CN110831787B - 轮胎气压监视系统、轮胎气压监视方法、轮胎气压监视程序以及车辆 - Google Patents

轮胎气压监视系统、轮胎气压监视方法、轮胎气压监视程序以及车辆 Download PDF

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Abstract

轮胎气压监视系统(30)具备：数据获取部(101)，其从安装于轮胎的传感器(50FL)、传感器(50FR)、传感器(50RL)以及传感器(50RR)获取表示轮胎的轮胎气压和轮胎的轮胎温度的数据；刺破判定部(103)，其基于由轮胎气压与轮胎温度的关系所规定的刺破判定阈值，来判定轮胎是否被刺破；警报处理部(105)，在通过刺破判定部(103)判定为轮胎被刺破的情况下，其产生与由于轮胎气压下降而产生的警报不同的表示轮胎被刺破的警报。

Description

轮胎气压监视系统、轮胎气压监视方法、轮胎气压监视程序以 及车辆
技术领域
本发明涉及对安装于车辆的轮胎的气压进行监视的轮胎气压监视系统、轮胎气压监视方法、轮胎气压监视程序以及车辆。
背景技术
近年来，广泛采用了对安装于车辆的轮胎的气压(内压)进行监视的轮胎气压监视系统(TPMS)。当常时监视的气压低于阈值时，轮胎气压监视系统警告气压下降。另外，还提出了对与气压下降不同的轮胎被刺破进行警告的轮胎气压监视系统(例如，专利文献1)。
具体地说，专利文献1所公开的轮胎气压监视系统基于安装于车辆的各轮胎的气压差和从基准气压下降的下降量来判定轮胎是否被刺破。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-76748号公报
发明内容
轮胎气压监视系统对刺破进行警告的主要目的在于，与由外部温度变化等导致的气压的自然下降(空气的自然泄漏)相区别，早期向驾驶员等通知钉子等凸起物刺入轮胎、气压因漏气而逐渐下降的状态(所谓的缓慢漏气)。
然而，在这样的情况下，由于气压只是逐渐下降，因此在基于上述气压差和从基准气压下降的下降量来判定刺破时，早期对刺破进行警告是有限度的。
因此，本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种与由外部气温变化等导致的气压的自然下降相区别，能够更早期且准确地检测出基于填充于轮胎的空气泄露的刺破的轮胎气压监视系统、轮胎气压监视方法、轮胎气压监视程序以及车辆。
本发明的一个方式是一种轮胎气压监视系统(轮胎气压监视系统30)，其对安装于车辆(例如，车辆10)的轮胎(轮胎20FL、轮胎20FR、轮胎20RL和轮胎20RR)的气压进行监视，所述轮胎气压监视系统(轮胎气压监视系统30)具备：数据获取部(数据获取部101)，其从安装于所述轮胎的传感器(传感器50FL、传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR)获取表示所述轮胎的轮胎气压(轮胎气压P)和所述轮胎的轮胎温度(轮胎温度T)的数据；刺破判定部(刺破判定部103)，其基于由所述轮胎气压与所述轮胎温度的关系所规定的刺破判定阈值(刺破判定阈值PTH)，来判定所述轮胎是否被刺破；以及警报处理部(警报处理部105)，在通过所述刺破判定部判定为所述轮胎被刺破的情况下，该警报处理部(警报处理部105)产生与由于所述轮胎气压的下降而产生的警报不同的表示所述轮胎被刺破的警报。
本发明的一个方式是一种轮胎气压监视系统(轮胎气压监视系统30)，其对安装于车辆(例如，车辆10)的轮胎(轮胎20FL、轮胎20FR、轮胎20RL和轮胎20RR)的气压进行监视，所述轮胎气压监视系统(轮胎气压监视系统30)具备：数据获取部(数据获取部101)，其从安装于所述轮胎的传感器(传感器50FL、传感器50FR、传感器50RL和传感器50RR)获取表示所述轮胎的轮胎气压(轮胎气压P)和所述轮胎的轮胎温度(轮胎温度T)的数据；以及刺破判定部(刺破判定部103)，其基于以使用基准轮胎气压(基准轮胎气压Ps)和基准轮胎温度(基准轮胎温度Ts)计算出的基准容积值(基准容积值Vs)为基准的刺破判定阈值(刺破判定阈值PTH)，来判定所述轮胎是否被刺破，其中，所述刺破判定部在所述轮胎气压低于与所述轮胎温度相关联的所述刺破判定阈值的情况下，判定为所述轮胎被刺破。
本发明的一个方式是一种轮胎气压监视方法，对安装于车辆的轮胎的气压进行监视，所述轮胎气压监视方法包括以下步骤：从安装于所述轮胎的传感器获取表示所述轮胎的轮胎气压和所述轮胎的轮胎温度的数据的步骤；基于由所述轮胎气压与所述轮胎温度的关系所规定的刺破判定阈值，来判定所述轮胎是否被刺破的步骤；以及在判定为所述轮胎被刺破的情况下，产生与由于所述轮胎气压的下降而产生的警报不同的表示所述轮胎被刺破的警报的步骤。
本发明的一个方式是一种轮胎气压监视方法，对安装于车辆的轮胎的气压进行监视，所述轮胎气压监视方法包括以下步骤：从安装于所述轮胎的传感器获取表示所述轮胎的轮胎气压和所述轮胎的轮胎温度的数据的步骤；以及基于以使用基准轮胎气压和基准轮胎温度计算出的基准容积值为基准的刺破判定阈值，来判定所述轮胎是否被刺破的步骤，其中，在进行判定的所述步骤中，在所述轮胎气压低于与所述轮胎温度相关联的所述刺破判定阈值的情况下，判定为所述轮胎被刺破。
本发明的一个方式是一种轮胎气压监视程序，对安装于车辆的轮胎的气压进行监视，所述轮胎气压监视程序使计算机执行以下处理：从安装于所述轮胎的传感器获取表示所述轮胎的轮胎气压和所述轮胎的轮胎温度的数据的处理；基于由所述轮胎气压与所述轮胎温度的关系所规定的刺破判定阈值，来判定所述轮胎是否被刺破的处理；以及在判定为所述轮胎被刺破的情况下，产生与由于所述轮胎气压的下降而产生的警报不同的表示所述轮胎被刺破的警报的处理。
本发明的一个方式是一种轮胎气压监视程序，对安装于车辆的轮胎的气压进行监视，所述轮胎气压监视程序使计算机执行以下处理：从安装于所述轮胎的传感器获取表示所述轮胎的轮胎气压和所述轮胎的轮胎温度的数据的处理；以及基于以使用基准轮胎气压和基准轮胎温度计算出的基准容积值为基准的刺破判定阈值，来判定所述轮胎是否被刺破的处理，在进行判定的所述处理中，在所述轮胎气压低于与所述轮胎温度相关联的所述刺破判定阈值的情况下，判定为所述轮胎被刺破。
本发明的一个方式的主旨在于搭载有上述轮胎气压监视系统的车辆。
附图说明
图1是包括轮胎气压监视系统30的车辆10的概要俯视图。
图2是轮胎气压监视系统30的功能块结构图。
图3是示出对轮胎气压监视系统30的初始设定动作流程的图。
图4是示出通过轮胎气压监视系统30检测刺破和轮胎气压下降的检测动作流程的图。
图5A是示出设定轮胎温度Tr与估算轮胎气压Pr(Pt℃)的关系的一例(在将基准轮胎温度Ts设为15℃，将基准轮胎气压Ps设为230kPa的情况下)的图。
图5B是示出设定轮胎温度Tr与基准容积值Vs的关系的一例(在将基准轮胎气压Ps设为230kPa的情况下)的图。
图6是示出通过传感器测量出的轮胎温度T与轮胎气压P、设定轮胎温度Tr与估算轮胎气压Pr的关系的图。
图7A是示出由TPMS主单元100显示的轮胎的状态显示例(其一)的图。
图7B是示出由TPMS主单元100显示的轮胎的状态显示例(其二)的图。
图7C是示出由TPMS主单元100显示的轮胎的状态显示例(其三)的图。
图7D是示出由TPMS主单元100显示的轮胎的状态显示例(其四)的图。
图8A是示出传感器的测量误差(压力差)的例子的图。
图8B是示出传感器的测量误差(温度差)的例子的图。
图9是其他实施方式所涉及的车辆10A的概要俯视图和概要网络结构图。
图10是其他实施方式所涉及的车辆10B的概要俯视图。
具体实施方式
下面，基于附图来对实施方式进行说明。另外，对相同的功能、结构附加相同或相似的附图标记，并适当省略其说明。
(1)包括轮胎气压监视系统的车辆的概要结构
图1是包括轮胎气压监视系统30的车辆10的概要俯视图。如图1所示，车辆10是具有四个轮子的汽车。对车辆10的种类没有特别限定，也可以是轿车、卡车、公共汽车或建筑用车辆。此外，如后所述，后轮也可以是双轮胎。
在车辆10的各车轮位置安装有轮胎20FL、轮胎20FR、轮胎20RL以及轮胎20RR。轮胎20FL、轮胎20FR、轮胎20RL以及轮胎20RR是组装于轮辋的轮胎(也可以被称为轮胎轮辋组合体)。
轮胎20FL、轮胎20FR、轮胎20RL以及轮胎20RR分别安装在左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的位置。
轮胎气压监视系统30对安装于车辆10的轮胎的气压进行监视。轮胎气压监视系统30被称为TMPS等。轮胎气压监视系统30由搭载于各轮胎的传感器和TPMS主单元100构成。
此外，TPMS主单元100也可以作为搭载于车辆10的电子控制单元(ECU)的一部分而被组装。
针对轮胎20FL搭载有用于测量轮胎20FL的气压(内压)和温度的传感器50FL。同样地，针对轮胎20FR、轮胎20RL以及轮胎20RR搭载有传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR。具体地说，该传感器安装于组装有轮胎的轮辋、阀或轮胎的内表面等。
TPMS主单元100设置于车辆10，用于接收从传感器50FL、传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR发送的无线信号(电波)。
(2)轮胎气压监视系统的功能块结构
接下来，对轮胎气压监视系统30的功能块结构进行说明。图2是轮胎气压监视系统30的功能块结构图。如图2所示，轮胎气压监视系统30由安装于各车轮位置的传感器(传感器50FL、传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR)和TPMS主单元100构成。
(2.1)传感器50FL(传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR)
传感器50FL(传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR也同样)具有温度传感器51、压力传感器53、传感器ID设定部55以及发送机57。下面，以传感器50FL为例进行说明。
温度传感器51用于测量组装于轮辋的轮胎20FL的气室内的温度(轮胎温度)。作为温度传感器51例如能够使用半导体式温度传感器。
压力传感器53用于测量轮胎20FL的气室内的压力(内压：以下称为轮胎气压)。作为压力传感器53例如能够使用静电容量式压力传感器。
此外，温度传感器51和压力传感器53的测量精度根据轮胎20FL的气室内的温度不同而发生变化。另外，传感器50FL也可以包括测量加速度的传感器。
传感器ID设定部55用于设定用来识别传感器50FL的传感器ID。具体地说，传感器ID设定部55存储传感器50FL的识别信息，并将存储的识别信息提供给发送机57。作为识别信息，可以是2比特左右的信息，在包括更多信息(轮胎类型等)的情况下，也可以使用更多的比特。识别信息与从发送机57发送的无线信号复用。
发送机57向TPMS主单元100发送无线信号(电波)，该无线信号是表示从温度传感器51输出的测量温度的数据和表示从压力传感器53输出的测量压力(轮胎气压)的数据复用所得到的。
(2.2)TPMS主单元100
TPMS主单元100具备接收机90、数据获取部101、刺破判定部103、警报处理部105、容积值设定部107、阈值设定部109以及显示部111。
接收机90用于接收从发送机57发送的无线信号。此外，无线信号的强度(发送功率)和使用频带等可以根据轮胎气压监视系统30的使用地域或车辆10的种类而不同。另外，接收机90也可以作为独立部件与TPMS主单元100分开设置。
数据获取部101从传感器50FL、传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR获取表示轮胎气压和轮胎温度的数据。具体地说，数据获取部101针对每个传感器获取从接收机90输出的表示轮胎气压和轮胎温度的数据。
刺破判定部103用于判定轮胎20FL、轮胎20FR、轮胎20RL以及轮胎20RR是否被刺破。具体地说，刺破判定部103基于刺破判定阈值PTH，来判定轮胎20FL、轮胎20FR、轮胎20RL以及轮胎20RR是否被刺破。
在此，对轮胎气压的变动因素进行说明。轮胎(轮胎20FL、轮胎20FR、轮胎20RL以及轮胎20RR)内的压力的变动因素是(i)大气温度的变化、(ii)伴随行驶的轮胎等的发热而导致的温度变化、(iii)空气的自然泄漏以及(iv)由于钉子刺入等而发生的刺破、空气阀故障或轮辋产生龟裂等(外部因素)所导致的漏气。
也就是说，轮胎气压(轮胎内部压力)的下降(漏气)是由自然泄漏和外部因素中的某一种导致的。在本实施方式中，为了判定刺破(特别是，缓慢漏气)，着眼于轮胎内部容积的变化。
根据波义耳-查理定律，能够以如下方式表示轮胎内部容积。
·轮胎内部容积(V)＝系数(k)×轮胎温度(T)/轮胎内部压力(P)
在此，在将预先决定的基准的轮胎内部容积设为基准容积值Vs的情况下，轮胎内部容积V由于轮胎内发生漏气而发生较大的变化。在本实施方式中，利用这样的轮胎内部容积V的变化，来早期判定刺破的发生。
刺破判定部103基于由传感器50FL、传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR测量出的轮胎气压P与轮胎温度T的关系所规定的刺破判定阈值PTH，来判定轮胎是否被刺破。
具体地说，刺破判定部103基于以使用基准轮胎气压Ps和基准轮胎温度Ts计算出的基准容积值Vs为基准的刺破判定阈值PTH，来判定轮胎是否被刺破。
基准轮胎气压Ps是指预先决定的基准的轮胎气压，一般与车辆10的标准设定气压相对应。基准轮胎温度Ts是指预先决定的基准的轮胎温度，一般与轮胎气压调整时(行驶前)的大气温度相对应。
此外，也可以使用与传感器的测量精度和轮胎的类型(包括尺寸)中的至少任一方相应的校正系数kP来校正基准轮胎气压Ps和轮胎气压P。也就是说，使用校正系数kP来决定基准轮胎气压Ps和轮胎气压P。
同样地，也可以使用与传感器的测量精度和轮胎的类型(包括尺寸)中的至少任一方相应的校正系数kT来校正基准轮胎温度Ts和轮胎温度T。也就是说，使用校正系数kT来决定基准轮胎温度Ts和轮胎温度T。
由此，规定基准容积值Vs的变动幅度，能够进一步高精度地判别由于温度变化的影响而导致的轮胎气压P的下降和由于刺破而导致的漏气。
在将基准轮胎气压设为Ps、将基准轮胎温度设为Ts、将轮胎气压设为P、将轮胎温度设为T、将轮胎温度T的校正系数设为kT、将轮胎气压P的校正系数设为kP的情况下，通过上述波义耳-查理定律
[数式1]
Figure BDA0002338755380000081
来计算基准容积值Vs。
轮胎气压P和轮胎温度T是由传感器50FL、传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR测量出的实际的轮胎气压和轮胎温度。
另外，能够以如下方式表示使用基准容积值Vs估算出的作为设定轮胎温度Tr下的轮胎气压的估算轮胎气压Pr。
[数式2]
Figure BDA0002338755380000082
设定轮胎温度Tr是在通常的使用环境下，轮胎20FL、轮胎20FR、轮胎20RL以及轮胎20RR可取的轮胎温度(例如，-10℃～40℃)，与估算轮胎气压Pr相对应。
具体地说，针对(式2)输入温度变化条件，也就是，输入设定轮胎温度Tr，来计算该轮胎温度下的估算轮胎气压Pr。例如，在将基准轮胎温度Ts设为了15℃的情况下，如果设定轮胎温度Tr＝5℃，则以如下方式计算估算轮胎气压Pr(P5℃)。
[数式3]
Figure BDA0002338755380000091
在此，基准容积值Vs(1.252826)是在将基准轮胎温度Ts设为15℃、将基准轮胎气压Ps设为230kPa的情况下，通过(式1)计算出的值(但是，没有应用校正系数kT和校正系数kP)。在本实施方式中，基于如图5A所示那样与多个设定轮胎温度Tr相对应的估算轮胎气压Pr(Pt℃)，来确定用于判定刺破的方程式。
图5A示出设定轮胎温度Tr与估算轮胎气压Pr(Pt℃)的关系的一例(在将基准轮胎温度Ts设为了15℃，将基准轮胎气压Ps设为了230kPa的情况下)。
根据图5A所示的设定轮胎温度Tr和估算轮胎气压Pr，能够用一次方程式表示Tr与Pr的关系。当然，也可以将规定的系数(后述的α、β等)应用于Tr和Pr。另外，如后所述，在校正传感器的测量误差的情况下，该方程式不一定是一次方程式，也可以是n次方程式。
也就是说，刺破判定部103也可以使用校正了传感器的测量误差后的轮胎气压(轮胎气压P或估算轮胎气压Pr(具体为Prx))和校正了传感器的测量误差后的轮胎温度(轮胎温度T或设定轮胎温度Tr)中的至少任一方，来判定轮胎是否被刺破。具体地说，刺破判定部103也可以判定校正了该测量误差后的轮胎气压是否低于与轮胎温度相关联的刺破判定阈值PTH。
如上所述，测量出的轮胎气压P和轮胎温度T随着行驶、大气温度的变化等时刻发生变化。因此，在由传感器50FL、传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR测量出的轮胎气压P低于与该测量时的轮胎温度T相关联的刺破判定阈值PTH的情况下，刺破判定部103判定为轮胎被刺破。
具体地说，刺破判定部103基于(式3)来判定轮胎是否被刺破。
[数式4]
P≤PTH
PTH＝α×Prx+(β+kp) …(式3)
在此，Prx是与设定轮胎温度Tr相对应的估算轮胎气压Pr，这意味着Tr与Pr的关系有时不是一次方程式而可以是n次方程式。α是方程式的温度系数，β是方程式的压力系数。α和β意味着用于校正所设定的基准轮胎气压Ps、基准轮胎温度Ts以及每个传感器的测量误差(仪器误差)的系数。
另外，刺破判定部103能够基于充气后的轮胎20FL、轮胎20FR、轮胎20RL以及轮胎20RR的轮胎气压P的变化，来判定是否没有发生轮胎漏气。
这是因为，例如在使用将刺破修补液填充到轮胎内的轮胎应急刺破修理套件来修理轮胎的刺破的情况下、在刺破无法修补的情况下，轮胎内部容积V会继续逐渐下降，测量出的轮胎气压P发生变化并被显现出。此外，虽然这种情况下的轮胎气压P的下降量如后所述那样为微量，但刺破判定部103能够基于轮胎内部容积V的变化，来判定有没有刺破。
在由刺破判定部103判定为轮胎20FL、轮胎20FR、轮胎20RL以及轮胎20RR中的任一个或多个被刺破的情况下，警报处理部105产生与表示轮胎气压P下降的警报不同的、表示轮胎被刺破的警报。
特别是，在刺破判定部103判定为轮胎20FL、轮胎20FR、轮胎20RL以及轮胎20RR中的任一个或多个被刺破的情况下，警报处理部105产生与由于轮胎气压P下降而产生的警报(基于气压下降阈值的警报)不同的表示该轮胎被刺破的警报。具体地说，警报处理部105能够比基于气压下降阈值的警报更早期地产生表示该轮胎被刺破的警报。
另外，在轮胎温度T达到了轮胎温度警报阈值的情况下，警报处理部105产生表示温度上升了的警报。
具体地说，警报处理部105能够产生如图7A～图7D所示的警报(或没有警报)。
图7A～图7D示出由TPMS主单元100显示的轮胎的状态显示例。如图7A～图7D所示，警报处理部105能够使显示部111显示“正常显示”(在轮胎气压没有下降、没有刺破的情况下)、“气压下降”以及“刺破(漏气)”中的任一个。另外，警报处理部105能够使显示部111显示“注意高温”。
此外，也可以在使显示部111显示“气压下降”、“刺破(漏气)”和“注意高温”的情况下，同时输出警报声。另外，在后面进一步对至该显示为止的动作流程进行叙述。
容积值设定部107用于设定基准容积值Vs。具体地说，容积值设定部107基于没有漏气的正常的轮胎的轮胎气压P和轮胎温度T来设定基准容积值Vs。
也就是说，容积值设定部107基于由传感器50FL、传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR测量出的轮胎气压P和轮胎温度T，根据该轮胎温度T下的轮胎气压P来计算基准容积值Vs。能够使用上述(式1)来计算基准容积值Vs。在该情况下，将测量出的轮胎气压P和轮胎温度T应用于(式1)的基准轮胎气压Ps和基准轮胎温度Ts。
在此，图5B示出设定轮胎温度Tr与基准容积值Vs的关系的一例(在将基准轮胎气压Ps设为230kPa的情况下)。如图5B所示，当设定轮胎温度Tr上升时，基准容积值Vs增加，当设定轮胎温度Tr下降时，基准容积值Vs减小。
图6示出由传感器测量出的轮胎温度T与轮胎气压P、设定轮胎温度Tr与估算轮胎气压Pr的关系。
在图6中，横向(列方向)示出测量出的轮胎温度T(相当于大气温度)或设定轮胎温度Tr，纵向(行方向)示出在以使轮胎气压成为标准设定气压(230KPa)的方式填充了空气时的填充时的轮胎温度Ti。此外，图6包括图5A所示的设定轮胎温度Tr与估算轮胎气压Pr(Pt℃)的关系的一例(在将基准轮胎温度Ts设为15℃，将基准轮胎气压Ps设为230kPa的情况下)。
如图6所示，当轮胎温度T(或设定轮胎温度Tr)与填充时轮胎温度Ti相比发生变化时，基于基准容积值Vs的轮胎气压P(或估算轮胎气压Pr)如图6的各单元所示那样发生变化。在实际环境中，该单元所示出的轮胎气压的数值被用作作为刺破判定阈值PTH的基准的估算轮胎气压Pr。
例如，在轮胎温度T下降到5℃的情况下，如上所述，作为基准的估算轮胎气压Pr变为222.018kPa。相反地，例如，在轮胎温度T下降到30℃的情况下，作为基准的估算轮胎气压Pr变为241.9279kPa(＝(273.15+30)/1.252826)。
也就是说，如果测量的轮胎温度T相比于设定轮胎温度Tr下降，则轮胎气压P下降，如果测量的轮胎温度T相比于设定轮胎温度Tr上升，则轮胎气压P上升。
容积值设定部107基于图5B和图6所示的表来设定基准容积值Vs，并且判定设定的基准容积值Vs与轮胎温度T(设定轮胎温度Tr)的关系。
此外，容积值设定部107可以直接存储图5B或图6所示的表，也可以使用上述的(式1)和(式2)每次进行运算。另外，如上所述，轮胎温度T的变化和轮胎气压P的变化也可以通过方程式(一次方程式等)求出。
阈值设定部109用于设定刺破判定阈值PTH。具体地说，阈值设定部109用于设定与通过容积值设定部107设定的基准容积值Vs相关联的刺破判定阈值PTH。
更具体地说，阈值设定部109基于上述(式4)来设定刺破判定阈值PTH。优选的是，刺破判定阈值PTH被设定为与设定轮胎温度Tr(基准轮胎温度)相关联的估算轮胎气压Pr(基准轮胎气压)的0.8以上且0.95以下。另外，优选的是，刺破判定阈值PTH比用于判定轮胎气压P下降的气压下降阈值(例如，低于标准设定气压的0.8)高。
由此，能够比因自然泄漏而导致的轮胎气压P的下降更早期地判定出刺破。
另外，阈值设定部109也能够设定针对轮胎温度T的警报阈值(轮胎温度警报阈值)。阈值设定部109将设定的轮胎温度警报阈值通知给警报处理部105。
显示部111基于来自警报处理部105的指示，执行图7A～图7D所示的显示。具体地说，显示部111包括液晶面板等显示器，并在该显示器上显示图7A～图7D所示出的图像。此外，显示部111可以是单独的显示器，还可以是共用搭载于车辆10的显示器的形式。
(3)轮胎气压监视系统的动作
接下来，对上述轮胎气压监视系统30的动作进行说明。具体地说，说明对轮胎气压监视系统30的初始设定动作、和刺破及轮胎气压下降的检测动作。
(3.1)初始设定动作
图3示出对轮胎气压监视系统30的初始设定动作流程。如图3所示，首先，轮胎气压监视系统30的操作者(用户)检查轮胎20FL、轮胎20FR、轮胎20RL以及轮胎20RR有没有漏气(S10)。在发现了漏气的情况下，操作者中止登记处理，实施针对漏气的对策(S20)。因为当发生了漏气时，有可能无法计算出准确的基准容积值Vs。
接着，操作者执行对安装于各车轮位置(FL、FR、RL、RR)的传感器50FL、传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR的登记(S30)。具体地说，将各传感器的传感器ID与车轮位置相关联地登记于轮胎气压监视系统30。由此，轮胎气压监视系统30(TPMS主单元100)能够判定从各传感器输出的信号(数据)为哪个车轮位置。
另外，操作者设定气压下降阈值(S40)。作为气压下降阈值，一般以车辆10的标准设定气压(例如，230kPa)为基准进行设定(例如，低于标准设定气压的0.8)。
进一步地，操作者设定基准容积值Vs(S50)。具体地说，将车辆10的标准设定气压作为估算轮胎气压Pr，轮胎气压监视系统30基于估算轮胎气压Pr和由轮胎气压监视系统30测量出的轮胎温度T，来计算基准容积值Vs。
此外，如果确认没有漏气等故障，则也可以使用测量出的轮胎气压P和轮胎温度T来计算基准容积值Vs。
另外，轮胎气压监视系统30基于与设定的基准容积值Vs相对应的估算轮胎气压Pr，来设定按照上述(式3)的刺破判定公式(刺破判定阈值PTH)(S60)。例如，将估算轮胎气压Pr设定为230kPa，将刺破判定阈值PTH设定为估算轮胎气压Pr的0.8以上且0.95以下。
通过完成对轮胎气压监视系统30的初始设定动作，能够检测刺破和轮胎气压下降。
(3.2)刺破和轮胎气压下降的检测动作
图4示出由轮胎气压监视系统30检测刺破和轮胎气压下降的检测动作流程。如图4所示，轮胎气压监视系统30从安装于各车轮的传感器50FL、传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR获取表示轮胎气压P和轮胎温度T的数据(S105)。
轮胎气压监视系统30判定轮胎温度T是否达到了轮胎温度警报阈值(S110)。在轮胎温度T达到轮胎温度警报阈值的情况下，轮胎气压监视系统30判定为轮胎的温度上升，显示“注意高温”的警报(S170)。例如，轮胎气压监视系统30将如图7D所示出的图像显示在显示部111上。
轮胎气压监视系统30判定轮胎气压P是否满足刺破判定阈值PTH(S120)。
在轮胎气压P满足刺破判定阈值PTH的情况下，轮胎气压监视系统30判定为发生故障，显示“刺破/故障”的警报(S160)。例如，轮胎气压监视系统30将如图7C所示出的图像显示在显示部111上。
在轮胎气压P不满足刺破判定阈值PTH的情况下，轮胎气压监视系统30判定轮胎气压P是否达到气压下降阈值(S130)。在轮胎气压P没有达到气压下降阈值的情况下，轮胎气压监视系统30判定为正常，显示“OK”(S140)。例如，轮胎气压监视系统30将如图7A所示出的图像显示在显示部111上。
在轮胎气压P达到气压下降阈值的情况下，具体地说，轮胎气压监视系统30判定轮胎气压P是否低于测量出的轮胎温度T下的刺破判定阈值PTH，也就是说，轮胎气压P以图6所示出的估算轮胎气压Pr为基准，判定测量出的轮胎气压P是否达到刺破判定阈值PTH(例如，估算轮胎气压Pr的0.8以上且0.95以下中的任一个数值)。
在轮胎气压P不满足刺破判定阈值PTH的情况下，轮胎气压监视系统30判定为需要充气，显示“充气”的警报(S150)。例如，轮胎气压监视系统30将如图7B所示出的图像显示在显示部111上。
(3.3)传感器测量误差的校正
接下来，对传感器的测量误差的校正进行说明。传感器50FL、传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR分别具有固有的测量误差(仪器误差)。对于提高刺破的判定精度，优选的是，校正传感器所测量的温度和压力(内压)的误差。
图8A和图8B示出传感器的测量误差的例子。具体地说，图8A示出传感器(压力传感器53)所测量出的压力值的误差的例子。图8B示出传感器(温度传感器51)所测量出的温度值的误差的例子。
如图8A和图8B所示，传感器测量值(压力和温度)包括相对于理想直线(真实值)具有一定倾向的误差。也就是说，针对每个传感器确认这样的误差的再现性。因此，在本实施方式中，轮胎气压监视系统30(刺破判定部103)能够针对每个传感器50FL、传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR，使用与传感器测量值可取的值近似的n次方程式、或者使用将传感器测量值与真实值相关联的表来校正该误差。
(4)作用效果
根据上述实施方式，能够获得以下作用效果。具体地说，轮胎气压监视系统30基于由轮胎气压P与轮胎温度T的关系所规定的刺破判定阈值PTH，来判定轮胎是否被刺破，该轮胎气压P和轮胎温度T是通过传感器50FL、传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR测量出的。另外，在判定为轮胎被刺破的情况下，比由于轮胎气压P的下降而产生的警报更早期地产生表示轮胎被刺破的警报。
进一步地，在本实施方式中，轮胎气压监视系统30基于以使用基准轮胎气压Ps和基准轮胎温度Ts计算出的基准容积值Vs为基准的刺破判定阈值PTH，来判定轮胎是否被刺破。更具体地说，在由传感器50FL、传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR所测量的轮胎气压P满足与该测量时的轮胎温度T相关联的刺破判定阈值PTH的情况下，具体地说，在低于该刺破判定阈值PTH的情况下，轮胎气压监视系统30判定为轮胎被刺破。
也就是说，不是基于单纯的轮胎气压P的下降，而是基于以基准容积值Vs为基准的刺破判定阈值PTH来判定是否被刺破，因此，与由大气温度变化等导致的轮胎气压P的自然下降(空气的自然泄漏)相区别地，能够更早期且准确地检测出基于填充于轮胎20FL、轮胎20FR、轮胎20RL以及轮胎20RR的空气的泄漏的刺破。
这样更早期且准确的刺破检测是基于在将预先决定的基准的轮胎内部容积设为基准容积值Vs的情况下、轮胎内部容积V会因为轮胎内发生漏气而发生很大变化的特点。也就是说，通过将由漏气而导致的轮胎内部容积V的变化量与测量出的轮胎温度T下的轮胎气压P的变化量(下降量)相关联，即使是轮胎气压P的下降量为微量，也能够判定是否被刺破。
另一方面，由自然泄漏而导致的轮胎气压P的下降比刺破进行得更缓慢，因此能够与由漏气而导致的轮胎气压P的下降区分开。
在本实施方式中，在判定为轮胎20FL、轮胎20FR、轮胎20RL和轮胎20RR(以下适当省略为轮胎)被刺破的情况下，轮胎气压监视系统30能够发出与轮胎气压的下降(气压下降阈值)不同的表示该轮胎被刺破的警报。
由此，能够促使车辆10的驾驶员等早期修理刺破。特别是，在钉子等凸起物刺入轮胎、由于漏气导致气压逐渐下降的缓慢漏气的情况下，驾驶员存在判定为与自然泄漏相同而疏忽对轮胎的检查的倾向，但上述方式有助于避免这种情况的发生。因此，也能够将由于对缓慢漏气置之不理而结果导致轮胎严重受损的状态防患于未然。
在本实施方式中，刺破判定阈值PTH能够设定为与设定轮胎温度Tr(基准轮胎温度)相关联的估算轮胎气压Pr(基准轮胎气压)的0.8以上且0.95以下，刺破判定阈值PTH比用于判定轮胎气压P下降的气压下降阈值(例如，低于标准设定气压的0.8)高。因此，与轮胎气压的下降(气压下降阈值)相区别地，能够更早期地检测出轮胎被刺破。
在本实施方式中，使用轮胎温度(具体的是基准轮胎温度Ts、设定轮胎温度Tr)的校正系数kT和轮胎气压(具体的是基准轮胎气压Ps、估算轮胎气压Pr)的校正系数kP。具体地说，能够使用上述的(式1)～(式3)来计算基准容积值Vs等。
由此，能够与传感器的测量精度和轮胎的类型对应，并且设定能够用于判定刺破的高精度的基准容积值Vs等。
在本实施方式中，轮胎气压监视系统30基于没有漏气的轮胎的轮胎气压P和轮胎温度T来设定基准容积值Vs，并设定与该设定的基准容积值Vs相关联的刺破判定阈值PTH。因此，即使是在使用测量出的轮胎气压P和轮胎温度T来计算基准容积值Vs的情况下，也能计算出准确的基准容积值Vs。
在本实施方式中，轮胎气压监视系统30能够基于刺破修理后等的充气后的轮胎的轮胎气压P的变化，来判定轮胎是否没有发生漏气。也就是说，根据图4所示出的刺破和轮胎气压下降的检测动作流程，如果充气后的轮胎的轮胎气压P高于刺破判定阈值PTH，则能够判定为刺破已被修补。
特别是，在使用将刺破修补液填充到轮胎中的轮胎应急刺破修理套件的情况下，能够快速地判定刺破孔是否被刺破修理液堵塞。因此，在填充刺破修理液之后，无需连接压缩机或气压计等来确认轮胎气压。
在本实施方式中，轮胎气压监视系统30能够使用校正了传感器50FL、传感器50FR、传感器50RL以及传感器50RR的测量误差后的轮胎气压(轮胎气压P或估算轮胎气压Pr(具体为Prx))、和校正了该传感器的测量误差(仪器误差)后的轮胎温度(轮胎温度T或设定轮胎温度Tr)中的至少一个方，来判定轮胎被刺破。
由此，即使在传感器中存在固定的公差(仪器误差)的情况下，也能够进一步提高刺破的判定精度。
(5)其他的实施方式
以上根据实施例对本发明的内容进行了说明，但对本领域技术人员来说显而易见的是，本发明并不限于这些记载，能够进行各种各样的变形和改良。
例如，在上述实施方式中，虽然TPMS主单元100被搭载在车辆10上，但由TPMS主单元100实现的功能也可以由车辆10的外部提供。
图8是其他实施方式所涉及的车辆10A的概要俯视图和概要网络结构图。如图8所示，车辆10A具备通信设备150以替代TPMS主单元100。车辆10A属于能够经由通信网络与服务器计算机300连接的所谓的互联汽车(connected car)。此外，通信设备150也可以构成为所谓的远程信息处理单元的一部分。
通信设备150能够与无线基站200执行无线通信。通信设备150例如是能够与移动通信网络(LTE等)连接的无线通信终端。
服务器计算机300(数据库网站)设置在通信网络上，用于实现由TPMS主单元100所实现的功能(数据获取部101、刺破判定部103、警报处理部105、容积值设定部107和阈值设定部109)的全部或一部分。
另外，实现该功能的程序(软件)也可以以能够下载的状态存储在通信网络上，还可以以存储在存储介质中的形式提供。
另外，在上述的实施方式中，以具备四个轮子的车辆10为例进行了说明，但本发明当然也能够应用于不同种类的车辆。
图9是其他实施方式所涉及的车辆10B的概要俯视图。如图9所示，当与车辆10进行比较时，车辆10B的后轮车轴的结构不同。具体地说，车辆10B的后轮车轴是所谓的双轮胎，作为车辆10B，主要假定卡车和矿山用车辆等大型车辆。
车辆10B具备作为后轮使用的轮胎20RLO(左外侧后轮)、轮胎20RLI(左内侧后轮)、轮胎20RRO(右外侧后轮)以及轮胎20RRI(右内侧后轮)。另外，轮胎20RLO、轮胎20RLI、轮胎20RRO以及轮胎20RRI上分别搭载有传感器50RLO、传感器50RLI、传感器50RRO以及传感器50RRI。
TPMS主单元100接收来自两个前轮和四个后轮的各传感器的无线信号。此外，车辆的车轴数和车轮数不限于车辆10和车辆10B等，例如，也可以是具有更多的车轴和车轮的牵引车(tractor trailer)。
如上所述,虽然记载了本发明的实施方式，但不应该理解为构成本公开的一部分的论述和附图用于限定本発明。根据本公开，本领域技术人员能够显而易见地得到各种替代实施方式、実施例和运用技术。
产业上的可利用性
根据上述轮胎气压监视系统、轮胎气压监视方法、轮胎气压监视程序以及车辆，与由大气温度变化等导致的气压的自然下降相区别地，能够更早期且准确地检测出基于填充于轮胎的空气泄露的刺破，因此是有用的。
附图标记说明
10、10A、10B：车辆；20FL、20FR、20RL、20RR、20RLI、20RLO、20RRI、20RRO：轮胎；30：轮胎气压监视系统；50FL、50FR、50RL、50RR、50RLI、50RLO、50RRI、50RRO：传感器；51：温度传感器；53：压力传感器；55：传感器ID设定部；57：发送机；90：接收机；100：TPMS主单元；101：数据获取部；103：刺破判定部；105：警报处理部；107：容积值设定部；109：阈值设定部；111：显示部；150：通信设备；200：无线基站；300：服务器计算机。

Claims (6)

1.一种轮胎气压监视系统，其对安装于车辆的轮胎的气压进行监视，所述轮胎气压监视系统具备：
数据获取部，其从安装于所述轮胎的传感器获取表示所述轮胎的轮胎气压和所述轮胎的轮胎温度的数据；以及
刺破判定部，其基于以使用基准轮胎气压、基准轮胎温度以及由所述数据获取部获取到的轮胎气压和所述轮胎温度计算出的基准容积值为基准的刺破判定阈值，来判定所述轮胎是否被刺破，
其中，所述刺破判定部在所述轮胎气压低于与所述轮胎温度相关联的所述刺破判定阈值的情况下，判定为所述轮胎被刺破，
在将所述基准轮胎气压设为Ps、将所述基准轮胎温度设为Ts、将所述轮胎气压设为P、将所述轮胎温度设为T、将所述轮胎温度的校正系数设为kT、将所述轮胎气压的校正系数设为kP的情况下，通过[数式1]
[数式1]
Figure FDA0003250526600000011
来计算所述基准容积值Vs。
2.根据权利要求1所述的轮胎气压监视系统，其中，
所述轮胎气压监视系统具备警报处理部，在通过所述刺破判定部判定为所述轮胎被刺破的情况下，所述警报处理部产生与所述轮胎气压的下降不同的表示所述轮胎被刺破的警报。
3.根据权利要求1所述的轮胎气压监视系统，其中，
所述刺破判定阈值被设定为与所述基准轮胎温度相关联的所述基准轮胎气压的0.8以上且0.95以下，并且所述刺破判定阈值比用于判定所述轮胎气压的下降的气压下降阈值高。
4.根据权利要求1所述的轮胎气压监视系统，其中，
使用与所述传感器的测量精度和所述轮胎的类型中的至少任一方相应的校正系数，来决定所述基准轮胎温度。
5.根据权利要求1所述的轮胎气压监视系统，其中，
使用与所述传感器的测量精度和所述轮胎的类型中的至少任一方相应的校正系数，来决定所述基准轮胎气压。
6.根据权利要求1所述的轮胎气压监视系统，其中，
所述轮胎气压监视系统具备：
容积值设定部，其用于设定所述基准容积值；以及
阈值设定部，其用于设定所述刺破判定阈值，
其中，所述容积值设定部基于没有漏气的所述轮胎的轮胎气压和轮胎温度，来设定所述基准容积值，
所述阈值设定部用于设定与由所述容积值设定部设定的所述基准容积值相关联的所述刺破判定阈值。
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