CN105774426A - 可定位的无线胎压检测装置、系统及其定位方法 - Google Patents

Abstract

一种检测可定位的无线胎压检测装置、系统及其定位方法，该方法包含：接收一轮胎的一径向加速度值与一切线加速度值；将该径向加速度值与该切线加速度值分别与一重力加速度值进行运算，以分别得到一径向向量计算值与一切线向量计算值；根据该径向向量计算值与切线向量计算值的增减判断出一操作状态；判断该操作状态是否发生转换；当判断出该操作状态转换为另一操作状态，根据操作状态的转换顺序判断轮胎的一位置信息。

Description

可定位的无线胎压检测装置、系统及其定位方法

技术领域

本发明涉及一种无线胎压检测装置的定位方法、可定位的无线胎压检测装置以及可定位的无线胎压检测系统，判断无线胎压检测装置所安装轮胎的位置。

背景技术

在车辆行驶中，轮胎胎压是行车安全相当重要的一因素。若轮胎胎压不足，轮胎表皮与地面的接触面积增加而提高轮胎与地面的磨擦力，导致增加油耗以及加重引擎负担；此外，轮胎内部的空气温度也将上升，伴随空气体积膨胀，若轮胎胎况不佳，严重时甚至出现爆胎的情况。因此，为了使驾驶人能掌握轮胎胎压，以便于行驶中察觉胎压异常时减慢车速，将车辆停靠路边避免衍生交通意外，现有无线胎压检测器可供装设在车辆的轮胎中，由无线胎压检测器检测轮胎的胎压，并将检测结果传送到一接收装置(例如驾驶座的仪表板或胎压显示器等)，供驾驶人可随时检视胎压状态。

以四轮轿车为例，其四个轮胎皆分别装设有一无线胎压检测器，依据方位可将轮胎区分为两个前轮与两个后轮，或两个左轮与两个右轮。前、后轮的判断方式较为容易，举例来说，因前轮距离引擎较近，一般而言，前轮的胎温会高于后轮的胎温，故该接收装置可根据胎温高低判断无线胎压检测器所设置的轮胎为前轮或后轮。然而，左、右轮的胎温特性较为雷同，若仅依据胎温高低无法直接判断出无线胎压检测器所装设的轮胎是左侧轮胎或右侧轮胎。

发明内容

因此本发明的主要目的在于提供一种无线胎压检测装置的定位方法，用以分辨无线胎压检测装置所装设的轮胎为左侧轮胎或右侧轮胎。

本发明无线胎压检测装置的定位方法包含：

接收一轮胎的一径向加速度值与一切线加速度值；

将该径向加速度值与该切线加速度值分别与一重力加速度值进行运算，以分别得到一径向向量计算值与一切线向量计算值；

根据该径向向量计算值与切线向量计算值的增减判断出一操作状态；

判断该操作状态是否发生转换；

当判断出该操作状态转换为另一操作状态，根据操作状态的转换顺序判断该轮胎的一位置信息。

本发明的另一目的在于提供一种可定位的无线胎压检测装置，供设于一车辆的轮胎内，该无线胎压检测装置包含有：

一加速度检测模块，检测该轮胎的一径向加速度值与一切线加速度值；

一无线传输模块；以及

一控制器，电性连接该加速度检测模块与该无线传输模块，该控制器将该径向加速度值与该切线加速度值分别与一重力加速度值进行运算，以分别得到一径向向量计算值与一切线向量计算值，并根据该径向向量计算值与切线向量计算值的增减判断出一操作状态；当该控制器判断出该操作状态转换为另一操作状态，根据操作状态的转换顺序判断该轮胎的一位置信息，并将该位置信息通过该无线传输模块对外传输。

本发明的再一目的在于提供一种可定位的无线胎压检测系统，包含有：

多个无线胎压检测装置，分别供设于一车辆的多个轮胎内，各无线胎压检测装置包含有一加速度检测模块与一无线传输模块，该加速度检测模块检测轮胎的一径向加速度值与一切线加速度值，并由该无线传输模块对外传输；

一接收装置，供设于该车辆内并连线该多个无线胎压检测装置的无线传输模块，该接收装置将各无线胎压检测装置的径向加速度值与切线加速度值分别与一重力加速度值进行运算，以分别得到一径向向量计算值与一切线向量计算值，并根据该径向向量计算值与切线向量计算值的增减判断出一操作状态；当该接收装置判断出各无线胎压检测装置的操作状态转换为另一操作状态，根据操作状态的转换顺序判断各轮胎的一位置信息。

本发明主要藉由径向加速度值、切线加速度值与重力加速度值的运算，配合判断操作状态的转换顺序，就能定义出无线胎压检测装置的位置信息是属于左侧轮胎或右侧轮胎，若再进一步结合现有技术所述的前、后轮判断结果，即可准确定位出各无线胎压检测装置是装设在左前轮、左后轮、右前轮或右后轮。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1：本发明无线胎压检测装置的电路方框示意图；

图2：本发明中加速度检测模块的动作示意图；

图3：本发明中加速度检测模块的使用状态示意图；

图4：本发明无线胎压检测装置的使用状态示意图；

图5：本发明无线胎压检测装置安装于一车辆的示意图；

图6A：本发明中左侧轮胎的加速度检测模块的使用状态示意图(一)；

图6B：本发明中左侧轮胎的加速度检测模块的使用状态示意图(二)；

图6C：本发明中左侧轮胎的加速度检测模块的使用状态示意图(三)；

图6D：本发明中左侧轮胎的加速度检测模块的使用状态示意图(四)；

图7：本发明对应于左侧轮胎的径向向量计算值与切线向量计算值的波形示意图；

图8A：本发明中右侧轮胎的加速度检测模块的使用状态示意图(一)；

图8B：本发明中右侧轮胎的加速度检测模块的使用状态示意图(二)；

图8C：本发明中右侧轮胎的加速度检测模块的使用状态示意图(三)；

图8D：本发明中右侧轮胎的加速度检测模块的使用状态示意图(四)；

图9：本发明对应于右侧轮胎的径向向量计算值与切线向量计算值的波形示意图。

其中，附图标记

100无线胎压检测装置200接收装置

101左侧无线胎压检测装置102右侧无线胎压检测装置

10加速度检测模块11加速度检测模块

12加速度检测模块20无线传输模块

30控制器40轮胎

41运动路径51左侧轮胎

52右侧轮胎60车辆

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

本发明无线胎压检测装置是供安装于一车辆的轮胎内，请参考图1所示，本发明无线胎压检测装置100包含有一加速度检测模块10、一无线传输模块20与一控制器30。

该加速度检测模块10可为一重力加速度检测模块(G-sensor)，包含一电路板与设于电路板上的加速度检测集成电路(IC)，用以检测多个轴向的加速度值。本较佳实施例中，请参考图2，所述轴向包含有三维空间座标的x轴与z轴，当该加速度检测模块10移动时，对应产生一x轴加速度值与一z轴加速度值，y轴为该轮胎的旋转轴。请配合参考图3，因该加速度检测模块10是安装于轮胎40中，当轮胎40转动时，该加速度检测模块10沿着一概呈圆形的运动路径41移动，则该x轴加速度值等同于该加速度检测模块10沿着该运动路径41移动时的一切线加速度值ax，且该z轴加速度值等同于一径向加速度值az。

该控制器30电性连接该加速度检测模块10与该无线传输模块20，该控制器30储存有一重力加速度值g作为一预设值。该控制器30从该加速度检测模块10接收该切线加速度值ax与径向加速度值az后，分别将切线加速度值ax、径向加速度值az与该重力加速度值g进行运算以分别得到一切线向量计算值与一径向向量计算值，再根据该切线向量计算值与径向向量计算值的增减变化定义为多个操作状态中的一操作状态，并判断该操作状态是否发生转换。本发明的多个操作状态包含一第一操作状态、一第二操作状态、一第三操作状态与一第四操作状态，如下表所示：

	径向向量计算值	切线向量计算值
			第一操作状态	增加	增加
第二操作状态	增加	减少
			第三操作状态	减少	减少
第四操作状态	减少	增加

举例而言，本发明无线胎压检测装置所设置的轮胎以15寸轮胎为例，当轮胎转动一圈，相当于地面移动1.9公尺，假设车辆前行速度为每小时30公里，即相当于每秒8.3公尺，则轮胎转动一圈的时间约为228毫秒(ms)。若该加速度检测模块10的对于该切线加速度值ax与径向加速度值az的取样频率为125Hz(即每8毫秒取样一次)，轮胎转动一圈后可检测到28笔切线加速度值ax与径向加速度值az，以供该控制器30计算该切线向量计算值与径向向量计算值。于计算出切线向量计算值与径向向量计算值后，该控制器30是比较相邻先后两次取样的切线向量计算值是否增加或减少，以及同时比较相邻先后两次取样的径向向量计算值是否增加或减少，藉以定义前述的操作状态。

当该控制器30判断出该操作状态转换为另一操作状态，是根据操作状态的转换顺序判断一位置信息。本较佳实施例中，当判断出操作状态的转换是从第一操作状态转换为第二操作状态、从第二操作状态转换为第三操作状态、从第三操作状态转换为第四操作状态或从第四操作状态转换为第一操作状态时，可判断该位置信息为一第一位置；另外，当该控制器30判断出操作状态的转换是从第一操作状态转换为第四操作状态、从第四操作状态转换为第三操作状态、从第三操作状态转换为第二操作状态或从第二操作状态转换为第一操作状态，可判断该位置信息为相对于该第一位置的一第二位置。其中，当第一位置为车辆的左侧轮胎，则该第二位置为右侧轮胎；反之，当第一位置为车辆的右侧轮胎，则该第二位置为左侧轮胎。

以下说明中，请参考图4与图5，该第一、第二位置分别以左、右侧轮胎51、52为例。一般而言，左侧无线胎压检测装置101与右侧无线胎压检测装置102的前、后方向相反，当车辆60往前行时，该些无线胎压检测装置101、102随着轮胎51、52转动而沿着各自的运动路径移动。

首先以左侧无线胎压检测装置101为例，且为方便说明，仅以第一至第四位置P1～P4进行说明。请参考图6A，当该加速度检测模块11位于第一位置P1(即轮胎的正上方)时，其径向加速度值az与重力加速度值g互为相反方向，该控制器30将该重力加速度值g减去该径向加速度值az的大小以得到径向向量计算值(g-az)；请参考图6B，当该加速度检测模块11位于第二位置P2时，该径向加速度值az的z轴分量为0，故该径向向量计算值的大小为g；请参考图6C，当该加速度检测模块11位于第三位置P3时，该径向加速度值az与重力加速度值g互为相同方向，该控制器30将该重力加速度值g加上该径向加速度值az的大小以得到径向向量计算值(g+az)；请参考图6D，当该加速度检测模块11位于第四位置P4时，该径向加速度值az的z轴分量为0，故该径向向量计算值的大小为g。所以，每当左侧轮胎51转动一圈，左侧无线胎压检测装置101的加速度检测模块11从第一位置P1出发，依序通过第二～第四位置P2～P4后再回复到第一位置P1，请配合参考图7，则该径向向量计算值依序从最小值(g-az)提高到中间值g、从中间值g提高到最大值(g+az)、从最大值(g+az)减少到中间值g、从中间值g减少到最小值(g-az)。

至于切线向量计算值，请参考图6A，当该加速度检测模块11位于第一位置P1时，该切线加速度值ax的z轴分量为0，故该切线向量计算值的大小为g；请参考图6B，当该加速度检测模块11位于第二位置P2时，该切线加速度值ax与重力加速度值g互为相同方向，该控制器30将该重力加速度值g加上该切线加速度值ax的大小以得到切线向量计算值(g+ax)；请参考图6C，当该加速度检测模块11位于第三位置P3时，该切线加速度值ax的z轴分量为0，故该切线向量计算值的大小为g；请参考图6D，当该加速度检测模块11位于第四位置P4时，该切线加速度值ax与重力加速度值g互为相反方向，该控制器30将该重力加速度值g减去该切线加速度值ax的大小以得到切线向量计算值(g-ax)。每当左侧轮胎51转动一圈，请配合参考图7，则该切线向量计算值依序从中间值g提高到最大值(g+ax)、从最大值(g+ax)减少到中间值g、从中间值减少到最小值(g-ax)、从最小值(g-ax)提高到中间值g。

所以，在该加速度检测模块11从第一位置P1移动到第二位置P2的过程中，径向向量计算值与切线向量计算值同时递增，对应于上表的第一操作状态；同理，在该加速度检测模块11从第二位置P2移动到第三位置P3的过程中，径向向量计算值是递增且切线向量计算值是递减，对应于上表所示的第二操作状态；在该加速度检测模块11从第三位置P3移动到第四位置P4的过程中，径向向量计算值与切线向量计算值同时递减，对应于上表所示的第三操作状态；在该加速度检测模块11从第四位置P4移动到第一位置P1的过程中，径向向量计算值递减而切线向量计算值递增，对应于上表所示的第四操作状态。

如此一来，当该控制器30判断出该加速度检测模块11从第一操作状态转换为第二操作状态、从第二操作状态转换为第三操作状态、从第三操作状态转换为第四操作状态或从第四操作状态转换为第一操作状态时，即可判断出该加速度检测模块11属于左侧无线胎压检测装置101，所安装的轮胎为左侧轮胎51。

至于右侧无线胎压检测装置102，其径向向量计算值的计算方式与左侧无线胎压检测装置101相同，在此不赘述。请参考图8A～图8D，该右侧无线胎压检测装置102的加速度检测模块12位于第一～第四位置Q1～Q4时，其径向向量计算值的大小分别为g-az、g、g+az与g。至于切线向量计算值，因为右侧无线胎压检测装置102的安装方向与左侧无线胎压检测装置101前、后相反，请参考图8A，当该加速度检测模块12位于第一位置Q1时，该切线加速度值ax的z轴分量为0，故该切线向量计算值的大小为g；请参考图8B，当该加速度检测模块12位于第二位置Q2时，该切线加速度值ax与重力加速度值g互为相反方向，该控制器30将该重力加速度值g减去该切线加速度值ax的大小以得到切线向量计算值(g-ax)；请参考图8C，当该加速度检测模块12位于第三位置Q3时，该切线加速度值ax的z轴分量为0，故该切线向量计算值的大小为g；请参考图8D，当该加速度检测模块12位于第四位置Q4时，该切线加速度值ax与重力加速度值g互为相同方向，该控制器30将该重力加速度值g加上该切线加速度值ax的大小以得到切线向量计算值(g+ax)，每当右侧轮胎52转动一圈，该切线向量计算值依序从中间值g减少到最小值(g-ax)、从最小值(g-ax)提高到中间值g、从中间值g提高到最大值(g+ax)、从最大值(g+ax)减少到中间值g。

所以。该加速度检测模块12从第一位置Q1移动到第二位置Q2的过程中，径向向量计算值是递增且切线向量计算值是递减，对应于上表所示的第二操作状态；同理，在该加速度检测模块12从第二位置Q2移动到第三位置Q3的过程中，径向向量计算值与切线向量计算值同时递增，对应于上表的第一操作状态；在该加速度检测模块12从第三位置Q3移动到第四位置Q4的过程中，径向向量计算值递减而切线向量计算值递增，对应于上表所示的第四操作状态；在该加速度检测模块12从第四位置Q4移动到第一位置Q1的过程中，径向向量计算值与切线向量计算值同时递减，对应于上表所示的第三操作状态。

如此一来，当该控制器30判断出该加速度检测模块12从第一操作状态转换为第四操作状态、从第四操作状态转换为第三操作状态、从第三操作状态转换为第二操作状态或从第二操作状态转换为第一操作状态时，可判断出该加速度检测模块12属于右侧无线胎压检测装置102，所安装的轮胎为右侧轮胎52。

无线胎压检测装置100的主功能是检测轮胎的胎压信息，请参考图1与图5，当该控制器30判断出其无线胎压检测装置100的位置信息，将胎压信息结合位置信息通过该无线传输模块传送到设于该车辆60内的一接收装置200，该接收装置200即可根据位置信息分辨出左侧轮胎51的胎压信息以及右侧轮胎52的胎压信息。

本发明还提供一无线胎压检测系统，图5为例，该系统包含有多个无线胎压检测装置101、102与接收装置200，各无线胎压检测装置101、102包含有图1所示的加速度检测模块10与无线传输模块20，如前所述，该加速度检测模块10负责检测轮胎的切线加速度值ax以及径向加速度值az，该无线传输模块20负责对外传送该切线加速度值ax以及径向加速度值az到该接收装置200。当该接收装置200接收到各无线胎压检测装置101、102所传来的切线加速度值ax以及径向加速度值az后，由该接收装置200根据上表以及操作状态转换顺序判断各线胎压检测装置101、102的位置信息。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种无线胎压检测装置的定位方法，其特征在于，包含：

接收一轮胎的一径向加速度值与一切线加速度值；

将该径向加速度值与该切线加速度值分别与一重力加速度值进行运算，以分别得到一径向向量计算值与一切线向量计算值；

根据该径向向量计算值与切线向量计算值的增减判断出一操作状态；

判断该操作状态是否发生转换；

当判断出该操作状态转换为另一操作状态，根据操作状态的转换顺序判断该轮胎的一位置信息。

2.根据权利要求1所述无线胎压检测装置的定位方法，其特征在于，所述操作状态包含有一第一操作状态、一第二操作状态、一第三操作状态与一第四操作状态；

当操作状态的转换是从第一操作状态转换为第二操作状态、从第二操作状态转换为第三操作状态、从第三操作状态转换为第四操作状态或从第四操作状态转换为第一操作状态，判断该位置信息为一第一位置；

当操作状态的转换是从第一操作状态转换为第四操作状态、从第四操作状态转换为第三操作状态、从第三操作状态转换为第二操作状态或从第二操作状态转换为第一操作状态，判断该位置信息为相对于该第一位置的一第二位置。

3.根据权利要求2所述无线胎压检测装置的定位方法，其特征在于，

当该径向向量计算值与切线向量计算值同时增加，判断为第一操作状态；

当该径向向量计算值增加而切线向量计算值减少，判断为第二操作状态；

当该径向向量计算值与切线向量计算值同时减少，判断为第三操作状态；

当该径向向量计算值减少而切线向量计算值增加，判断为第四操作状态。

4.根据权利要求3所述无线胎压检测装置的定位方法，其特征在于，该第一位置为车辆的左侧轮胎，该第二位置为车辆的右侧轮胎。

5.一种可定位的无线胎压检测装置，供设于一车辆的轮胎内，其特征在于，该无线胎压检测装置包含有：

一加速度检测模块，检测该轮胎的一径向加速度值与一切线加速度值；

一无线传输模块；以及

一控制器，电性连接该加速度检测模块与该无线传输模块，该控制器将该径向加速度值与该切线加速度值分别与一重力加速度值进行运算，以分别得到一径向向量计算值与一切线向量计算值，并根据该径向向量计算值与切线向量计算值的增减判断出一操作状态；当该控制器判断出该操作状态转换为另一操作状态，根据操作状态的转换顺序判断该轮胎的一位置信息，并将该位置信息通过该无线传输模块对外传输。

6.根据权利要求5所述可定位的无线胎压检测装置，其特征在于，所述操作状态包含有一第一操作状态、一第二操作状态、一第三操作状态与一第四操作状态；

当该控制器判断出操作状态的转换是从第一操作状态转换为第二操作状态、从第二操作状态转换为第三操作状态、从第三操作状态转换为第四操作状态或从第四操作状态转换为第一操作状态，判断该位置信息为一第一位置；

当该控制器判断出操作状态的转换是从第一操作状态转换为第四操作状态、从第四操作状态转换为第三操作状态、从第三操作状态转换为第二操作状态或从第二操作状态转换为第一操作状态，判断该位置信息为相对于该第一位置的一第二位置。

7.根据权利要求6所述可定位的无线胎压检测装置，其特征在于，

当该径向向量计算值与切线向量计算值同时增加，判断为第一操作状态；

当该径向向量计算值增加而切线向量计算值减少，判断为第二操作状态；

当该径向向量计算值与切线向量计算值同时减少，判断为第三操作状态；

当该径向向量计算值减少而切线向量计算值增加，判断为第四操作状态。

8.根据权利要求6或7所述可定位的无线胎压检测装置，其特征在于，该第一位置为车辆的左侧轮胎，该第二位置为车辆的右侧轮胎。

9.一种可定位的无线胎压检测系统，其特征在于，包含有：

多个无线胎压检测装置，分别供设于一车辆的多个轮胎内，各无线胎压检测装置包含有一加速度检测模块与一无线传输模块，该加速度检测模块检测轮胎的一径向加速度值与一切线加速度值，并由该无线传输模块对外传输；

一接收装置，供设于该车辆内并连线该多个无线胎压检测装置的无线传输模块，该接收装置将各无线胎压检测装置的径向加速度值与切线加速度值分别与一重力加速度值进行运算，以分别得到一径向向量计算值与一切线向量计算值，并根据该径向向量计算值与切线向量计算值的增减判断出一操作状态；当该接收装置判断出各无线胎压检测装置的操作状态转换为另一操作状态，根据操作状态的转换顺序判断各轮胎的一位置信息。

10.根据权利要求9所述可定位的无线胎压检测系统，其特征在于，所述操作状态包含有一第一操作状态、一第二操作状态、一第三操作状态与一第四操作状态；

当该接收装置判断出操作状态的转换是从第一操作状态转换为第二操作状态、从第二操作状态转换为第三操作状态、从第三操作状态转换为第四操作状态或从第四操作状态转换为第一操作状态，判断该位置信息为一第一位置；

当该接收装置判断出操作状态的转换是从第一操作状态转换为第四操作状态、从第四操作状态转换为第三操作状态、从第三操作状态转换为第二操作状态或从第二操作状态转换为第一操作状态，判断该位置信息为相对于该第一位置的一第二位置。

11.根据权利要求10所述可定位的无线胎压检测系统，其特征在于，：

当该径向向量计算值与切线向量计算值同时增加，判断为第一操作状态；

当该径向向量计算值增加而切线向量计算值减少，判断为第二操作状态；

当该径向向量计算值与切线向量计算值同时减少，判断为第三操作状态；

当该径向向量计算值减少而切线向量计算值增加，判断为第四操作状态。

12.根据权利要求10或11所述可定位的无线胎压检测系统，其特征在于，该第一位置为车辆的左侧轮胎，该第二位置为车辆的右侧轮胎。