CN108136860A - 轮胎安装传感器以及其使用的传感器装置 - Google Patents

Abstract

轮胎安装传感器固定于轮胎(71a～71d)的内壁面。上述的轮胎安装传感器具有：传感器保持部件，内置有检测对轮胎施加的物理量的传感器，并且具有构成对于轮胎安装的安装面的底部且使传感器的端子(211a、212a)露出；以及传感器装置(22)，构成为能够对于传感器保持部件装卸，包括输入传感器的检测结果并且进行信号处理的控制部(223)、以及发送基于被控制部进行信号处理后的传感器的检测结果的信息的发送部(224)，对于控制部输入传感器的检测结果的端子(22a、22b)露出，在安装于传感器保持部件的状态中端子与传感器的端子电连接。

Description

轮胎安装传感器以及其使用的传感器装置

本申请主张基于2015年10月8日提出的日本专利申请编号2015-200423号的优先权，在此引用其记载内容。

技术领域

本公开涉及配置于轮胎的内侧的轮胎安装传感器以及其使用的传感器装置。

背景技术

从以往提出有一种轮胎安装传感器，代替安装于车轮的轮子上的轮胎气压传感器，而将轮胎气压传感器等安装在轮胎的内侧，例如轮胎的胎面的背面(参照专利文献1)。

专利文献1:日本专利第5020618号公报

然而，轮胎安装传感器因为通过粘合等固定于轮胎的内侧，所以在轮胎废弃时被同时废弃。因此，不能进行轮胎安装传感器的再利用。

因此，对将传感器保持部件固定到轮胎，并使轮胎安装传感器能够对于该传感器保持部件更换进行了研究。然而，在构成为能够更换轮胎安装传感器的情况下，经由传感器保持部件安装有轮胎安装传感器。因此，从轮胎内壁面到轮胎安装传感器的距离变长。因此，确认了轮胎安装传感器所具备的传感器，例如加速度传感器(以下，称为G传感器)或温度传感器的灵敏度降低这样的情况。

发明内容

本公开的目的在于提供能够更换并且能够抑制传感器灵敏度降低的轮胎安装传感器以及其使用的传感器装置。

本公开的第一方式所涉及的轮胎安装传感器是固定于轮胎的内壁面的轮胎安装传感器，具有：传感器保持部件，其内置有检测对轮胎施加的物理量的传感器，并且，具有构成相对于轮胎安装的安装面的底部且使传感器的端子露出；以及传感器装置，构成为能够相对于传感器保持部件装卸，包括输入传感器的检测结果并且进行信号处理的控制部、以及发送基于被控制部进行信号处理后的传感器的检测结果的信息的发送部，对控制部输入传感器的检测结果的端子露出，在安装于传感器保持部件的状态中该端子与传感器的端子电连接。

因为成为这样的构成，所以能够将传感器装置从传感器保持部件拆下。这样，因为使传感器装置成为能够相对于传感器保持部件装卸的构造，所以在轮胎更换等时，能够将传感器装置拆下而再利用，仅废弃轮胎安装传感器中的传感器保持部件即可。即使传感器保持部件被废弃，集中有轮胎安装传感器的各种功能部的是传感器装置侧，最想再利用的是传感器装置。因此，即使能够再利用的仅是传感器装置也有效。另外，传感器不配置于轮胎安装传感器中的传感器装置侧，而配置于更位于轮胎附近的传感器保持部件侧。因此，能够抑制传感器的灵敏度降低。

本公开的第二方式所涉及的传感器装置能够对于固定于轮胎的内壁面的轮胎安装传感器所具备的传感器保持部件装卸。上述的传感器装置包括输入传感器保持部件所具备的传感器的检测结果并且进行信号处理的制部、以及发送基于被控制部进行信号处理后的上述传感器的检测结果的信息的发送部，对控制部输入传感器的检测结果的端子露出，且若安装于传感器保持部件则端子与传感器的端子电连接。

通过这样的构成，也能够更换并且能够抑制传感器灵敏度降低。

附图说明

本公开的上述目的以及其他的目的、特征、优点通过参照添加的附图并且通过下述的详细描述更加明确。在附图中，

图1是表示应用了第一实施方式所涉及的轮胎安装传感器的车辆1的结构的框图，

图2是表示轮胎安装传感器对轮胎的安装状态的剖视图，

图3是图2中的轮胎安装传感器的放大图，

图4是轮胎安装传感器的放大图，

图5是轮胎安装传感器的俯视图，

图6是轮胎安装传感器的立体图，

图7是传感器保持部件的立体图，

图8是表示轮胎安装传感器的结构的框图，以及，

图9是表示接收机的结构的框图。

具体实施方式

以下，基于附图对本公开的实施方式进行说明。此外，在以下的各实施方式彼此中，对相互相同或均等的部分标注同一附图标记来进行说明。

(第一实施方式)

参照图1～图9对具备本实施方式所涉及的轮胎安装传感器的轮胎气压检测装置或车辆控制装置进行说明。本实施方式所涉及的轮胎气压检测装置以及车辆控制装置被用作基于从车辆的各车轮所具备的轮胎安装传感器发送的检测数据进行轮胎气压的降低或行驶路面的状态(以下，仅称为路面状态)的检测等的装置。

如图1所示，车辆1具备有轮胎安装传感器2、接收机3、仪表显示器4以及车辆控制用的电子控制装置(以下，称为ECU)5等。由这些部件中的轮胎安装传感器2、接收机3以及仪表显示器4构成轮胎气压检测装置。另外，由轮胎安装传感器2、接收机3以及ECU5构成车辆用控制装置。

如图1以及图2所示，轮胎安装传感器2安装于车辆1中的各车轮7a～7d各自的轮胎71a～71d。另外，接收机3、仪表显示器4以及ECU5安装于车辆1中的车体6侧，各部通过例如利用CAN(Controller Area Network：控制器区域网络)通信等的车内LAN(Local AreaNetwork：局域网)连接，能相互进行信息传递。

轮胎安装传感器2检测安装于车轮7a～7d的轮胎71a～71d的气压，获取关于轮胎71a～71d的各种信息，并将包括关于轮胎气压的信息的各种信息储存到帧内并发送。在图1中，由附图标记2a～2d表示各车轮7a～7d各自的轮胎安装传感器2，但它们为相同的结构。接收机3接收从轮胎安装传感器2发送出的帧，并且通过基于其中储存的检测信号进行各种处理或运算等来进行轮胎气压检测或路面状态检测等。参照图3～图7对轮胎安装传感器2的详细内容进行说明。

如图3～图7所示，轮胎安装传感器2为具有传感器保持部件21和传感器装置22的结构。

如图2以及图3所示，传感器保持部件21是用于将传感器装置22保持到轮胎71a～71d的内壁面，例如胎面的背面的部件。在该传感器保持部件21具备有与传感器相当的G传感器211以及温度传感器212。

在本实施方式中，如图3、图4以及图7所示，传感器保持部件21通过在树脂部件21a的所希望位置具备有G传感器211以及温度传感器212而构成。例如，传感器保持部件21通过将G传感器211以及温度传感器212插入成型、或在树脂成型的树脂部件21a的未图示的安装孔内嵌入G传感器211以及温度传感器212而构成。

树脂部件21a具有板状的底部21b和从底部21b突出的保持片21c。

底部21b具有表面以及背面，通过将背面作为安装面粘贴到轮胎71a～71d的内壁面而固定。在本实施方式的情况下，底部21b由圆形板状构成，但既可以是四角板状等其他形，也可以是与板状不同的形状。在该底部21b内具备G传感器211以及温度传感器212。G传感器211以及温度传感器212至少使端子211a、212a从底部21b的表面露出，且如后述那样，能与传感器装置22所具备的端子22a、22b进行电连接。

保持片21c从底部21b的表面侧向与成为安装面的背面相反的一侧突出，在隔着端子22a、22b相互分离的位置设置有多个，本实施方式的情况下设置有2个。各保持片21c成为具有上表面形状为圆弧状的侧壁21ca、和设置于与底部21b相反的一侧的端部且向另一方的保持片21c侧亦即内侧伸出的卡止部21cb的结构。通过这样的构造构成树脂部件21a，在被底部21b以及保持片21c围起的内侧的空间配置有传感器装置22。该空间为与传感器装置22的形状一致的形状，本实施方式的情况下为圆柱状。

G传感器211输出与加速度对应的检测信号。在本实施方式的情况下，G传感器211配置为检测与轮胎71a～71d的接地状态对应的加速度，检测各车轮7a～7d的径向的加速度，但也可以配置为检测切线方向的加速度。轮胎71a～71d中安装有G传感器211的部分与行驶路面接地时从接地到再次与行驶路面分离时加速度大幅变化。另外，加速度变化为在接地中根据路面状态振动。它们被表示为G传感器211的检测信号。

温度传感器212输出与温度对应的检测信号，通过检测轮胎71a～71d中的轮胎安装传感器2的安装位置的温度，来测量轮胎71a～71d的温度或行驶路面的温度。

如图3～图6所示，传感器装置22配置于由传感器保持部件21中的底部21b和保持片21c构成的空间。在本实施方式的情况下，如图6所示，传感器装置22的外形形状由圆柱形状构成，如图3所示，从其底面露出端子22a、22b。因此，传感器装置22的底面与底部21b接触并且上表面与卡止部21cb接触，在底部21b与卡止部21cb之间夹持有传感器装置22。另外，传感器装置22的侧面与保持片21c的内壁面抵接。因此，传感器装置22成为除了上表面和底面以外在侧面中也与传感器保持部件21抵接的状态，不会位置偏移地保持于传感器保持部件21。

如图8所示，传感器装置22具有电源221、压力传感器222、微型计算机223、RF电路224以及天线225，被树脂部覆盖。

电源221例如由电池构成，但也可以通过发电机或转发器方式接受电力供给。压力传感器222、微型计算机223、RF电路224接受来自该电源221的电力供给而动作。

压力传感器222例如由膜片式的传感器构成，输出与轮胎气压对应的检测信号。此外，压力传感器222的配置场所是任意的，但在本实施方式的情况下在上表面的中央部中配置为从树脂部露出，并且从两保持片21c的卡止部21cb之间露出。因此，将两保持片21c的卡止部21cb之间作为压力导入口，轮胎71a～71d内的空气压施加到压力传感器222。

微型计算机223是具备CPU、ROM、RAM、I/O等的公知的计算机，根据存储于ROM等的程序，执行规定的处理。ROM等储存有包括用于确定是哪个轮胎安装传感器2的发送机特有的识别信息和用于确定本车辆的车辆特有的识别信息的单独的ID信息。

微型计算机223接受G传感器211或温度传感器212以及压力传感器222的检测信号，对其进行信号处理并且根据需要加工，作成关于加速度或温度以及轮胎气压的信息。然后，微型计算机223将这些各信息与各轮胎安装传感器2的ID信息一起储存到帧内。另外，若微型计算机223作成帧，则将其发送到RF电路224。

RF电路224构成发送部，将从微型计算机223发送来的帧通过天线225朝向接收机3发送。在本实施方式的情况下，因为使用RF频带的信号，所以使用RF电路224作为发送部，但也可以使用RF频带以外的频带的信号。

压力传感器222、微型计算机223、RF电路224以及天线225例如由1个芯片的半导体集成电路构成，与电源221一起被树脂部覆盖。而且，这些各部被树脂部覆盖而一体化的状态下的传感器装置22的外形形状为圆柱形状。例如，树脂部通过树脂成型而形成，并通过使上述各部中压力传感器222的受压部露出地插入成型而形成。

这样构成的轮胎安装传感器2例如通过弹性变形将传感器保持部件21中的两保持片21c之间扩大而将传感器装置22配置在由传感器保持部件21围起的空间来构成。而且，该状态下，在传感器保持部件21的底部21b的下表面侧涂覆粘合剂23，经由粘合剂23将轮胎安装传感器2粘贴到各轮胎71a～71d的内壁面，例如胎面的背面。这样，轮胎安装传感器2安装于各轮胎71a～71d的内侧。

另外，这样构成的轮胎安装传感器2仅仅是对于传感器保持部件21保持传感器装置22，所以能够将传感器装置22从传感器保持部件21拆下。即，能够扩大保持片21c来将传感器装置22从传感器保持部件21拆下。

这样，使传感器装置22成为能够对于传感器保持部件21装卸的构造。因此，在轮胎更换等时，能够将传感器装置22从传感器保持部件21拆下而再利用，能够仅废弃轮胎安装传感器2中的传感器保持部件21。

另一方面，如图9所示，接收机3为具备天线31、RF电路32、微型计算机33等的构成。

天线31用于接收从各轮胎安装传感器2发送来的帧。天线31固定于车体6。

RF电路32发挥作为输入由天线31接收到的来自各轮胎安装传感器2的帧并将该帧发送到微型计算机33的接收电路的作用。

微型计算机33是具备CPU、ROM、RAM、I/O等的公知的计算机，根据存储于ROM等的程序执行轮胎气压检测处理，或者执行路面状态检测处理。例如，微型计算机33将各轮胎安装传感器2的ID信息和安装有各轮胎安装传感器2的各车轮7a～7d的位置建立关联存储。然后，微型计算机33基于储存于从各轮胎安装传感器2发送的帧内的ID信息以及关于轮胎气压的信息，进行各车轮7a～7d的轮胎气压检测。另外，微型计算机33通过储存于从各轮胎安装传感器2发送的帧内的关于加速度或温度的信息，进行路面状态检测。

例如，微型计算机33将储存于帧内的轮胎气压与规定的压力阈值相比较，判定轮胎气压是否是适当的压力。而且，若轮胎气压比压力阈值低，则向仪表显示器4输出表示该主旨的信号。或者，微型计算机33将表示储存于帧内的轮胎气压的绝对值的信号输出到仪表显示器4。此外，该情况下，也可以由微型计算机33基于温度修正储存于帧的信息所示的轮胎气压，并将其作为实际的轮胎气压使用。

另外，微型计算机33基于储存于帧内的加速度或温度，检测路面状态。例如，加速度的波形在伴随轮胎71a～71d的旋转而胎面中与轮胎安装传感器2的配置位置对应的部分开始接地的接地开始时取极大值。并且，在胎面中与轮胎安装传感器2的配置位置对应的部分从接地的状态到变得不接地的接地结束时，加速度的波形取极小值。而且，将加速度的波形从极大值到极小值的期间作为接地区间，该接地区间中的加速度的波形为与路面状态对应的波形。

例如，在如沥青路那样路面的摩擦系数(以下，称为μ)比较大的高μ路面行驶的情况和在如冰冻路那样路面μ比较小的低μ路面行驶的情况中，加速度的波形不同。即，由于路面μ的影响，车辆在低μ路面行驶时由于轮胎71a～71d的打滑而产生的细微的高频振动与输出电压重叠。因此，对于在高μ路面行驶的情况和在低μ路面行驶的情况，若分别对接地区间中的加速度的波形进行频率解析，则高频成分的电平根据路面状态为不同的电平。具体而言，在低μ路行驶的情况与在高μ路行驶的情况相比高频成分的电平为高电平。因此，加速度的波形的高频成分的电平为表示路面状况的指标，能够基于此检测路面μ。

此外，这里对路面μ进行了说明，但加速度的波形也根据路面是干燥路还是湿路等变化。对于此也能够通过进行加速度的波形的频率解析等来检测。

这样，能够基于加速度的波形检测路面μ或是干燥路还是湿路等路面状态。

另外，能够根据储存于帧的温度信息检测轮胎71a～71d的温度，能够基于该温度检测路面的温度。对于轮胎71a～71d或路面的温度，能够预先检测从轮胎71a～71d或路面向传感器保持部件21的热传递方式等，并根据该测量数据和储存于帧的温度信息获取。例如，根据测量数据作成映射或近似函数式等，并将它们预先储存到微型计算机33。然后，能够根据帧所包含的温度信息和映射或近似函数式获取轮胎71a～71d或路面的温度。

仪表显示器4作为警报部发挥作用，如图1所示，配置于驾驶员能够视觉确认的场所，例如由设置于车辆1中仪表板内的仪表显示器等构成。若例如从接收机3中的微型计算机33发送来表示轮胎气压降低的主旨的信号，则该仪表显示器4通过进行该主旨的显示来向驾驶员报告轮胎气压的降低。

ECU5从接收机3获取关于路面状态的信息，即关于路面μ或路面温度的信息，并执行车辆控制。例如，举出有制动器ECU等作为ECU5。在ECU5是制动器ECU的情况下，利用获取到的路面μ进行防抱死制动控制或防侧滑控制等。例如，在冰冻路等情况下，相对于驾驶员的制动操作量而产生的制动力与沥青路等相比较变弱，从而能够进行车轮打滑的抑制等控制。

另外，在ECU5能够例如导航ECU等那样使用未图示的通信装置与车外进行通信的情况下，也能够通过路车间通信向通信中心传递路面状态的信息。该情况下，在通信中心中，能够将路面状态的信息地图化，并通知给例如后续车辆。同样地，也能够通过车车间通信直接向后续车辆传递路面状态的信息。这样一来，后续车辆能够预先把握路面状态而活用于车辆控制，能够提高车辆行驶的安全性。

如以上那样，构成了具备本实施方式所涉及的轮胎安装传感器2的轮胎气压检测装置或车辆控制装置。

而且，如上所述，本实施方式所涉及的轮胎安装传感器2仅对于传感器保持部件21保持传感器装置22，所以能够将传感器装置22从传感器保持部件21拆下。这样，使传感器装置22成为能够对于传感器保持部件21装卸的构造，所以在轮胎更换等时，能够拆下传感器装置22来再利用，仅废弃轮胎安装传感器2中的传感器保持部件21即可。即使废弃传感器保持部件21，轮胎安装传感器2中集中有各种功能部的是传感器装置22侧，最想再利用的是传感器装置22。因此，即使能够再利用的仅是传感器装置22也有效。

另外，G传感器211或温度传感器212不配置在轮胎安装传感器2中的传感器装置22侧，而是配置于更靠近轮胎71a～71d的传感器保持部件21侧。因此，来自轮胎71a～71d的振动或温度更好地传递到G传感器211或温度传感器212。因此，能够抑制G传感器211或温度传感器212的灵敏度的降低。

这样，能够使轮胎安装传感器2为能够更换并且能够抑制传感器灵敏度降低的构成。

(其他的实施方式)

本公开并不局限于上述的实施方式，能够在不脱离其要旨的范围内适当地变更。

例如，在上述实施方式中，传感器保持部件21具备G传感器211以及温度传感器212双方，但仅具备至少一方即可。另外，将G传感器211以及温度传感器212独立地，具体而言用2个芯片构成，但也可以将它们一体地构成。另外，即使代替G传感器211，用振动检测元件等检测轮胎71a～71d的振动，也能够与检测加速度的情况相同。该情况下，若使振动检测元件为能够发电的振动发电元件，则也能够作为电源221使用。即，只要是能够检测对轮胎71a～71d施加的振动或温度等物理量的传感器、或检测经由轮胎71a～71d对路面状态施加的物理量的传感器，则任何传感器都可以安装于传感器保持部件21。

另外，虽然使轮胎安装传感器2具备压力传感器222，但不一定需要具备压力传感器222。

并且，若是传感器装置22能够装卸，并且是通过轮胎71a～71d的旋转也不脱落的构造，则传感器装置22或传感器保持部件21的构造任意。例如，也可以不使传感器装置22为圆柱形状，而为长方体形状，或者为其他的多棱柱形状。

本公开根据实施例进行了描述，但能理解本公开并不局限于该实施例或构造。本公开也包含各种变形例或均等范围内的变形。另外，各种组合或形式、甚至仅包括一个要素、多于、或者少于它们的其他组合或形式也在本公开的范畴或构思内。

Claims (6)

1.一种轮胎安装传感器，固定于轮胎(71a～71d)的内壁面，其中，具有：

传感器保持部件(21)，其内置有检测对上述轮胎施加的物理量的传感器(211、212)，并且，具有构成相对于上述轮胎安装的安装面的底部(21b)且使上述传感器的端子(211a、212a)露出；以及

传感器装置(22)，其构成为能够相对于上述传感器保持部件装卸，包括输入上述传感器的检测结果并且进行信号处理的控制部(223)、以及发送基于被上述控制部进行信号处理后的上述传感器的检测结果的信息的发送部(224)，使对上述控制部输入上述传感器的检测结果的端子(22a、22b)露出，在安装于上述传感器保持部件的状态下该端子与上述传感器的端子电连接。

2.根据权利要求1所述的轮胎安装传感器，其中，

上述传感器保持部件具有构成上述安装面的底部(21b)、和从上述底部向与上述安装面相反的一侧突出的多个保持片(21c)，

上述传感器的端子从上述底部的表面露出，并且上述多个保持片夹着上述传感器的端子，

在上述多个保持片之间保持有上述传感器装置。

3.根据权利要求2所述的轮胎安装传感器，其中，

上述多个保持片具有从上述底部向与上述安装面相反的一侧突出的侧壁(21ca)、和在该侧壁的与上述底部相反的一侧的端部向配置有上述传感器装置的一侧伸出的卡止部(21cb)，

上述传感器装置与上述侧壁的内壁面接触并且夹持于上述卡止部与上述底部之间。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的轮胎安装传感器，其中，

上述传感器检测涉及路面状态的物理量作为对上述轮胎施加的物理量。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的轮胎安装传感器，其中，

上述传感器是加速度传感器和温度传感器中的至少一个。

6.一种传感器装置，能够相对于固定于轮胎(71a～71d)的内壁面的轮胎安装传感器所具备的传感器保持部件(21)装卸，其中，

包括输入上述传感器保持部件所具备的传感器(211、212)的检测结果并且进行信号处理的控制部(223)、以及发送基于被上述控制部进行信号处理后的上述传感器的检测结果的信息的发送部(224)，该传感器装置的对上述控制部输入上述传感器的检测结果的端子(22a、22b)露出，且若安装于上述传感器保持部件则该端子与上述传感器的端子电连接。