辆是否停止。当车辆再次开始行驶时，轮胎充气压力检测器重新执行如上所述的车轮位置检测。
在执行车轮位置检测之后，轮胎充气压力检测器执行轮胎充气压力检测。具体而言，每个发射器2在轮胎充气压力检测期间以指定周期发射帧。每当发射器2发射帧时，接收器3针对四个车轮接收帧。基于存储在每个帧中的ID信息，TPMS-ECU3确定被附着到车轮5a至5d的各发射器2中的哪个发射器发射了帧。TPMS-ECU3根据关于轮胎充气压力的信息来检测车轮5a至5d的轮胎充气压力。TPMS-ECU3由此能够检测车轮5a至5d的轮胎充气压力的减小并且确定车轮5a至5d中的哪个车轮减小了轮胎充气压力。TPMS-ECU3向计量仪4通知轮胎充气压力的减小。计量仪4提供表示轮胎充气压力的减小同时指定车轮5a至5d中的任何车轮的指示。计量仪4由此向驾驶员通知特定车轮上的轮胎充气压力的减小。
如上所述，车轮位置检测器基于来自车轮速度传感器11a至11d的检测信号来获取指示齿轮12a至12d的齿位置的齿轮信息，车轮速度传感器11a至11d检测与车轮5a至5d一起旋转的齿轮12a至12d的齿的通过。变化允许幅度基于在用于接收帧的时间处的齿位置来确立。在变化允许幅度被确立之后，车轮可以指示超过在用于接收帧的时间处的变化允许幅度的齿位置。车轮位置检测器从可能安装有发射帧的发射器2的候选车轮中排除该车轮。车轮位置检测器将剩余的车轮登记为安装有发射帧的发射器2的车轮。车轮位置检测器不使用大量数据就能够指定车轮位置。
新的变化允许幅度被假设基于在用于接收帧的时间处的齿位置的变化允许幅度与在用于接收前一帧的时间处确立的变化允许幅度之间的交叠。新的变化允许幅度可被限制为该交叠。因此，车轮位置检测器能够快速且准确地指定车轮位置。
当车速超过指定值时发射帧。加速度传感器22检测发射器2在车轮5a至5d处的位置。车轮位置检测器能够紧接在车辆1开始行驶之后执行车轮位置检测，尽管仅在车辆1开始行驶之后车轮位置检测才可用。车轮位置检测无需触发装置就可用，这与基于从触发装置输出的接收信号的强度的车轮位置检测不同。
(其它实施方式)
每当接收到帧时，上述实施方式改变变化允许幅度，从而逐渐地限制变化允许幅度。变化允许幅度总是以齿位置为中心来确立。可以改变以齿位置为中心来确立的变化允许幅度。例如，齿位置的变化可以随着车速增大而增大。变化允许幅度可以通过随着车速增大而增大变化允许幅度来更适当地确立。当加速度传感器22达到指定角度时，增大使加速度传感器22检测加速度的采样周期使得时间检测精度降级。变化允许幅度可通过相应地改变它来更适当地确立。在此情形中，例如，发射器2保持对采样周期的跟踪。发射器2能够发射包含确定变化允许幅度大小的数据的帧。
当加速度传感器22朝着以车轮5a至5d中的每一个的中心轴为基准的顶部而定位时，上述实施方式以0°的角度发射帧。然而，这仅是例子。仅需要在车轮在周向方向上的任何位置处确保0°的角度。
根据上述实施方式，TPMS-ECU3从制动器ECU10获取齿轮信息。然而，其它ECU也可以获取齿轮信息，因为TPMS-ECU3可获取齿轮齿边或齿数目作为齿轮信息。来自车轮速度传感器11a至11d的检测信号可以被输入以从检测信号获取齿轮齿边或齿数目。根据上述实施方式，TPMS-ECU3和制动器ECU10被配置为单独的ECU，但是也可以被配置为集成的ECU。在此情形中，向ECU直接供应来自车轮速度传感器11a至11d的检测信号，并且ECU从检测信号获取齿轮齿边或齿数目。在此情形中，可总是获取齿轮齿边或齿数目。与以指定周期获取信息的情形不同，可基于仅在帧接收时间处的齿轮信息来执行车轮位置检测。
尽管上述实施方式已描述了为具有四个车轮5a至5d的车辆1提供的车轮位置检测器，但是本公开内容也适用于具有更多个车轮的车辆。
根据本公开内容，车轮速度传感器11a至11d仅需要检测与车轮5a至5d一起旋转的齿轮的齿的通过。因此，齿轮仅需要被配置成通过使具有导电外周的齿和齿之间的部分交替来提供不同的磁阻。齿轮不限于其外周被配置为锯齿状外边并且形成一系列导电突起和非导电空隙的普通结构。例如，齿轮包括其外周被配置为导电部和非导电绝缘体的转子开关(参见JP-A-H10-1998-048233)。
上述公开内容具有以下方面。
根据本公开内容的第一方面，一种用于车辆的车轮位置检测器，该车辆具有多个车轮，该多个车轮中的每一个包括安装在车体上的轮胎，该车轮位置检测器包括：发射器，该发射器被布置在每个车轮处、并且包括用于生成并发射包括特定标识信息的帧的第一控制部；以及接收器，该接收器被布置在车体处、在接收时间经由接收天线接收从车轮中的一个车轮的发射器发射的该帧、并且包括第二控制部，该第二控制部用于执行指定车轮中的所述一个车轮的车轮位置并且存储车轮中的所述一个车轮与特定标识信息之间的关系。每个发射器还包括加速度传感器，该加速度传感器输出对应于加速度的检测信号，该检测信号具有随着安装有发射器的相应车轮的旋转而变化的重力加速度分量。在每个车轮上的发射器的第一控制部基于来自加速度传感器的检测信号中的重力加速度分量来检测发射器的角度。每个车轮具有作为车轮的中心的中心轴，车轮的周界的预定位置被称为零度位置，并且发射器的角度由发射器、中心和零角度位置限定。在每个车轮处的发射器每当发射器的角度达到特定值时重复地发射该帧。车轮位置检测器还包括：用于每个车轮的车轮速度传感器，该车轮速度传感器检测与车轮相关联地旋转的齿轮的齿。每个车轮的齿轮具有外周，所述外周提供作为导电部的齿和该齿之间的多个中间部，使得导电部和中间部沿着外周交替地布置，并且齿的磁阻不同于中间部的磁阻。第二控制部基于来自车轮速度传感器的检测信号来获取指示齿轮的齿位置的齿轮信息。第二控制部基于当接收器接收到该帧时的齿位置来设定变化允许幅度。当接收器接收到该帧时，第二控制部从安装有发射该帧的发射器的车轮中的所述一个车轮的候选中排除特定车轮，并且在变化允许幅度被设定之后，所述特定车轮的齿位置不处于该变化允许幅度内。第二控制部将剩余的车轮登记为安装有发射该帧的发射器的车轮中的所述一个车轮。第二控制部每当接收器接收到该帧时改变变化允许幅度。第二控制部基于当接收器接收到新的帧时的另一齿位置来设定另一变化允许幅度。第二控制部将变化允许幅度改变为由该变化允许幅度与该另一变化允许幅度之间的交叠部分提供的新的变化允许幅度。
车轮可以指示超过在帧接收时间处的变化允许幅度的齿位置。车轮位置检测器能够将这样的车轮从可能安装有发射了该帧的发射器的候选车轮中排除。车轮位置检测器不使用大量数据就能够指定车轮位置。新的变化允许幅度被假设基于在用于接收该帧的时间处的齿位置的变化允许幅度与在用于接收前一帧的时间处确立的变化允许幅度之间的交叠。新的变化允许幅度能够被限制为该交叠。因此，车轮位置检测器能够快速且准确地指定车轮位置。
可替选地，第二控制部可以根据车速增大来增大变化允许幅度的范围。在此情形中，齿位置的变化可以随着车速增大而增大。可通过随着车速增大而增大变化允许幅度来更适当地确立变化允许幅度。
可替选地，第一控制部可以发射还包括确定由第二控制部设定的变化允许幅度的范围的数据的该帧。在此情形中，当发射器达到指定角度时，增大使加速度传感器检测加速度的采样周期使得时间检测精度降级。变化允许幅度可通过相应地改变它来更适当地确立。例如，发射器保持对采样周期的跟踪。发射器可发射包含确定变化允许幅度大小的数据的帧以提供上述效果。
可替选地，第二控制部可以以预定周期获取齿轮信息。第二控制部计算通过使用如下齿位置来计算当接收器接收到该帧时的齿位置：由与该帧的所述接收时间最接近的所述预定周期的所述齿轮信息指示的齿位置；或者由紧接在该帧的所述接收时间之前或之后发生的所述预定周期的所述齿轮信息指示的齿位置。
根据本公开内容的第二方面，一种轮胎充气压力检测器包括根据本公开内容的第一方面的车轮位置检测器。每个车轮的发射器还包括用于输出与轮胎的轮胎充气压力对应的检测信号的感测部。每个车轮的第一控制部处理来自感测部的检测信号以获取关于轮胎充气压力的信息，并且发射器将关于轮胎充气压力的信息存储在该帧中并将该帧发射到接收器。接收器中的第二控制部基于关于轮胎充气压力的信息来检测每个车轮上的轮胎的轮胎充气压力。
轮胎充气压力检测器能够快速且准确地检测出轮胎充气压力。
尽管已经参考本公开内容的实施方式描述了本公开内容，但是应当理解，本公开内容并不限于实施方式和构造。本公开内容旨在覆盖各种修改和等价布置。此外，除了所述各种组合和配置之外，包括更多、更少或仅单个元件的其他组合和构造也在本公开内容的精神和范围内。

Claims (5)

1.一种用于车辆(1)的车轮位置检测器，所述车辆(1)具有多个车轮(5a至5d)，所述多个车轮(5a至5d)中的每一个包括安装在车体(6)上的轮胎，所述车轮位置检测器包括：
发射器(2)，所述发射器(2)被布置在每个车轮(5a至5d)处、并且包括用于生成并发射包括特定标识信息的帧的第一控制部(23)；以及
接收器(3)，所述接收器(3)被布置在所述车体(6)处、在接收时间处经由接收天线(31)接收从所述车轮(5a至5d)中的一个车轮的所述发射器(2)发射的所述帧、并且包括第二控制部(33)，所述第二控制部(33)用于执行指定所述车轮(5a至5d)中的所述一个车轮的车轮位置检测并且存储所述车轮(5a至5d)中的所述一个车轮与所述特定标识信息之间的关系，
其中，每个发射器(2)还包括加速度传感器(22)，所述加速度传感器(22)输出对应于加速度的检测信号，所述检测信号具有随着安装有所述发射器(2)的相应车轮的旋转而变化的重力加速度分量，
其中，在每个车轮(5a至5d)处的所述发射器(2)的所述第一控制部(23)基于来自所述加速度传感器(22)的所述检测信号中的所述重力加速度分量来检测所述发射器(2)的角度，
其中，每个车轮(5a至5d)具有作为所述车轮(5a至5d)的中心的中心轴，所述车轮(5a至5d)的周界的预定位置被称为零度位置，并且所述发射器(2)的所述角度由所述发射器(2)、所述中心和所述零角度位置限定，
其中，在每个车轮(5a至5d)处的所述发射器(2)每当所述发射器(2)的所述角度达到指定值时重复地发射所述帧，
所述车轮位置检测器还包括：
用于每个车轮(5a至5d)的车轮速度传感器(11a至11d)，所述车轮速度传感器(11a至11d)检测与所述车轮(5a至5d)相关联地旋转的齿轮(12a至12d)的齿，
其中，每个车轮(5a至5d)的所述齿轮具有外周，所述外周提供作为导电部的齿以及所述齿之间的多个中间部，使得所述导电部和所述中间部沿着所述外周交替地布置，并且所述齿的磁阻不同于所述中间部的磁阻，
其中，所述第二控制部(33)基于来自所述车轮速度传感器(11a至11d)的检测信号来获取指示所述齿轮(12a至12d)的齿位置的齿轮信息，
其中，所述第二控制部(33)基于当所述接收器(3)接收到所述帧时的齿位置来设定变化允许幅度，
其中，当所述接收器(3)接收到所述帧时，所述第二控制部(33)从安装有发射所述帧的所述发射器(2)的所述车轮(5a至5d)中的所述一个车轮的候选中排除特定车轮，并且在所述变化允许幅度被设定之后，所述特定车轮的所述齿位置不处于所述变化允许幅度内，
其中，所述第二控制部(33)将剩余的车轮登记为安装有发射所述帧的所述发射器(2)的所述车轮(5a至5d)中的所述一个车轮，
其中，所述第二控制部(33)每当所述接收器(3)接收到所述帧时改变所述变化允许幅度，
其中，所述第二控制部(33)基于当所述接收器(3)接收到新的帧时的另一齿位置来设定另一变化允许幅度，并且
其中，所述第二控制部(33)将所述变化允许幅度改变为由所述变化允许幅度与所述另一变化允许幅度之间的交叠部分提供的新的变化允许幅度。
2.根据权利要求1所述的车轮位置检测器，
其中，所述第二控制部(33)根据车速增大来增大所述变化允许幅度的范围。
3.根据权利要求1或2所述的车轮位置检测器，
其中，所述第一控制部(23)发射还包括确定由所述第二控制部(33)设定的所述变化允许幅度的范围的数据的所述帧。
4.根据权利要求1所述的车轮位置检测器，
其中，所述第二控制部(33)以预定周期获取所述齿轮信息，
其中，所述第二控制部(33)通过使用如下齿位置来计算当所述接收器(3)接收到所述帧时的齿位置：由与所述帧的所述接收时间最接近的所述预定周期的所述齿轮信息指示的齿位置；或者由紧接在所述帧的所述接收时间之前或之后发生的所述预定周期的所述齿轮信息指示的齿位置。
5.一种轮胎充气压力检测器，所述轮胎充气压力检测器包括根据权利要求1至4中的任一项所述的车轮位置检测器，
其中，每个车轮(5a至5d)的所述发射器(2)还包括用于输出与所述轮胎的轮胎充气压力对应的检测信号的感测部(21)，
其中，每个车轮(5a至5d)的所述第一控制部(23)处理来自所述感测部(21)的所述检测信号以获取关于所述轮胎充气压力的信息，并且所述发射器(2)将关于所述轮胎充气压力的信息存储在所述帧中并将所述帧发射到所述接收器(3)，并且
其中，所述接收器(3)中的所述第二控制部(33)基于关于所述轮胎充气压力的信息来检测每个车轮(5a至5d)上的所述轮胎的所述轮胎充气压力。
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