CN109515077A - 轮胎位置判断方法、判断装置以及胎压侦测系统 - Google Patents

轮胎位置判断方法、判断装置以及胎压侦测系统 Download PDF

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曾文佐
张传义
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Abstract

本发明公开了一种轮胎位置判断方法、判断系统以及胎压侦测系统，所述轮胎位置判断方法包括：获取车辆在行驶状态发生变化时的轮胎的胎压变化；基于一定规则根据所述车辆的行驶状态的变化和所获取的所述胎压变化判断对应轮胎所处车辆的位置。本发明在判断胎压位置的过程中只需要监测轮胎的胎压变化和车辆的行驶状态的变化，涉及的硬件设施较少，成本较低，而且，胎压和行驶状态的变化的监测技术较为成熟，不易出现误差，可以保证轮胎位置判断的精准性。

Description

轮胎位置判断方法、判断装置以及胎压侦测系统
技术领域
本发明涉及车辆中轮胎监测技术领域，尤其涉及一种轮胎位置判断方 法、判断装置以及胎压侦测系统。
背景技术
未来V2X(vehicle to everything，即车对外界的信息交换)车联网应 用可将辅助传感器等所收集到的多方信息进行高度整合与同步，在最短时 间内协助车辆反应，进而提高行车安全。其中胎压监测为车辆传感器重要 的一环，且法规强制安装已经是全球普遍趋势，包含美国、欧盟、日韩、 中国台湾法规都已经强制要求安装，中国、印度也将在2019年后开始实施。 监测系统的作用是将胎压信息显示于一屏幕以供驾驶人参考以提升行车安全。传统上，为了使屏幕显示符合实际轮胎位置，安装时必须将各胎压传 感器按实际位置一一输入系统。然而，当驾驶人更换新轮胎或调换轮胎位 置时，必须手动更新位置信息，或是添加更多的硬件成本来实现具自动侦 测功能的系统。
其中手动更新轮胎位置信息容易输入错误，而且输入程序复杂，而采 用具自动侦测功能的系统又因硬件成本高不利于普及。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种轮胎位置判断方法，该方法能够 使用较低的硬件成本达到精准判断轮胎位置的目的。
本发明实施例还提供了一种轮胎位置判断装置，该装置能够使用较低 的硬件成本达到精准判断轮胎位置的目的。
另外，本发明实施例还提供了一种胎压侦测系统，该系统能够使用较 低的硬件成本达到精准判断轮胎位置的目的。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种轮胎位置判断方法，该方法包括：
获取车辆在行驶状态发生变化时的轮胎的胎压变化；
基于一定规则根据所述车辆的行驶状态的变化和所获取的所述胎压变 化判断对应轮胎所处车辆的位置。
较佳地，所述轮胎位置判断方法还包括：于车辆上加载一加速度传感 器，用于获取所述车辆的行驶状态的变化，以配合所述胎压变化判断出所 述轮胎的位置。
较佳地，通过装载于所述车辆上的行车电脑获取所述车辆的行驶状态 的变化，以配合所述胎压变化判断出所述轮胎的位置。
较佳地，所述车辆的行驶状态的变化包括加速、减速、左转、右转中 的至少一项。
较佳地，所述车辆的行驶状态的变化包括加速或减速中的至少一项， 以及左转或右转中的至少一项。
较佳地，所述一定规则为：
当车辆加速且当前轮胎的胎压上升时，判断当前轮胎为后轮；
当车辆加速且当前轮胎的胎压下降时，判断当前轮胎为前轮；
当车辆减速且当前轮胎的胎压上升时，判断当前轮胎为前轮；
当车辆减速且当前轮胎的胎压下降时，判断当前轮胎为后轮；
当车辆左转且当前轮胎的胎压上升时，判断当前轮胎为右轮；
当车辆左转且当前轮胎的胎压下降时，判断当前轮胎为左轮；
当车辆右转且当前轮胎的胎压上升时，判断当前轮胎为左轮；
当车辆右转且当前轮胎的胎压下降时，判断当前轮胎为右轮。
一种轮胎位置判断装置，所述装置包括一处理器，所述处理器用于获 取车辆在行驶状态发生变化时的轮胎的胎压变化，记录对应的所述车辆的 行驶状态的变化，以及基于一定规则根据所述车辆的行驶状态的变化和所 获取的所述胎压变化判断对应轮胎所处车辆的位置。
较佳地，所述处理器包括：
检测模块，用于获取车辆在行驶状态发生变化时的轮胎的胎压变化， 并记录对应的所述车辆的行驶状态的变化；
位置识别模块，用于基于一定规则根据所述车辆的行驶状态的变化和 所获取的所述胎压变化判断对应轮胎所处车辆的位置。
一种胎压侦测系统，该系统包括用于感应胎压变化的胎压感应装置和 前述轮胎位置判断装置，所述胎压感应装置通讯连接于所述胎压位置判断 装置。
较佳地，所述胎压感应装置包括一一对应地安装于轮胎内的气压计。
由上述方案可以看出，本发明实施例的轮胎位置判断方法通过获取车 辆在行驶状态发生变化时的轮胎的胎压变化，再根据车辆的行驶状态的变 化和获取的胎压变化，基于一定规则就能快速判断出对应轮胎的位置，过 程中只需要监测轮胎的胎压变化和车辆的行驶状态的变化，涉及的硬件设 施较少，成本较低，而且，胎压和行驶状态的变化的监测技术较为成熟， 不易出现误差，可以保证轮胎位置判断的精准性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性 劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一个实施例的轮胎位置判断方法的主流程图。
图2为本发明的一个实施例的胎压变化与轮胎位置判断方法的示意 图。
图3为本发明的一个实施例的胎压变化与轮胎位置判断方法的流程 图。
图4为本发明的一个实施例的轮胎位置判断装置的功能模块示意图。
图5为本发明的一个实施例的胎压监测系统的功能模块示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能 够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提 供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面 地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结 构，因而将省略对它们的重复描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多 实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实 施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有特定细节中的 一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本发明的 技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以 避免模糊本发明。
下面结合附图和实施例对本发明的技术内容进行进一步地说明。
请参见图1，其示出了本发明的一个实施例的轮胎位置判断方法的流 程图。需要说明的是，本发明的轮胎位置判断方法可以应用于对判断对 象：轮胎，进行位置判断。其中，就轮胎而言，本发明的轮胎位置判断方 法既可以应用于单个轮胎位置的单独判断，也可以应用于多个轮胎位置的 同时判断。例如，当驾驶人仅更换一个新的轮胎时，只要采用本发明方法 对该单个轮胎进行位置判断，当驾驶人调换多个轮胎后，则需要采用本发 明方法对这多个，甚至全部四个轮胎重新进行位置判断。但是，无论是对 到单个轮胎进行位置判断，还是对多个轮胎同时进行位置判断，方法是类 似的，只是执行时需要获取的轮胎胎压变化信息的数量不同。具体来说， 如图1所示，在本发明的实施例中，该轮胎位置判断方法包括如下步骤：
步骤S10：获取车辆在行驶状态发生变化时的轮胎的胎压变化。
具体来说，可以通过获取设置于轮胎处的胎压感应装置，如胎内气压 计来获得轮胎的胎压变化，胎内气压计的数量与待测轮胎的数量相同且一 一对应设置。
其中提到的车辆的行驶状态的变化可以是车辆的加减速与转向信息， 比如包括加速、减速、左转、右转中的至少一项。即在车辆加速、减速、 左转或右转时通过胎内气压计实时获取待测轮胎的胎压值，通过分析胎压 值的变化得到待测轮胎的胎压变化：胎压上升、胎压上升，抑或是胎压不 变化。从而获取到一组待测轮胎在车辆做特定行驶操作时的胎压变化。
优选地，上述车辆的行驶状态的变化至少包括一第一变化和一第二变 化，该第一变化特指车辆的加减速，该第二变化特指车辆的转向，即此时 既需要获取车辆在加速或减速时的待测轮胎的胎压变化，还要获取车辆在 左转或右转时的待测轮胎的胎压变化，针对每一个待测轮胎，此时至少获 取两组在车辆做特定行驶操作时的胎压变化，而且这引起这两组胎压变化 的车辆行驶操作也有所不同，一个操作选自加速或减速中的至少一项，另一个操作选自左转或右转中的至少一项。该种情形多用于需要同时对多个 待测轮胎进行位置判断或者对判断精准度要求较高的情况。
其中，车辆的行驶状态的变化可以来自于加速度传感器，比如在车辆 上或外接主机上加载一个加速度传感器(G sensor)，利用该加速度传感器 获取并显示车辆在行驶过程中的加减速与转向的信息。此种情况，只需配 置单颗加速度传感器，无需在每个轮胎内设置重力传感器，大大节省了硬 件成本。
或者，也可以通过装载于车辆上的行车电脑来直接获取和显示车辆的 行驶状态的变化。行车电脑是车辆自带的，不需要另外配置硬件设备。
步骤S20：基于一定规则根据车辆的行驶状态的变化和所获取的胎压 变化判断对应轮胎所处车辆的位置。
具体来说，就是在获取车辆的行驶状态的变化和随变化所引起的待测 轮胎的胎压变化的关系后，基于一定规则，直接判断出待测轮胎所处车辆 的位置：右前轮、左前轮、右后轮还是左后轮。
其中的一定规则涉及轮胎受力与气压间的关系，通常来说，当轮胎受 力增加，轮胎会发生变形，那么胎内气压就会因变形而压缩，使得胎压上 升。因此，当轮胎受力越大，胎压上升越多。
本实施例总结规则如下：
当车辆加速且当前轮胎的胎压上升时，判断当前轮胎为后轮；
当车辆加速且当前轮胎的胎压下降时，判断当前轮胎为前轮；
当车辆减速且当前轮胎的胎压上升时，判断当前轮胎为前轮；
当车辆减速且当前轮胎的胎压下降时，判断当前轮胎为后轮；
当车辆左转且当前轮胎的胎压上升时，判断当前轮胎为右轮；
当车辆左转且当前轮胎的胎压下降时，判断当前轮胎为左轮；
当车辆右转且当前轮胎的胎压上升时，判断当前轮胎为左轮；
当车辆右转且当前轮胎的胎压下降时，判断当前轮胎为右轮。
参见图2和图3所示，其示出了采用本发明实施例的轮胎位置判断方法 对车辆上的四个轮胎进行位置判断过程的一个实施例。
起初系统并不知晓四个轮胎与车辆上的位置关系，在四个轮胎中均安 装有气压计，并令气压计的信息可以传输至行车电脑上，同时，在车辆启 动后利用行车电脑获取车辆行驶状态。
第一步：通过行车电脑或外接加速度传感器检测车辆是否移动，若检 测到车辆在正常行驶，则可以进入后续流程，否则，重新启动车辆使其进 入匀速行驶状态；
第二步：将车辆的形式状态切换到左转状态，行车电脑记录该左转状 态，同时通过四个轮胎内的气压计获取各个轮胎在车辆左转时的胎压变 化，第一行所示轮胎a的胎压上升，第二行所示轮胎b的胎压下降，第三行 所示轮胎c的胎压上升，第四行所示轮胎d的胎压下降。
第三步：获取引起上述胎压变化的车辆的行驶状态的变化，即调出行 车电脑中记录的左转状态的信息。
第四部：根据预先设定的上述规则，自动判断轮胎位置，车辆左转且 第一行所示轮胎a的胎压上升，依照上述规则判断为“右轮”；车辆左转 且第二行所示轮胎b的胎压下降，依照上述规则判断为“左轮”；车辆左 转且第三行所示轮胎c的胎压上升，依照上述规则判断为“右轮”；车辆 左转且第四行所示轮胎d的胎压下降，依照上述规则判断为“左轮”。
第五步：车辆在左转后继续匀速行驶一段时间，而后，切换到加速状 态，行车电脑记录该加速状态，同时通过四个轮胎内的气压计获取各个轮 胎在车辆加速时的胎压变化，第一行所示轮胎a的胎压下降，第二行所示 轮胎b的胎压下降，第三行所示轮胎c的胎压上升，第四行所示轮胎d的胎 压上升。
第六步：获取引起上述胎压变化的车辆的行驶状态的变化，即调出行 车电脑中记录的加速状态的信息。
第七步：根据预先设定的上述规则，自动判断轮胎位置，车辆加速且 第一行所示轮胎a的胎压下降，依照上述规则判断为“前轮”；车辆加速 且第二行所示轮胎b的胎压下降，依照上述规则判断为“前轮”；车辆加 速且第三行所示轮胎c的胎压上升，依照上述规则判断为“后轮”；车辆 加速且第四行所示轮胎d的胎压上升，依照上述规则判断为“后轮”。、
第八步，综合两次判断结果，得出结论：
第一行所示轮胎a判断为“右前轮”；
第二行所示轮胎b判断为“左前轮”；
第三行所示轮胎c判断为“右后轮”；
第四行所示轮胎d判断为“左后轮”。
确定四个轮胎的位置都已经被确定，结束流程，否则，重新返回上一 步依照预设规则演算轮胎位置，该规则可预先存储在行车电脑的存储模块 中。
下面利用受力分析来进一步验证上述规则的可靠性。
(一)当车辆向前加速/减速时，假设车重m，重力g，车宽Dwidth，重 心高度Dheight，轴距Dlengh，向前加速度a。
重心位置假设在车子中心以方便计算。
(1)Z轴静力平衡：F后轮+F前轮＝mg；
(2)转动力矩平衡：(F后轮-F前轮)*0.5*Dlengh＝ma*Dheight。
可解得前后轮所受压力为：
可知：前后轮胎受力随向前加减速有不同变化，加速时，向前加速度 为正，地面须提供后轮更多支撑力以维持车辆本体转动力矩平衡，依公式 计算结果，后轮受力增大，前轮受力减小。由于当轮胎受力增加时，轮胎 变形，使得胎内气压压缩，胎压上升。因此，在车辆加速时，后轮受力增 大，后轮胎压上升，而前轮受力减小，前轮胎压下降；反之，同样的道理 可以验证：在车辆减速时，前轮受力增大，前轮胎压上升，而后轮受力减 小，后轮胎压下降。
(二)当车辆转弯时，其他条件不变：
向心加速度：
其中，T为周期，w为角频率，v为切线速度，R为物体做圆周运动所 绕行的半径。重心位置假设在车子中心以方便计算。
(1)Z轴静力平衡：F左轮+F右轮＝mg；
(2)转动力矩平衡：(F左轮-F右轮)*0.5*Dlengh＝ma*Dheight。
可解得左右轮所受压力为：
可知：左右轮胎受力随转弯速度/回转半径有不同变化，当右转时， 转向中心位于车辆右方，此时左轮为外侧轮胎，右转弯时地面须提供外 侧轮胎更多支撑力以维持车辆本体转动力矩平衡使车辆不致翻覆，依据公 式计算结果，左轮受力增大，右轮受力减小。由于当轮胎受力增加时， 轮胎变形，使得胎内气压压缩，胎压上升。因此，在车辆右转时，左轮受力增大，左轮胎压上升，而右轮受力减小，右轮胎压下降。反之，同样的 道理可以验证：在车辆左转时，右轮受力增大，右轮胎压上升，而左轮受 力减小，左轮胎压下降。
值得一提的是，本发明还提供了一种存储介质的实施例，用于存储机 器可读程序指令，当该机器可读程序指令运行时，执行根据本发明轮胎位 置判断方法，即执行获取车辆在行驶状态发生变化时的轮胎的胎压变化， 并基于一定规则根据所述车辆的行驶状态的变化和所获取的所述胎压变化 判断对应轮胎所处车辆的位置。该存储介质可以是ROM、RAM、移动硬 盘、磁碟、光盘、U盘等。
进一步地，本发明还提供了一种轮胎位置判断装置，参见图4所示， 其示出了本发明的一个实施例的轮胎位置判断装置的示意图。
该轮胎位置判断装置1包括一处理器2，用于获取车辆在行驶状态发生 变化时的轮胎的胎压变化，记录对应的所述车辆的行驶状态的变化，以及 基于一定规则根据所述车辆的行驶状态的变化和所获取的所述胎压变化判 断对应轮胎所处车辆的位置。
具体来说，该处理器2可以是中央处理器、微处理器、数字信号处理 器以及其他处理芯片。优选地，可以是车辆上的行车电脑的主处理器或者 车辆上外接主机的主处理器，该轮胎位置判断装置1可以是车辆上的行车 电脑或外接主机。
进一步地，该处理器2中可包括一检测模块21和一位置识别模块22，
检测模块21，用于获取车辆在行驶状态发生变化时的轮胎的胎压变 化，并记录或获取引起该胎压变化的行驶状态的变化；
位置识别模块22，用于基于一定规则根据车辆的行驶状态的变化和所 获取的胎压变化判断对应轮胎所处车辆的位置。
参见图4所示，本发明实施例中的轮胎位置判断装置1中除了上述处理 器2之外，还可以包括一无线通讯模块3、一显示输出模块4和一存储模块 5，当然也会有一电池模块，以及一些构成行车电脑的其他必要模块。其 中，显示输出模块4可以是荧幕/声/光等形式的模块，主要用于显示最终 识别的轮胎位置信息，当然也可以显示车辆行驶状态信息等其他一些车辆 信息。无线通讯模块3用于对外接收/输出信号，主要用于获取轮胎的胎压 变化的信息，当采用外接加速度传感器获取车辆行驶状态信息时，也可以 通过该无线通讯模块自加速度传感器处获取车辆行驶状态的信息。
另外，本发明还提供了一种胎压侦测系统，参见图5所示，其示出了 本发明的一个实施例的胎压侦测系统的示意图，该胎压侦测系统包括胎压 感应装置6和轮胎位置判断装置1，且胎压感应装置6通过无线通讯模块通 讯连接于胎压位置判断装置1。胎压感应装置6用于感应轮胎的胎压变化， 并将感应到的轮胎的胎压变化通过无线通讯模块传输到胎压位置判断装置 1的无线通讯模块3中，实现胎压位置判断装置1对胎压变化的信息获取。 其中，胎压感应装置6中还包括有气压计，气压计安装在轮胎内，用于获 取轮胎的胎压值，通过胎压感应装置6的处理器生成胎压变化，再传输给 胎压位置判断装置1进行前述轮胎位置的判断。气压计的数量与待测轮胎 的数量相同且一一对应。胎压感应装置6可以是车上的外接主机，其处理 具有上述气压计、无线通讯模块、处理器之外，还会具有诸如存储模块、 电池模块等构成主机的必要功能模块。
胎压侦测系统可以在实现胎压侦测的同时，具备自动判断轮胎位置的 功能。透过车辆加速、减速以及转弯产生的轮胎气压变化，来判断轮胎位 置，只要利用轮胎内的气压计，配合“加速减速与转向”信息即可实现轮 胎位置的自动判别，“加减速与转向”信息可由行车电脑或外接主机上的 单个G sensor取得，不需要每个轮胎都要加装重力传感器/温度传感器/特 定位置安装无线信号接收器等，大大节省了硬件成本，也简化的判别方 法。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均 仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并 非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结 构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功 效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的 范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、 “右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以 限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术 内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上 的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明， 任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利 用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但 凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例 所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种轮胎位置判断方法，其特征在于，所述轮胎位置判断方法包括：
获取车辆在行驶状态发生变化时的轮胎的胎压变化；
基于一定规则根据所述车辆的行驶状态的变化和所获取的所述胎压变化判断对应轮胎所处车辆的位置。
2.根据权利要求1所述的轮胎位置判断方法，其特征在于，所述轮胎位置判断方法还包括：于车辆上加载一加速度传感器，用于获取所述车辆的行驶状态的变化，以配合所述胎压变化判断出所述轮胎的位置。
3.根据权利要求1所述的轮胎位置判断方法，其特征在于，通过装载于所述车辆上的行车电脑获取所述车辆的行驶状态的变化，以配合所述胎压变化判断出所述轮胎的位置。
4.根据权利要求1所述的轮胎位置判断方法，其特征在于，所述车辆的行驶状态的变化包括加速、减速、左转、右转中的至少一项。
5.根据权利要求4所述的轮胎位置判断方法，其特征在于，所述车辆的行驶状态的变化包括加速或减速中的至少一项，以及左转或右转中的至少一项。
6.根据权利要求4或5所述的轮胎位置判断方法，其特征在于，所述一定规则为：
当车辆加速且当前轮胎的胎压上升时，判断当前轮胎为后轮；
当车辆加速且当前轮胎的胎压下降时，判断当前轮胎为前轮；
当车辆减速且当前轮胎的胎压上升时，判断当前轮胎为前轮；
当车辆减速且当前轮胎的胎压下降时，判断当前轮胎为后轮；
当车辆左转且当前轮胎的胎压上升时，判断当前轮胎为右轮；
当车辆左转且当前轮胎的胎压下降时，判断当前轮胎为左轮；
当车辆右转且当前轮胎的胎压上升时，判断当前轮胎为左轮；
当车辆右转且当前轮胎的胎压下降时，判断当前轮胎为右轮。
7.一种轮胎位置判断装置，其特征在于，所述轮胎位置判断装置包括一处理器，所述处理器用于获取车辆在行驶状态发生变化时的轮胎的胎压变化，记录对应的所述车辆的行驶状态的变化，以及基于一定规则根据所述车辆的行驶状态的变化和所获取的所述胎压变化判断对应轮胎所处车辆的位置。
8.根据权利要求7所述的轮胎位置判断装置，其特征在于，所述处理器包括：
检测模块，用于获取车辆在行驶状态发生变化时的轮胎的胎压变化，并记录对应的所述车辆的行驶状态的变化；
位置识别模块，用于基于一定规则根据所述车辆的行驶状态的变化和所获取的所述胎压变化判断对应轮胎所处车辆的位置。
9.一种胎压侦测系统，其特征在于，所述胎压侦测系统包括用于感应胎压变化的胎压感应装置和如权利要求7所述的轮胎位置判断装置，所述胎压感应装置通讯连接于所述胎压位置判断装置。
10.根据权利要求9所述的胎压侦测系统，其特征在于，所述胎压感应装置包括一一对应地安装于轮胎内的气压计。
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