CN1228196C - 轮胎监测装置及其学码方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮胎监测装置，该装置安装于一具有多个轮胎的车辆中，该胎压监测装置包括：多个传感模组，安装于该轮胎中，并具有一无线电讯号传送器，用以发送一射频讯号，该射频讯号中包括该轮胎的状态及该传感器模组的特定编码；多个天线模组，每个皆安装接近个别的该多个传感模组，用以接收该讯号；以及接收装置，与该天线模组电气连接，用以处理该讯号。

Description

轮胎监测装置及其学码方法

技术领域

本发明涉及一种轮胎监测装置，特别是一种轮胎监测装置，用以监测轮胎内的状态，且具有简化的学码过程。

背景技术

现有的技术中已有许多相关的技术及装置，用以确认该监测装置与轮胎位置间的相对位置。例如，本发明人于2000年8月22日已提出第089117036号申请案“充气轮胎的胎压监测方法及其装置”中，其中该装置具有一传感器模组，分别安装于充气轮胎中，用以感应该轮胎的状态，并且将该感应的轮胎状态编码后，以无线电频率讯号发送以及一解码模组，其包括一无线电频率天线模组，用以接收该传感器模组所发射的无线电频率讯号、一记忆体，用以记录该轮胎使用状态的预定范围的数据以及该轮胎状态的监测数据、一处理器用以将该接收的无线讯号解码，并用以与该记忆体中的数据相比，以决定该充气轮胎的使用情况、一显示装置用以显示该充气轮胎的使用情况、以及一蜂鸣器。用以监测出该车辆中个别轮胎压力及温度的异常状态，并鉴别车辆中个别充气轮胎，以确认发生异常状态的轮胎。

然而现有技术在该车辆的解码模组与各充气轮胎内部的传感器模组进行编码确认时，须经操作人员对该车辆各充气轮胎进行放气，利用该轮胎压力的急速变化，使该轮胎内部的传感器模组持续发射讯号，经由该解码模组确认后，得以确认该传感器模组所安装轮胎的相对位置。之后，该轮胎必须再度充气，使得以再度使用该车辆。显然，此一过程相当耗时且非常不便与繁复。

本发明人于2001年5月17日已提出TW第090112305号申请案“胎压监测器的学码装置”，其中揭示一种胎压监测器的学码装置以及手持的学码装置。然而，前述的学码装置需要额外的装置以及操作，才得以完成该学码过程。对驾驶者而言，此一学码操作复杂而繁复，且更换轮胎的情况不时常发生，故驾驶者可能在需进行学码操作时，反而忘记如何进行操作。

又于2001年7月10日颁予Robillard等人的美国专利第6,259,361号“轮胎监测系统(Tire Monitoring System)”中，揭示利用温度及加速器以分别辩认前、后车胎以及确认车辆轮胎的位置。然而，虽然前轮会因为接近引擎，以及前轮为驱动轮之故，而较后轮具有较高的温度，但此一温度差异却经常受到外界温度的影响，而无法产生正确的结果。

因此，如前所述，前述的现有学码方法并不能够提高一快速与有效的学码模式予车辆内部的胎压监测解码模组，以定义各充气轮胎特定编码，便有需要提供一种胎压监测器的学码装置，使该胎压监测器的学码过程更为简单快速。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种轮胎监测装置，用以监测轮胎的状态，且该监测装置能够轻易地确认该胎压监测器所安装的轮胎的位置。

本发明的次目的是提供一种轮胎监测装置的学码方法，使用者不需繁复的操作，即能够确认该胎压监测器所安装的轮胎的位置。

为达上述目的，本发明提供一种轮胎监测装置，安装于一具有多个轮胎的车辆中，该胎压监测装置包括：多个传感模组，安装于该轮胎中，并具有一无线电讯号传送器，用以发送一射频讯号，该讯号中包括该轮胎的状态及该传感器模组的特定编码；多个天线模组，每个皆安装接近个别的该多个传感模组，用以接收该射频讯号；以及接收装置，与该天线模组电气连接，用以处理该射频讯号。

根据本发明另一观点的轮胎监测装置，其中该接收装置包括：一电子开关模组，用以选择性地连接该多个天线模组；一射频接收器，与该电子开关模组连接，用以将该天线模组的射频讯号区分为资料讯号以及载波振幅讯号：一中央处理器，与该射频接收器相连接，用以控制电子开关模组，以及一显示器。

本发明另提供一种轮胎监测装置的学码方法，包括步骤如下：提供多个传感模组，安装于一车辆的多个轮胎中，每个皆具有一无线电讯号传送器，用以发送一讯号，该讯号中包括该轮胎的状态及该传感器模组的特定编码；提供多个天线模组，每个皆安装接近个别的该多个传感模组，用以接收该讯号；选择性地连接该多个天线模组；将该讯号区分为一资料讯号以及一载波振幅讯号；以及根据该载波振幅讯号的强度，确认发射该讯号的该传感器模组的安装位置及其特定编码。

据此，由于本发明的轮胎监测器不需要复杂的学码过程，即可确认每个轮胎中所发射的射频讯号，因此，使用者在更换轮胎后，便能够轻易地完成该学码作业。

附图说明

图1为根据本发明的一较佳实施例的一轮胎监测装置的系统方块图；

图2为根据本发明的另一较佳实施例的一轮胎监测装置的系统方块图。

图中符号说明：

10    轮胎监测装置

12     车辆               14a    天线模组

14b    天线模组           14c    天线模组

14d    天线模组           16     电子开关模组

17a    讯号开关           17b    讯号开关

17c    讯号开关           17d    讯号开关

18a    接地开关           18b    接地开关

18c    接地开关           18d    接地开关

19     射频阻抗匹配       20     射频接收器

24     显示器             26     中央处理器

32     类比/数位转换器    34     数据线路

36a    传感器模组         36b    传感器模组

36c    传感器模组         36d    传感器模组

50     轮胎监测装置

52     车辆               54a    天线模组

54b    天线模组           56     电子开关模组

57a    讯号开关           57b    讯号开关

58a    接地开关           58b    接地开关

59     射频阻抗匹配       60     射频接收器

64     显示器             66     中央处理器

72     类比/数位转换器    74     数据线路

76a    传感器模组         76b    传感器模组

76c    传感器模组         76d    传感器模组

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的具体实施方式。

现请参考图1，其中显示根据本发明的轮胎监测器10的方块图。该轮胎监测装置10安装于一车辆12(如第1图中虚线所示)。

该轮胎监测装置10另具有四个传感器模组36a、36b、36c、36d，分别安装于该车辆的左前轮(FL)、左后轮(RL)、右前轮(FR)、以及右后轮(RR)。每个传感器模组皆分别具有一传感器专用集成电路ASIC(Sensor Application-Specific Integrated Circuit)，以及射频(Radio Frequency；RF)传送器。安装于个别充气轮胎中的该传感器模组用以感应该轮胎的状态，并且将该感应的轮胎状况编码后，以射频(RF)讯号发送之。该传感器专用集成电路约每一分钟会经由该无线电讯号传送器，以射频讯号发送目前轮胎状态的数据，诸如轮胎的压力、温度及加速度的数据。该传感器模组可见于本发明人于2000年8月22日所提出的第089117036号申请案“充气轮胎的胎压监测方法及其装置”，此一专利申请案于此并入本说明书以为参考。

该轮胎监测器10包含四个天线模组14a、14b、14c、14d，其所安置的位置接近该车辆12的左前轮(FL)、左后轮(RL)、右前轮(FR)、及右后轮(RR)，用以接收射频讯号(Radio Frequency；RFsignal)。该四个天线模组14a、14b、14c、14d所接收的讯号会进入一电子开关模组16中，该电子开关模组16中具有四个讯号开关(Switch)17a、17b、17c、17d，分别用以控制天线模组14a、14b、14c、14d至一射频阻抗匹配19的电气连接，以及四个接地开关18a、18b、18c、18d，分别用以控制该天线模组14a、14b、14c、14d的接地。该射频阻抗匹配19连接至一射频接收器20，并通过一类比/数位(Analog/Digital)转换器32及数据线路34与一中央处理器26连接。该中央处理器26可控制一显示器24及该电子开关模组16。

该传感器专用集成电路通过该无线电讯号传送器所传送该轮胎的状态数据的讯号中，亦包括该传感器专用集成电路的特定编码。因此，当进行监测时，该中央处理器26将使该电子开关模组16的四个讯号开关17a、17b、17c、17d导通，且该四个接地开关18a、18b、18c、18d断路，如此该天线模组14a、14b、14c、14d可电气连接至该射频阻抗匹配19。虽然该轮胎监测器10具有四个传感器模组36a、36b、36c、36d发出射频讯号，但该传感器模组大体上每分钟发射一次讯号，故该射频阻抗匹配19即可将所接受的讯号，形成一单一讯号交替地送至该射频接收器20中。

该射频接收器20会将所接收的射频讯号，区分为资料讯号与载波振幅(Amplitude)讯号。该资料讯号包括该轮胎传感器模组所感应的轮胎状态，诸如温度、压力，以及该轮胎传感器模组的特定编码。该资料讯号及该载波振幅讯号将分别通过该类比/数位转换器32及该数据线路34，输送至该中央处理器26中。之后，该中央处理器26可根据该轮胎传感器模组的特定编码，确认发出该讯号的轮胎，并据此控制该显示器24以显示该车辆12的该轮胎的状态。

如前所述，该轮胎监测装置10于用以进行监测作业之前，首先必须进行学码过程，用以确认该车辆12的个别轮胎中所安装的该传感器模组的特定编码。于该学码过程中，举例而言，如图所示，该中央处理器26先控制该讯号开关17a导通，其余的该讯号开关17b、17c、17d断路，且该接地开关18a断路，其余的该接地开关18b、18c、18d接地，据此便仅有该天线模组14a所接收的讯号会进入该射频阻抗匹配19、该射频接收器20、与该中央处理器26中。该中央处理器26将比较该射频接收器20所输入的载波振幅讯号，若振幅值高于一预定值，则可判定该讯号为左前轮内的传感器模组36a所发射。或者，于一替代实施例中，该中央处理器26将比较该射频接收器20所输入的载波振幅讯号，并选取其中的一最大数值，以判定该讯号为左前轮内的传感器模组36a所发射。因此，该中央处理器26则可分别记忆该传感模组36a、36b、36c、36d的特定编码，及所安装轮胎位置，并据此当监测时，即可根据该特定编码判定发送该讯号的轮胎。

精于本技术者将可了解，射频讯号的振幅大体上与距离的立方成反比。因此，该天线模组14a会接收到该传感器模组36a、36b、36c、36d所发送的讯号，但该传感器模组36a所送出的讯号的振幅，将相当地大于其他三个无线电讯号传送器36b、36c、36d所输送的讯号的振幅，故当该振幅值大于该预定值及/或最大值时，即可确定所接收的该讯号为该天线模组14a所对应的该传感器模组36a所发送，并据此确认该传感器模组36a的对应位置及其特定编码。同样的，依序个别地将该天线模组14b、14c、14d的讯号送入，其余的该传感器模组36b、36c、36d的特定编码亦可被确认。

再者，当一车辆安装四个轮胎并经过学码过程之后，该中央处理器26则可分别记忆该传感模组36a、36b、36c、36d的特定编码，及所安装的轮胎位置。当使用者变换轮胎位置时(例如，由前轮换至后轮时)，由于该四个轮胎的传感器模组36a、36b、36c、36d的特定编码，已经被记忆，故该中央处理器26可通过对比该已记忆的该特定编码与该接收的讯号的特定编码，以排除其他车辆的干扰，而进一步确认安装该传感器模组的轮胎的位置，并据此完成自动定位的过程。

精于本技术者将可了解，该电子开关模组16中亦可仅具有四个讯号开关17a、17b、17c、17d，即可使该天线模组14a、14b、14c、14d分别连接至该射频阻抗匹配19。然而，提供该四个接地开关18a、18b、18c、18d，并于该四个讯号开关17a、17b、17c、17d共同作用，可进一步避免该讯号间的交互干扰(cross talk)。

现请参考图2，其中显示根据本发明另一较佳实施例的轮胎监测器50的方块图，其与根据本发明的该轮胎监测装置10相类似，且相同的元件标示类似的图号。该轮胎监测器50与该轮胎监测器10大体上相类似，其不同之处在于该轮胎监测器50具有两个天线模组54a、54b，其分别安置于一车辆52的前端及后端。且该轮胎监测器50的传感器模组76a、76b、76c、76d的传感器专用集成电路ASIC用以感应该轮胎的状态，该轮胎状态至少包括压力、温度及加速度的数据。

同样的，于监测过程期间，该轮胎监测器50会由两天线模组54a、54b接收传感器模组所发送的射频讯号，其中包括个别轮胎的轮胎状况。而在学码过程中，举例而言，如图2所示，该中央处理器66先控制该讯号开关57a导通，该讯号开关57b断路，且该接地开关58a断路，该接地开关58b接地，据此便仅有该天线模组54a所接收的讯号会进入该射频阻抗匹配59、该射频接收器60、与该中央处理器66中。该中央处理器66将比较该射频接收器60所输入的载波振幅讯号，若振幅值高于一预定值，则可判定该讯号为左前轮或右前轮内的传感器模组76a、76c所发射。又该传感器模组76a、76b、76c、76d内的传感器专用集成电路可感应轮胎内的加速度。然而，由于众所皆知的加速度的方向性，车辆前进时若左侧轮胎为加速度，右侧轮胎则为减速度。因此，根据该加、减速度即可判定该讯号为左前轮或右前轮所发送。类似的方法可用以判定该车辆中其他轮胎所发送的讯号。再者，当该车辆另具有备胎，且其具有另一传感模组时，由于该备胎的加速度为零，故亦可据此判定该讯号由该备胎所发出。

如前所述，由于本发明的轮胎监测器不需要复杂的学码过程，即可确认每个轮胎中所发射的射频讯号，因此，使用者在更换轮胎后，不需要额外的复杂的装置或程序，即可轻易地完成该学码作业。

虽然本发明已以前述较佳实施例揭示，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此本发明的保护范围当以权利要求书为准。

Claims (11)

1.一种轮胎监测装置，安装于一具有多个轮胎的车辆中，其特征在于，该胎压监测装置包括：

多个传感模组，安装于该轮胎中，并具有一无线电讯号传送器，用以发送一射频讯号，该射频讯号中包括该轮胎的状态及该传感器模组的特定编码；

多个天线模组，每个皆安装接近个别的该多个传感模组，用以接收该射频讯号；以及

接收装置，与该天线模组电气连接，用以处理该讯号，其中该接收装置包括：

一电子开关模组，用以选择性地连接该多个天线模组；

一射频接收器，与该电子开关模组连接，用以将该天线模组的射频讯号区分为资料讯号以及载波振幅讯号；

一中央处理器，与该射频接收器相连接，用以控制电子开关模组，以及一显示器。

2.根据权利要求1的轮胎监测装置，其特征在于，该轮胎状态由压力、温度、加速度、或其组合所构成的群组中选出。

3.一种轮胎监测装置，安装于一具有多个轮胎的车辆中，其特征在于，该胎压监测装置包括：

多个传感模组，安装于该轮胎中，并具有一无线电讯号传送器，用以发送一射频讯号，该射频讯号中包括该轮胎的状态及该传感器模组的特定编码；

两个天线模组，分别安装于该车辆的前方及后方，用以接收该射频讯号；以及

接收装置，与该天线模组电气连接，用以处理该射频讯号，其中该接收装置包括：

一电子开关模组，用以选择性地连接该多个天线模组；

一射频接收器，与该电子开关模组连接，用以将该天线模组的射频讯号区分为资料讯号以及载波振幅讯号：

一中央处理器，与该射频接收器相连接，用以控制电子开关模组，以及一显示器。

4.根据权利要求3的轮胎监测装置，其特征在于，该轮胎状态由压力、温度、加速度、或其组合所构成的群组中选出。

5.一种轮胎监测装置的学码方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供多个传感模组，安装于一车辆的多个轮胎中，每个皆具有一无线电讯号传送器，用以发送一射频讯号，该射频讯号中包括该轮胎的状态及该传感器模组的特定编码；

提供多个天线模组，每个皆安装接近个别的该多个传感模组，用以接收该射频讯号；

选择性地连接该多个天线模组；

将该射频讯号区分为一资料讯号以及一载波振幅讯号；以及

根据该载波振幅讯号的强度，确认发射该射频讯号的该传感器模组的安装位置及其特定编码。

6.根据权利要求5的轮胎监测装置的学码方法，其特征在于，另包括步骤：

提供一记忆体，用以记忆该多个传感模组的特定编码；以及

对比该记忆体中的该特定编码与该传感器所发送的特定编码。

7.根据权利要求5的轮胎监测装置的学码方法，其特征在于，确认安装位置的步骤，另包括步骤：

比较该载波振幅讯号的强度；以及

若该强度大于一预定值，则确认发射该讯号的该传感器模组的安装位置及其特定编码。

8.根据权利要求5的轮胎监测装置的学码方法，其特征在于，该轮胎状态由压力、温度、加速度、或其组合所构成的群组中选出。

9.一种轮胎监测装置的学码方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供多个传感模组，安装于一车辆的多个轮胎中，每个皆具有一无线电讯号传送器，用以发送一射频讯号，该射频讯号中包括该轮胎的状态、该轮胎的加速度及该传感器模组的特定编码；

提供两个天线模组，分别安装于该车辆的前方及后方，用以接收该射频讯号；

选择性地连接该两个天线模组；

将该射频讯号区分为一资料讯号以及一载波振幅讯号；

根据该载波振幅讯号的强度，确认发射该射频讯号的该传感器模组是安装于该车辆的前轮或后轮；以及

根据讯号的该加速度数值，确认发射该射频讯号的该传感器模组是安装于该车辆的左侧轮胎或右侧轮胎，从而确认发射该射频讯号的该传感器模组的安装位置及其特定编码。

10.根据权利要求9的轮胎监测装置的学码方法，其特征在于，另包括步骤：

提供一记忆体，用以记忆该多个传感模组的特定编码；以及

对比该记忆体中的该特定编码与该传感器所发送的特定编码。

11.根据权利要求9的轮胎监测装置的学码方法，其特征在于，该轮胎状态由压力、温度、或其组合所构成的群组中选出。

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