CN105856983A - 胎压传感器单元、胎压报告装置以及车辆 - Google Patents

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Abstract

使得能够抑制电池消耗,且能够将备用车轮的胎压信息也向胎压报告装置发送。传感器单元(10)的发送控制部(15)在由加速度传感器(13)检测到的加速度(Gx)比行驶判定用阈值(5G)大的情况下使得车轮信息被定期地发送(S13~S16)。发送控制部(15)在加速度(Gx)为行驶判定用阈值(5G)值以下的情况下将根据加速度(Gx)设定的点(P)以预先设定的设定周期进行累积(S18~S24),当在设定时间内累积出的点(P)的累积值比行驶事实判定用阈值(10)大的情况下,使得车轮信息被发送(S25~S28)。

Description

胎压传感器单元、胎压报告装置以及车辆
技术领域
本发明涉及固定于车轮且通过无线信号发送表示胎压的胎压信息的胎压传感器单元、接收胎压信息并向驾驶员报告的胎压报告装置、以及搭载有上述胎压传感器单元和胎压报告装置的车辆。
背景技术
以往,已知有将胎压信息通知给驾驶员的胎压监视系统(TirePressure Monitoring System:TPMS)。胎压监视系统在各车轮具备检测胎压的胎压传感器单元(以下称作传感器单元),通过无线信号从该传感器单元发送胎压信息,并利用设置于车身侧的胎压报告装置接收该无线信号,从而取得胎压信息。胎压报告装置在基于接收到的胎压信息判定为胎压降低的情况下,将该情况显示于报告器而通知给驾驶员。
传感器单元通常不具备接收功能,因此无法采用接收来自胎压报告装置的请求而发送胎压信息之类的结构。因此,在胎压监视系统中,以规定的周期从传感器单元单向地发送胎压信息。传感器单元内置有电池,将该电池作为电源而发送无线信号。因此,要求确保传感器单元的电池寿命与车辆的寿命为同等程度。
传感器单元安装于空气供给阀门部,因此体型小,内置的电池的大小也受限制。因此,需要以尽量抑制电池消耗的方式发送无线信号。如果加长无线信号的发送周期则能够延长电池寿命,但会导致胎压报告装置中的胎压信息的取得延迟。
例如,在专利文献1中,提出有仅当判定为车辆正在行驶的情况下以恒定的周期发送胎压信息的胎压监视系统。设置于该胎压监视系统的传感器单元除了具备气压传感器之外还具备加速度传感器,当利用该加速度传感器检测到的离心力方向的加速度比阈值大时,判定为车辆正在行驶(车轮正在旋转)中,定期发送胎压信息。由此,能够抑制车辆停车中的电池消耗。
专利文献1:国际公开2012-147396号公报
然而,传感器单元不仅设置于行驶车轮,还设置于备用车轮。备用车轮即便在行驶中也不旋转。因此,在专利文献1所提出的装置中,无法利用加速度传感器检测到备用车轮的旋转,因此无法发送备用车轮的胎压信息。
发明内容
本发明是为了应对上述问题而完成的,其目的在于使得能够抑制电池消耗,且能够将备用车轮的胎压信息也向胎压报告装置发送。
为了达成上述目的,本发明提供一种胎压传感器单元(10),其特征在于,具备:
气压传感器(11),上述气压传感器检测胎压;
加速度传感器(13),上述加速度传感器检测通过车轮的旋转产生的加速度;
发送器(16),上述发送器利用无线信号发送车轮信息,上述车轮信息是含有固有的传感器ID和表示由上述气压传感器检测到的胎压的胎压信息的信息;
发送控制单元(15),上述发送控制单元基于由上述加速度传感器检测到的加速度对上述发送器发送上述车轮信息的发送时刻进行控制;以及
作为内部电源设置的电池(17),
上述胎压传感器单元固定设置于车辆的车轮,
其中,
上述发送控制单元(15)具备:
第1发送控制单元(S11、S13~S16),上述第1发送控制单元在由上述加速度传感器检测到的加速度比行驶判定用阈值大的情况下使得上述车轮信息被定期地发送;
累积单元(S19~S24),上述累积单元在由上述加速度传感器检测到的加速度为上述行驶判定用阈值以下的情况下对与上述加速度的大小具有相关性的加速度相关量(P)进行累积而取得累积值;以及
第2发送控制单元(S25~S28),上述第2发送控制单元在基于上述取得的累积值与行驶事实判定用阈值的比较结果推定为存在上述车辆行驶了的事实的情况下使得上述车轮信息被发送。
本发明的胎压传感器单元固定设置于车辆的车轮。胎压传感器单元具备气压传感器、加速度传感器、发送器、发送控制单元和电池。气压传感器检测胎压。加速度传感器检测通过车轮的旋转产生的加速度。例如,加速度传感器检测车轮的离心力方向的加速度、车轮的周方向的加速度等在车轮旋转时产生的加速度。
发送器利用无线信号发送车轮信息,该车轮信息是含有固有的传感器ID和表示由气压传感器检测到的胎压的胎压信息的信息。传感器ID是确定胎压传感器单元的固有的识别信息。发送控制单元基于由加速度传感器检测到的加速度对发送器发送车轮信息的发送时刻进行控制。设置于胎压传感器单元的电气负载(借助电力工作的元件)被从电池供给电力。
希望确保该电池的寿命与车辆的寿命为同等程度。因而,需要尽量抑制车轮信息的发送所涉及的电池消耗。
车轮信息例如由设置于车身侧的胎压报告装置接收,并在与胎压相关的报告中使用。一般地,胎压报告装置在点火开关断开时不工作。因而,如果使得在胎压报告装置不工作的状况下不发送车轮信息,则能够抑制胎压传感器单元的电池消耗。为此,发送控制单元具备第1发送控制单元、累积单元、第2发送控制单元。
第1发送控制单元在由加速度传感器检测到的加速度比行驶判定用阈值大的情况下使得车轮信息被定期地发送。加速度传感器检测通过车轮的旋转产生的加速度。因而,第1发送控制单元仅限于车辆正在行驶时能够定期地发送车轮信息。由此,能够抑制电池消耗。
在胎压传感器单元被安装于行驶车轮的情况下,能够利用第1发送控制单元发送车轮信息。但是,在胎压传感器单元被安装于备用车轮的情况下,由于备用车轮不旋转,因此由加速度传感器检测到的加速度不会比行驶判定用阈值大。
备用车轮在车辆加减速时受到前后方向的力,在车辆转弯时受到横向或侧倾方向的力,在车辆上下振动时受到上下方向的力。将这样的伴随车辆运动而作用于备用车轮的力称作外力。外力中含有尽管微小但却存在的加速度传感器可检测的方向的加速度成分。
因此,累积单元在由加速度传感器检测到的加速度为行驶判定用阈值以下的情况下对与加速度的大小具有相关性的加速度相关量进行累积而取得累积值。因而,由于作用于备用车轮的外力(作用于被固定于备用车轮的胎压传感器单元的外力),与加速度传感器检测到的加速度相应的加速度相关量被累积。当车辆正在行驶的情况下,在备用车轮作用有外力,因此加速度相关量逐渐被累积。该加速度相关量例如只要为至少根据加速度而设定为2个等级以上的值即可,也可以无级地设定。例如,可以将所检测到的加速度本身的值作为加速度相关量。
例如,当使用由加速度传感器检测到的加速度越大则被设定为越大的值的加速度相关量的情况下,若在一定期间的区间对加速度相关量进行累积,则累积出的加速度相关量越大,越能够推定为在该恒定期间内存在车辆行驶了的事实。
利用该情况,第2发送控制单元在基于累积单元所取得的累积值与行驶事实判定用阈值的比较结果而推定为存在车辆行驶了的事实的情况下使得车轮信息被发送。由此,即便在胎压传感器单元被安装于备用车轮的情况下,也能够基于车辆行驶事实发送车轮信息。因而,根据本发明,在设置于行驶车轮以及备用车轮的任意车轮的胎压传感器单元中,都能够抑制电池消耗,且能够发送车轮信息。
本发明的一个方面的特征在于,上述第2发送控制单元构成为:每经过设定时间(T2),对在上述设定时间内累积出的上述累积值与上述行驶事实判定用阈值进行比较(S25),当基于该比较结果推定为在上述设定时间内存在上述车辆行驶了的事实的情况下,使得上述车轮信息被发送,
上述设定时间(T2)被设定为比上述第1发送控制单元使得上述车轮信息被定期地发送的周期(T1)长的时间。
在本发明的一个方面中,第2发送控制单元每经过设定时间,对在设定时间内累积出的累积值与行驶事实判定用阈值进行比较。进而,基于该比较结果推定在设定时间内是否存在车辆行驶了的事实,当推定为存在车辆行驶了的事实的情况下,使得车轮信息被发送。该设定时间被设定为比第1发送控制单元使得车轮信息被定期地发送的周期长的时间。
备用车轮的车轮信息因第2发送控制单元而被发送。因而,在车辆的行驶中,与行驶车轮的车轮信息所被发送的周期相比,备用车轮的车轮信息被发送的周期被设定为更长的时间。由此,能够防止备用车轮的车轮信息以过高的频率被发送,能够抑制电池消耗。
本发明的一个方面的特征在于,在上述车轮信息中含有发送识别信息,上述发送识别信息能够识别是因上述第1发送控制单元而被发送的车轮信息还是因上述第2发送控制单元而被发送的车轮信息。
例如,当设置于车身侧的胎压报告装置为区分行驶车轮与备用车轮而报告胎压信息的胎压报告装置的情况下,需要辨别胎压报告装置所接收到的车轮信息是从设置于行驶车轮的胎压传感器单元发送的车轮信息、还是从设置于备用车轮的胎压传感器单元发送的车轮信息。
在本发明的一个方面中,在车轮信息中含有能够识别是因第1发送控制单元而被发送的车轮信息还是因第2发送控制单元而被发送的车轮信息的发送识别信息。例如,在设置于备用车轮的胎压传感器单元中,即便在行驶中,由加速度传感器检测到的加速度也不会比行驶判定用阈值大。因此,能够判定因第1发送控制单元而被发送的车轮信息是从设置于行驶车轮的胎压传感器单元发送的车轮信息。因而,如果基于发送识别信息能够得知是因第1发送控制单元而被发送的车轮信息,则能够判定发送了该车轮信息的胎压传感器单元被设置于行驶车轮。由此,对于胎压报告装置而言,容易辨别所接收到的车轮信息是行驶车轮的车轮信息还是备用车轮的车轮信息。
本发明的一个方面的特征在于,上述发送识别信息为由上述加速度传感器检测到的加速度、或者表示上述加速度的大小的信息。
在本发明的一个方面中,由加速度传感器检测到的加速度或者表示该加速度的大小的信息被作为发送识别信息。因而,当加速度比行驶判定用阈值大的情况下,能够判定是因第1发送控制单元而被发送的车轮信息,当加速度为行驶判定用阈值以下的情况下,能够判定是因第2发送控制单元而被发送的车轮信息。另外,在发送识别信息为表示加速度的大小的信息的情况下,只要是表示该加速度是否比行驶判定用阈值大的信息即可。在这种情况下,能够减少发送数据量。
本发明并不限于针对胎压传感器单元的应用,还可以应用于在车身侧设置的胎压报告装置。
该胎压报告装置(50、100)的特征在于,接收从胎压传感器单元发送的上述车轮信息,且将上述胎压信息按照行驶车轮与备用车轮进行区分并向驾驶员报告,其中,具备备用车轮确定单元(S31~S37),上述备用车轮确定单元从由不确定的多个胎压传感器单元发送的车轮信息中所含的传感器ID中,确定被固定于本车的备用车轮的胎压传感器的传感器ID,
上述备用车轮确定单元至少使用上述发送识别信息来作为用于确定上述传感器ID的信息。
根据本发明的胎压报告装置,备用车轮确定单元至少使用发送识别信息从由不确定的多个胎压传感器单元发送的车轮信息中所含的传感器ID中,确定被固定于本车的备用车轮的胎压传感器的传感器ID。因而,容易辨别所接收到的车轮信息是行驶车轮的车轮信息还是备用车轮的车轮信息。
本发明还可以应用于能够将固定有胎压传感器单元的车轮作为备用车轮搭载的车辆中。该车辆的特征在于,在形成于上述车身且用于固定搭载上述备用车轮的备用车轮搭载部,形成有指定上述备用车轮的周方向的固定位置的标记(M),以使得上述胎压传感器单元被配置在上述车身的特定位置。
设置于备用车轮的胎压传感器单元利用加速度传感器检测外力并发送车轮信息。另外,在将备用车轮固定于车身的备用车轮搭载部的情况下,根据胎压传感器单元所被配置的位置,加速度传感器检测外力的灵敏度变化。因而,当将备用车轮固定于备用车轮搭载部的情况下,最好决定备用车轮的周方向的固定位置,以便加速度传感器被配置在能够适当地检测到外力的位置。
因此,在本发明的车辆中,在用于固定搭载备用车轮的备用车轮搭载部,形成有指定备用车轮的周方向的固定位置的标记,以使得胎压传感器单元被配置在车身的特定位置。因而,能够将备用车轮固定在加速度传感器能够适当地检测外力的位置。由此,设置于备用车轮的胎压传感器单元能够发送恰当地反映了车辆的行驶事实的车轮信息。
此外,在上述说明中,为了帮助对发明的理解,对于与实施方式对应的发明结构,标注在实施方式中使用的标号并附加括号,但发明的各结构要件并不限定于由上述标号规定的实施方式。
附图说明
图1为本发明的实施方式所涉及的胎压监视系统的概略结构图。
图2为传感器单元与ECU的功能框图。
图3为表示报告器所显示的显示画面的图。
图4为表示发送控制程序的流程图。
图5为将传感器单元的旋转位置、发送时刻和脉冲编号的关系用图像表示的图。
图6为表示备用车轮ID辨别程序的流程图。
图7为表示备用车轮的搭载方式的图。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的一个实施方式所涉及的“具备胎压传感器单元以及胎压报告装置的车辆的胎压监视系统”进行说明。图1表示车辆的胎压监视系统的概略结构。
胎压监视系统为用于将轮胎的气压信息向驾驶员报告的系统,具备:固定于各车轮W的胎压传感器单元10(以下称作传感器单元10)、固定于车身B的胎压报告控制单元(以下称作ECU 50)、报告器100。由ECU 50与报告器100构成的结构相当于本发明的胎压报告装置。图2表示传感器单元10与ECU 50的功能框图。设置于各车轮W的传感器单元10功能全部相同,因此在图2中示出其中之一。以下对传感器单元10进行说明,该传感器单元10在包括备用车轮在内的5个车轮是共通的。
传感器单元10如图7所示安装于车轮W的轮胎空气注入阀V。传感器单元10如图2所示具备气压传感器11、温度传感器12、加速度传感器13、ID存储部14、发送控制部15、发送器16以及电池17。这些构成要素11~17被收纳在一个外壳内而单元化。气压传感器11检测轮胎的气压并将表示气压Px的检测信号向发送控制部15输出。温度传感器12检测轮胎的温度并将表示轮胎温度Tx的检测信号向发送控制部15输出。加速度传感器13检测车轮W的离心力方向的加速度并将表示加速度Gx的检测信号向发送控制部15输出。ID存储部14为存储传感器单元10的识别信息即传感器ID的非易失性存储器,将传感器ID向发送控制部15输出。
发送控制部15作为主要部分具备微机,生成包含由气压传感器11检测到的气压Px、由温度传感器12检测到的轮胎温度Tx、由加速度传感器13检测到的加速度Gx、以及存储于ID存储部14的传感器ID的发送数据,并向发送器16输出。另外,发送控制部15执行后述的发送控制程序,设定发送数据的发送时刻,并在所设定的发送时刻将发送数据向发送器16输出。在该情况下,对于发送数据所含的轮胎温度Tx、加速度Gx,并非必须是表示检测值本身的数据,为了减少通信数据量,可以是表示检测值的大小(表示检测值是否比阈值大)的数据。
发送器16若被输入从发送控制部15输出的发送数据,则将该发送数据转换为无线信号并经由发送天线16a向ECU 50发送。发送器16在被输入了发送数据的时刻发送上述无线信号。因而,发送器16发送无线信号的时刻由发送控制部15控制。该发送器16仅能够向ECU 50发送(无法双向通信),单向地发送上述无线信号。以下,将通过无线信号从发送器16发送的信息(相当于从发送控制部15向发送器16输出的发送数据)称作车轮信息。
电池17对传感器单元10内的各电气负载供给工作用电力而作为电源发挥功能。
接下来,对ECU 50进行说明。ECU 50作为主要部分具备微机以及通信电路,若着眼于其功能,具备接收器51、接收处理部52、报告控制部53、登记ID存储部54、以及车轮位置辨别部55。另外,ECU 50与设置在驾驶座附近的报告器100连接。ECU 50在点火开关接通后开始工作,在点火开关断开后停止工作。
接收器51经由接收天线51a接收从各传感器单元10发送的无线信号。该接收器51并不限于本车,还接收从固定在其他车辆的车轮W的传感器单元10发送的不确定的多个无线信号。接收处理部52在每当接收器51接收到无线信号时,从该无线信号提取出表示传感器ID、气压Px、轮胎温度Tx、以及加速度Gx的数据。接收处理部52在接收器51接收到无线信号的时刻,将表示传感器ID、气压Px以及轮胎温度Tx的数据向报告控制部53输出,将表示传感器ID以及加速度Gx的数据向车轮位置辨别部55输出。
报告控制部53基于从接收处理部52输入的数据与存储在登记ID存储部54的5个车轮(4个行驶车轮与一个备用车轮)的传感器ID,制作将本车的5个车轮的气压Px按照车轮位置区分并表示的报告数据。
登记ID存储部54为按照车轮位置区分并存储安装于本车的车轮W的传感器单元10的传感器ID的非易失性存储器。登记ID存储部54具备:存储在左前轮的传感器单元10设定的传感器ID的左前轮ID存储区域54FL、存储在右前轮的传感器单元10设定的传感器ID的右前轮ID存储区域54FR、存储在左后轮的传感器单元10设定的传感器ID的左后轮ID存储区域54RL、存储在右后轮的传感器单元10设定的传感器ID的右后轮ID存储区域54RR、存储在备用车轮的传感器单元10设定的传感器ID的备用车轮ID存储区域54S。以下,将存储在登记ID存储部54的传感器ID称作登记传感器ID。
报告控制部53参照存储在登记ID存储部54的登记传感器ID与车轮位置的对应关系,基于从接收处理部52输入的数据,制作按照车轮位置区分并表示包括备用车轮在内的5个车轮的气压Px的报告数据,并将所制作出的报告数据向报告器100输出。另外,报告控制部53针对各轮而比较气压Px与合适判定值Pref,当气压Px低于合适判定值Pref的情况下,将确定气压不足的车轮位置的气压不足车轮位置数据向报告器100输出。
此外,报告控制部53基于输入的轮胎温度Tx判断轮胎温度Tx是否异常高温,当检测到轮胎的过热状态的情况下,将轮胎过热信息向未图示的其他的车辆控制装置输出。另外,报告控制部53还可以构成为将确定过热的轮胎的车轮位置的过热轮胎位置数据向报告器100输出。另外,报告控制部53还可以构成为基于轮胎温度Tx对判定胎压是否合适的合适判定值Pref进行修正。
报告器100例如具备:设置在可从驾驶座目视确认的位置的显示器、驱动显示器的显示驱动器、以及对显示驱动器进行控制的显示微机,根据从报告控制部53输出的报告数据在显示器显示胎压监视器画面。
图3表示显示于报告器100的显示器的胎压监视器画面D。在胎压监视器画面D中显示:表示车身的俯视图案的车身标记M1、与各车轮位置对应设置并用数值显示胎压的气压数值显示部M2、用于提示驾驶员注意的警告标记M3。该气压数值显示部M2也针对备用车轮设置。在该例中,表示在车身的后备箱搭载备用车轮的形式的车辆中的胎压监视器画面D。
报告器100基于从报告控制部53输入的报告数据,在气压数值显示部M2以数值显示气压。另外,基于气压不足车轮位置数据,在产生气压不足的情况下,变更该车轮位置的气压数值显示部M2的显示方式(例如变更背景色以及文字色),并且点亮警告标记M3。警告标记M3仅在点亮的情况下可令驾驶员目视确认,在熄灭的情况下驾驶员无法目视确认。因而,关于哪个车轮W的气压不足,驾驶员能够连同其气压值一起识别。
车轮位置辨别部55是通过推定来辨别利用接收器51接收到的车轮信息是从设置于哪个车轮W的传感器单元10发送的、即由车轮信息所含的传感器ID确定的传感器单元10被安装在哪个车轮W,并基于该辨别结果在登记ID存储部54确定车轮位置而登记传感器ID的功能部。车轮位置辨别部55在点火开关接通后,在最初车速达到设定车速(例如20km/h)时开始工作,如果车轮位置的辨别完成则结束工作。
存储在登记ID存储部54的登记传感器ID在车辆出厂时与车轮位置间保持正确的关系。但是,在随后进行轮胎换位或车轮W被更换为其他车轮的情况下,存储于登记ID存储部54的登记状况(登记传感器ID与车轮位置的关系)同实际的传感器ID与车轮位置的关系产生差异。车轮位置辨别部55正是为了应对该问题而设置的。
车轮位置辨别部55与车轮速度传感器60连接。车轮速度传感器60与各车轮(行驶车轮)W分别对应地设置,在车轮W旋转1周的期间输出规定数量的脉冲信号。在本实施方式的车辆安装的车轮速度传感器60在车轮W旋转1周的期间输出96次脉冲信号。即,每当车轮W旋转恒定角度(3.75deg(=360/96))时即输出脉冲信号。
车轮位置辨别部55在任意的时刻开始对车轮速度传感器60所输出的脉冲信号进行计数,如果该计数值超过车轮旋转1周的量的脉冲信号的数量即“96”,则使脉冲计数值返回“1”并重新开始计数。将这样变换为“96”以下的值的脉冲计数值称为脉冲编号。例如,如果脉冲计数值按照95、96、97、98、99、······增加,则脉冲编号被设定为按照95、96、1、2、3、······的方式。脉冲编号为表示将脉冲计数值除以车轮旋转1周的量的脉冲信号的数量而得的余数的值。
后面即将叙述,设置于行驶车轮的传感器单元10在自身的旋转位置为最上方位置、即加速度传感器13检测到的重力加速度成分为-1G的位置发送车轮信息。因而,如果对接收到由传感器单元10发送的车轮信息时的各车轮W的脉冲编号进行采样,则只要传感器单元10与车轮速度传感器60设置于共通的车轮W,则采样到的脉冲编号基本恒定。
图5为以图像表示任意车轮W的传感器单元10的旋转位置与脉冲编号的关系的图。在该例中表示出如下情况:当传感器单元10的旋转位置为最上方位置的情况下,右前轮的脉冲编号始终呈现为恒定值“3”。
各车轮W并非以彼此相同的速度旋转,由于内轮差、外轮差、侧滑等的存在,彼此的旋转速度存在差异。因此,当传感器单元10与车轮速度传感器60并非与共通的车轮W对应的情况下,采样到的脉冲编号变动。
车轮位置辨别部55使用该原理,每当接收到从不确定的多个传感器单元10(也包含其他的车辆的传感器单元10)发送的车轮信息时,读取4个车轮的车轮速度传感器60的脉冲编号,并与接收到的车轮信息所含的传感器ID建立关联地存储该时刻的各车轮速度传感器60的脉冲编号。即对脉冲编号进行采样。进而,基于针对每个传感器ID采样到的各车轮速度传感器60的脉冲编号,将脉冲编号的偏差最少的车轮速度传感器60所被设置的车轮W确定为自身的传感器单元10所被安装的车轮W。由此,确定安装于本车的行驶车轮的传感器单元10的传感器ID与车轮位置的关系。车轮位置辨别部55将如此确定的传感器ID与车轮位置的关系存储于登记ID存储部54。
另外,车轮位置辨别部55还取得从各传感器单元10发送的车轮信息所含的加速度Gx,并基于该加速度Gx确定安装于本车的备用车轮的传感器单元10的传感器ID。该处理与传感器单元10的发送控制部15的处理相关,因此在后文叙述。此处,首先对发送控制部15的处理的详细情况进行说明。
如上所述,传感器单元10不具备接收功能,因此无法采用接受来自ECU 50的请求而发送车轮信息的结构。因此,传感器单元10单向地发送车轮信息。ECU 50如上所述在点火开关断开的期间停止工作。因而,在点火开关的断开期间,即便从传感器单元10发送车轮信息也毫无意义,反而会缩短电池17的寿命。
因此,在本实施方式中使用的传感器单元10基于加速度Gx判定车轮W的旋转状态,在判定为车轮W正在旋转(车辆正在行驶)的情况下,定期地发送车轮信息。由此,能够使得在点火开关的断开期间车轮信息不被发送。如果车轮W为行驶车轮,则可利用这样的方法应对,但当车轮W为备用车轮的情况下不旋转,因此单凭这样的方法不能发送车轮信息。
为了应对上述的问题,传感器单元10还追加具备即便在被安装于备用车轮的情况下也发送车轮信息的功能。图4表示发送控制部15所实施的发送控制程序。发送控制部15在从电池17被供给电力的期间、即直至电池17的电力供给能力消失为止,以规定的运算周期反复实施发送控制程序。在该发送控制程序中,步骤S18~步骤S28为使得针对备用车轮也能够发送车轮信息的处理。
在发送控制程序起动后,发送控制部15在步骤S11中对第1计时器T1的值进行递减计数。第1计时器T1为设定当行驶车轮正在旋转时在行驶车轮设置的传感器单元10发送车轮信息的周期的计时器,在本实施方式中,其计测时间被设定为1分钟。第1计时器T1的值表示至到达设定时间(1分钟)为止的剩余时间。该第1计时器T1的初始值可以为任意值,不过此处为了便于理解,以1分钟为例进行说明。因而,在步骤S11中,第1计时器T1的值从初始值1分钟开始每次递减规定值。
接着,发送控制部15在步骤S12中对第2计时器T2的值进行递减计数。第2计时器T2为设定当车辆正在行驶时在备用车轮设置的传感器单元10发送车轮信息的周期的计时器,在本实施方式中,其计测时间被设定为15分钟。第2计时器T2的值表示至到达设定时间(15分钟)为止的剩余时间。第2计时器T2的设定时间(计测时间)被设定得比第1计时器T1的设定时间(计测时间)长。该第2计时器的初始值可以为任意值,不过此处为了便于理解,以15分钟为例进行说明。因而,在步骤S12中,第2计时器T2的值从初始值15分钟开始每次递减规定值。
接着,发送控制部15在步骤S13中,读取由加速度传感器13检测到的加速度Gx,判断加速度Gx是否比5G大。该G表示地球上的重力加速度。因而,5G表示重力加速度的5倍。在本实施方式中,当加速度Gx比5G大的情况下,即传感器单元10的离心力方向的加速度Gx比5G大的情况下,判定为车轮W正在旋转(车辆正在行驶)。因而,5G被设定为行驶判定用阈值。
在车辆的行驶中,行驶车轮(前后左右轮)旋转,但备用车轮不旋转。因此,在为设置于备用车轮的传感器单元10的情况下,步骤S13的判定必然为“否”。另一方面,在为设置于行驶车轮的传感器单元10的情况下,根据自身的旋转状态来决定步骤S13的判定。
首先,从在步骤S13中判定为“是”的情况起进行说明。作出如此判定的仅限于设置于行驶车轮的传感器单元10。发送控制部15当在步骤S13中判定为“是”的情况下,在步骤S14中,判定第1计时器T1的值是否已变为零以下。即,判断是否已利用第1计时器T1检测到经过了1分钟。
发送控制部15在未利用第1计时器T1检测到经过了1分钟的情况下(S14:否)下,暂时结束发送控制程序。发送控制部15以规定的运算周期反复进行发送控制程序。反复进行上述的处理,若由第1计时器T1检测到经过了1分钟(S14:是),则发送控制部15使处理前进至步骤S15。
发送控制部15在步骤S15中发送车轮信息。即,将发送数据向发送器16输出,从发送器16发送车轮信息。在这种情况下,发送控制部15通过滤波处理从加速度Gx提取出重力加速度成分,等到重力加速度成分达到-1G时,将发送数据向发送器16输出。加速度传感器13同自身所被安装的车轮W一起旋转,因此受重力的影响,离心力方向的加速度Gx根据自身的旋转位置(传感器单元10的旋转位置)而发生脉动。该离心力方向的加速度Gx脉动的成分为重力加速度成分。重力加速度成分如图5所示在车轮W旋转1周的期间在-1G~+1G的范围变化。重力加速度成分在加速度传感器13的旋转位置处于最上方位置时为-1G。因而,发送控制部15在传感器单元10处于最上方位置的时刻从发送器16发送车轮信息。
接着,发送控制部15在步骤S16中将第1计时器T1设置为设定时间(1分钟)。接着,发送控制部15在步骤S17中将第2计时器T2设置为设定时间(15分钟)。在这种情况下,第2计时器T2与当前时刻的值无关,重新被设置为设定时间。
在设置于行驶车轮的传感器单元10中,在车辆正在行驶的期间(Gx>5G的期间),发送控制部15反复进行上述的处理(S11~S17)。在该情况下,车轮信息的发送时刻为传感器单元10位于最上方位置的时刻,与第1计时器T1的设定时间不同,但由于车轮W正在旋转,因此实际上与第1计时器T1计时结束的时刻无太大变化。即,相对于第1计时器T1的设定时间(1分钟),第1计时器T1计时结束后至传感器单元10达到最上方位置为止所需的时间极短。因而,也可以说步骤S15的车轮信息的发送以约1分钟的周期被定期地发送。在该步骤S15中,发送车轮信息的发送控制部15的功能部相当于本发明的第1发送控制单元。
此外,在本实施方式中,ECU 50的车轮位置辨别部55为了辨别传感器单元10所被安装的车轮位置而将车轮信息的发送时刻设为传感器单元10的旋转位置位于最上方位置的时刻。因而,车轮位置辨别部55在不具备辨别车轮位置的结构的情况下,可以是在第1计时器T1计时结束的时刻(T1≤0)发送车轮信息的结构。另外,决定车轮信息的发送时刻的传感器单元10的旋转位置并不限于最上方位置,可以为任意设定的特定位置。
如果为设置于行驶车轮的传感器单元10,则能够通过步骤S11~S17的处理,仅在车辆正在行驶的期间定期地发送车轮信息。另一方面,在为设置于备用车轮的传感器单元10中,即便车辆正在行驶车轮W也不旋转,因此通过步骤S13的“否”判定而实施步骤S18以后的处理。
发送控制部15在加速度Gx为5G以下的情况下使处理前进至步骤S18。发送控制部15在步骤S18中判断第2计时器T2的值是否已变为零以下。即,判断是否已利用第2计时器T2检测到经过了15分钟。发送控制部15在未利用第2计时器T2检测到经过了15分钟的情况下(S18:否),在步骤S19中,读取由加速度传感器13检测出的加速度Gx,判断加速度Gx是否大于0.1G(重力加速度的0.1倍)。当加速度Gx为0.1G以下的情况下(S19:否),发送控制部15暂时结束发送控制程序。
发送控制部15在加速度Gx大于0.1G的情况下(S19:是),在步骤S20中,判断加速度Gx是否大于0.3G(重力加速度的0.3倍)。发送控制部15在加速度Gx为0.3G以下的情况下(S20:否),即加速度Gx比0.1G大且为0.3G以下的情况下,在步骤S21中,使点P增加值“1”,暂时结束发送控制程序。该点P表示推定为车辆正在行驶的程度的大小。点P的初始值被设定为零。
发送控制部15在加速度Gx大于0.3G的情况下(S20:是),在步骤S22中,判断加速度Gx是否大于0.5G(重力加速度的0.5倍)。发送控制部15在加速度Gx为0.5G以下的情况下(S22:否),即加速度Gx比0.3G大且为0.5G以下的情况下,在步骤S23中,使点P增加值“3”,在加速度Gx大于0.5G的情况下(S22:是),在步骤S24中,使点P增加值“5”。该点P相当于与加速度Gx的大小具有相关性的、本发明的加速度相关量。
在第2计时器T2尚未计时结束的期间、即15分钟的期间,反复进行这样的点P的累积。该点P累积的周期与发送控制程序的运算周期(预先设定的设定周期)相等。当车辆正在行驶的情况下,尽管备用车轮不旋转,但在车辆加减速时受到前后方向的力,在车辆转弯时受到横向或侧倾方向的力,在车辆上下振动时受到上下方向的力。将这样的伴随车辆运动而作用于备用车轮的力称作外力。
设置于传感器单元10的加速度传感器13输出与车轮W的离心力方向的加速度相应的检测信号,但在这样的外力中也含有与该方向相应大小的离心力方向成分。因而,在车辆的行驶中,即便是设置于备用车轮的传感器单元10,也会由加速度传感器13检测到尽管微小的加速度。
发送控制部15在步骤S19~步骤S24中,在由第2计时器T2设定的期间内对点P进行累积,并取得该点P,作为用于判定在该期间内是否存在车辆行驶了的事实的指标。此外,步骤S19、S20、S22为判定车轮W承受的外力的程度的处理,因此,在该步骤中,作为与阈值比较的加速度Gx,优选使用其大小、即表示绝对值的值。在该情况下,除了离心力方向之外,还可以检测沿作为其相反方向的车轮W的中心方向发挥作用的力来作为外力。
发送控制部15当在步骤S18中判定为第2计时器T2的值已变为零以下的情况下、即已利用第2计时器T2检测到经过了15分钟的情况下,在步骤S25中,判定累积出的点P是否比值“10”大。该值“10”为一例,是判定在15分钟的期间是否存在车辆行驶了的事实的行驶事实判定用阈值。
发送控制部15在累积出的点P比车辆行驶事实判定阈值大的情况下(S25:是),在步骤S26中发送车轮信息。即,将发送数据向发送器16输出,从发送器16发送车轮信息。另一方面,当累积出的点P为车辆行驶事实判定阈值以下的情况下(S25:否),跳过步骤S26的处理。在步骤S26中,发送车轮信息的发送控制部15的功能部相当于本发明的第2发送控制单元。
接着,发送控制部15在步骤S27中将点P的值清零,将第2计时器T2设置为设定时间(15分钟),暂时结束发送控制程序。
发送控制部15以规定的运算周期反复执行发送控制程序。因而,在设置于行驶车轮的传感器单元10中,仅限于车辆的行驶中,以规定的周期(约1分钟)发送车轮信息。另外,在设置于备用车轮的传感器单元10中,当推定为在最近的设定时间(15分钟间)的期间存在车辆行驶事实的情况下发送车轮信息。因而,即便是不因行驶而旋转的备用车轮,只要在车辆行驶了的情况下,就能够以15分钟的周期从传感器单元10发送车轮信息。结果,在设置于行驶车轮以及备用车轮的所有车轮W的传感器单元10中,不会徒劳地持续地定期发送车轮信息,能够抑制电池17的消耗。由此,能够确保传感器单元10的寿命(电池17的寿命)与车辆的寿命为同等程度。
另外,即便是行驶车轮,当车辆正以微低速行驶的情况(Gx≤5G)下,无法进行1分钟的定期发送,但长时间持续微低速行驶的情况稀少,且即便出现这样的情况,在15分钟间内点P将超过车辆行驶事实判定阈值,因此在15分钟后会发送车轮信息。因而,能够监视胎压。
另外,备用车轮无需担心爆胎,胎压降低是因自然泄漏所致。因而,尽管备用车轮的车轮信息的发送周期被设定为较长的15分钟,但对于备用车轮的胎压监视要求也能够充分应对。由此,能够抑制电池17的消耗。
另外,本实施方式的传感器单元10发送包括表示加速度Gx的信息的车轮信息。因此,在ECU 50的车轮位置辨别部55中,容易辨别出由传感器ID确定的传感器单元10是设置于行驶车轮还是设置于备用车轮。
当在本车的附近存在其他车辆的情况下,ECU 50还接收从其他车辆的传感器单元10发送的车轮信息。因而,需要从不确定的多个车轮信息(传感器ID)中辨别出从本车的传感器单元10发送的车轮信息(传感器ID)。关于在行驶车轮设置的传感器单元10,如上所述,通过对车轮速度传感器60输出的脉冲信号进行计数的脉冲编号的采样,不仅可以进行本车与其他车辆的辨别,甚至可以辨别车轮位置。
另一方面,关于设置于备用车轮的传感器单元10,可以参照车轮信息所含的加速度信息,仅将加速度Gx为5G以下的传感器单元10(传感器ID)缩小为辨别对象。即,在步骤S15中被发送的车轮信息必然是从设置于行驶车轮的传感器单元10发送的信息,因此,对于加速度Gx呈现比5G大的值的传感器单元10(传感器ID),能够从设置于备用车轮的传感器单元10(传感器ID)的候补中排除。因而,通过利用加速度信息,能够容易地从不确定的多个传感器单元10(传感器ID)中辨别出设置在备用车轮的传感器单元10(传感器ID)。
另外,关于设置在备用车轮的传感器单元10,行驶中的车轮信息的发送周期被设定为15分钟这样的较长的值。因此,即便接收到从在其他车辆的备用车轮设置的传感器单元10发送的车轮信息,也很难想象15分钟后再次接收到从同一传感器单元10发送的车轮信息。借助该情况,车轮位置辨别部55能够确定在备用车轮设置的传感器单元10(传感器ID)。
图6表示车轮位置辨别部55所实施的备用车轮ID辨别程序。车轮位置辨别部55例如辨别在本车的各行驶车轮设置的传感器单元10的车轮位置,在该传感器ID被存储于登记ID存储部54后,开始备用车轮ID辨别程序。或者,与设置于行驶车轮的传感器单元10的车轮位置的辨别处理并行地实施备用车轮ID辨别程序。车轮位置辨别部55以规定的运算周期反复进行备用车轮ID辨别程序,在确定设置于备用车轮的传感器单元10的传感器ID后结束本程序。
车轮位置辨别部55在步骤S31中判断是否接收到车轮信息,并以规定的运算周期反复进行该判断,直至接收到车轮信息为止。然后,若接收到车轮信息(S31:是),则车轮位置辨别部55在步骤S32中基于车轮信息所含的加速度信息来判断加速度Gx是否为5G以下。当加速度Gx大于5G的情况下,接收到的车轮信息不是从设置于备用车轮的传感器单元10发送的车轮信息。在该情况下,车轮位置辨别部55暂时结束本程序。
当接收到加速度Gx为5G以下的车轮信息的情况下,车轮位置辨别部55在步骤S33中判断是否存储有该车轮信息所含的传感器ID。当未存储传感器ID的情况下,车轮位置辨别部55在步骤S34中存储该传感器ID,暂时结束本程序。该传感器ID仅在本程序反复执行的期间被暂时存储于存储器。在该情况下,车轮位置辨别部55针对所存储的每个传感器ID计测从其被存储的时刻起的经过时间。
车轮位置辨别部55反复进行这样的处理,当在步骤S33中判定为接收到含有已存储的传感器ID的车轮信息的情况下,使处理前进至步骤S35。车轮位置辨别部55在步骤S35中针对本次接收到的车轮信息所含的传感器ID判断从存储该传感器ID的时刻起到当前时刻为止的经过时间是否为15分钟的整数倍。即,判断共通的传感器ID的接收间隔是否为15分钟的整数倍。车轮位置辨别部55在判定为“否”的情况下暂时结束本程序,反复进行同样的处理。
另一方面,当在步骤S35中判定为“是”的情况下,车轮位置辨别部55推定该传感器ID为设置于本车的备用车轮的传感器单元10的传感器ID,并在步骤S36中在登记ID存储部54的备用车轮ID存储区域54S登记(存储)该传感器ID。接着,车轮位置辨别部55在步骤S37中删除备用车轮辨别用的暂时存储的传感器ID,结束本程序(不再反复)。
根据该备用车轮ID辨别程序,能够基于车轮信息所含的加速度信息以及接收间隔,简单地辨别设置于备用车轮的传感器单元10的传感器ID。
此外,在本实施方式中,将表示加速度Gx的值的加速度信息包含在车轮信息中,但车轮信息所含的加速度信息也可以是仅表示是否比车辆行驶判定阈值即5G大的数据(例如1比特数据)。在该情况下,能够降低传感器单元10的发送数据量,并实施ECU 50中的备用车轮ID辨别处理。
另外,在本实施方式中,作为用于识别从传感器单元10发送的车轮信息是在步骤S15中被发送的车轮信息(基于车辆行驶判定被发送的车轮信息)还是在步骤S26中被发送的车轮信息(基于累积点被发送的车轮信息)的发送识别信息,兼用加速度信息,但也可以代替加速度信息而在车轮信息叠加专用的发送识别信息。在该情况下,车轮位置辨别部55只要在步骤S32中基于发送识别信息判定是在哪个步骤被发送的车轮信息即可。
设置于备用车轮的传感器单元10利用加速度传感器13检测作用于传感器单元10的外力并发送车轮信息。另外,当将备用车轮固定于车身B的备用车轮搭载部BS(例如车身后备箱)的情况下,根据传感器单元10所被配置的位置(车轮W的周方向位置),加速度传感器13检测外力的灵敏度变化。因而,当将备用车轮固定于备用车轮搭载部BS的情况下,可以决定备用车轮的周方向的固定位置,以使得加速度传感器13被配置在能够适当地检测外力的位置。
备用车轮被搭载于车辆的方式例如有图7的(a)所示的纵置式与图7的(b)所示的平置式。本实施方式的加速度传感器13为检测车轮W的离心力方向的加速度的类型,因此在纵置式的情况(a)下,若将传感器单元10设置在最上方位置或最下方位置,则能够高效地检测因车身的上下振动(俯仰运动、垂荡运动等)而产生的上下加速度。另外,在平置式的情况(b)下,若将传感器单元10设置在车身前后方向的最前方位置或最后方位置,则能够高效地检测因车身的加减速而产生的前后加速度。
因此,在本实施方式中,如图1所示,在备用车轮搭载部BS形成有指定传感器单元10的位置即空气供给阀V(空气供给口)的周方向位置的标记M。标记M例如可以通过涂装形成,也可以通过对备用车轮搭载部BS的金属板进行加工(例如冲压加工等)形成,还可以通过将其他部件装配于备用车轮搭载部BS而形成。驾驶员基于该标记M决定备用车轮的周方向位置,将备用车轮固定于备用车轮搭载部BS。由此,传感器单元10被配置在车身的特定位置,加速度传感器13能够良好地检测外力。结果,设置于备用车轮的传感器单元10能够发送更恰当地反映了车辆的行驶事实的车轮信息。
以上对本实施方式的胎压监视系统进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式,能够在不脱离本发明的目的的范围进行各种变更。
例如,第1计时器T1的设定时间、第2计时器T2的设定时间能够任意设定。在该情况下,最好使第2计时器T2的设定时间比第1计时器T1的设定时间长。
另外,例如,在本实施方式中,在点P的设定中,分4个阶段(P=0,P=1,P=3,P=5)设定点P,但只要是2个阶段以上即可。在该情况下,可以将加速度Gx本身设定为点P。
另外,在本实施方式中,形成为利用显示画面报告胎压信息的结构,但也可以是不使用显示画面的结构,例如可以是使用语音播报装置报告胎压信息的结构。
另外,在本实施方式中,车轮速度传感器60输出的脉冲信号直接输入ECU 50,但例如也可以形成为将车轮速度传感器60输出的脉冲信号输入至运算车轮速度的制动控制装置(省略图示),并从制动控制装置向ECU 50取入表示脉冲信号的输出数量的信息的结构。制动控制装置在规定时间(例如30毫秒)内对车轮速度传感器60输出的脉冲信号的数量进行计数,并将表示该计数值的信息(车轮速度信息)以该规定时间的周期输出。因而,ECU 50能够累积制动控制装置输出的脉冲信号的计数值而检测脉冲信号的数量。
标号说明
10:传感器单元;11:气压传感器;12:温度传感器;13:加速度传感器;14:ID存储部;15:发送控制部;16:发送器;16a:发送天线;17:电池;50:ECU;51:接收器;51a:接收天线;52:接收处理部;53:报告控制部;54:登记ID存储部;55:车轮位置辨别部;60:车轮速度传感器;100:报告器;B:车身;BS:备用车轮搭载部;M:标记;W:车轮(行驶车轮、备用车轮)。

Claims (6)

1.一种胎压传感器单元,具备:
气压传感器,所述气压传感器检测胎压;
加速度传感器,所述加速度传感器检测通过车轮的旋转产生的加速度;
发送器,所述发送器利用无线信号发送车轮信息,所述车轮信息是含有固有的传感器ID和表示由所述气压传感器检测到的胎压的胎压信息的信息;
发送控制单元,所述发送控制单元基于由所述加速度传感器检测到的加速度对所述发送器发送所述车轮信息的发送时刻进行控制;以及
作为内部电源设置的电池,
所述胎压传感器单元固定设置于车辆的车轮,
其中,
所述发送控制单元具备:
第1发送控制单元,所述第1发送控制单元在由所述加速度传感器检测到的加速度比行驶判定用阈值大的情况下使得所述车轮信息被定期地发送;
累积单元,所述累积单元在由所述加速度传感器检测到的加速度为所述行驶判定用阈值以下的情况下对与所述加速度的大小具有相关性的加速度相关量进行累积而取得累积值;以及
第2发送控制单元,所述第2发送控制单元在基于所述取得的累积值与行驶事实判定用阈值的比较结果推定为存在所述车辆行驶了的事实的情况下使得所述车轮信息被发送。
2.根据权利要求1所述的胎压传感器单元,其中,
所述第2发送控制单元构成为:每经过设定时间,对在所述设定时间内累积出的所述累积值与所述行驶事实判定用阈值进行比较,当基于该比较结果推定为在所述设定时间内存在所述车辆行驶了的事实的情况下,使得所述车轮信息被发送,
所述设定时间被设定为比所述第1发送控制单元使得所述车轮信息被定期地发送的周期长的时间。
3.根据权利要求1或2所述的胎压传感器单元,其中,
在所述车轮信息中含有发送识别信息,所述发送识别信息能够识别是因所述第1发送控制单元而被发送的车轮信息还是因所述第2发送控制单元而被发送的车轮信息。
4.根据权利要求3所述的胎压传感器单元,其中,
所述发送识别信息为由所述加速度传感器检测到的加速度、或者表示所述加速度的大小的信息。
5.一种胎压报告装置,接收从权利要求3或者权利要求4所述的胎压传感器单元发送的所述车轮信息,且将所述胎压信息按照行驶车轮与备用车轮进行区分并向驾驶员报告,
其中,
具备备用车轮确定单元,所述备用车轮确定单元从由不确定的多个胎压传感器单元发送的车轮信息中所含的传感器ID中,确定被固定于本车的备用车轮的胎压传感器的传感器ID,
所述备用车轮确定单元至少使用所述发送识别信息来作为用于确定所述传感器ID的信息。
6.一种车辆,能够将固定有权利要求1~权利要求4中任一项所述的胎压传感器单元的车轮作为备用车轮搭载,
其中,
在形成于所述车身且用于固定搭载所述备用车轮的备用车轮搭载部,形成有指定所述备用车轮的周方向的固定位置的标记,以使得所述胎压传感器单元被配置在所述车身的特定位置。
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