CN1975796A - 轮胎状态监视系统 - Google Patents
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Abstract
目的在于提供一种轮胎状态监视系统，与以往相比，可抑制轮胎侧通信机的信息输出时的消耗电力。根据本发明的轮胎状态监视系统(10)，由于轮胎侧通信机(20)将检测信息载置在电磁波中，并将该电磁波变为罩胎轮(12)和车辆主体(15)的表面波输出，故与以往的系统比较，能够抑制输出检测信息时的消耗电力。由此，能够抑制内置于轮胎侧通信机(20)的钮扣电池(30)的大型化，并且能够谋求长寿命化。其中具体而言，在以往的构成中，信息输出时的消耗电力为3(dBm)(2(mW))，但在本发明的轮胎状态监视系统(10)中，能够变为－10(dBm)(0.1(mW))。也就是说，信息输出时的消耗电力能够变为以往的1/20。
Description
技术领域
本发明涉及具备安装罩胎轮上用来检测轮胎内压并无线输出包含其检测结果的信息的轮胎侧通信机、和设置在车辆主体上用来无线接收轮胎侧通信机无线输出的信息的车辆主体侧通信机的轮胎状态监视系统。
背景技术
在这种以往的轮胎状态监视系统中，轮胎侧通信机将轮胎内压载置在电波上发送到车辆主体侧通信机(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：特开2005-212514号公报(段落[0021])
但是，在上述以往的轮胎状态监视系统中，由于伴随电波输出的消耗电力大，所以具有轮胎侧通信机的内置电池大型化，或内置电池更换周期短的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况做出的，其目的在于提供与以往相比可以抑制轮胎侧通信机信息输出时的消耗电力的轮胎状态监视系统。
为了实现上述目的产生的技术方案1的发明中的轮胎状态监视系统(10)，具备安装在罩胎轮(12)上用来检测轮胎(14)的内压并对包含其检测结果的信息进行无线输出的轮胎侧通信机(20)、和设置在由多个部件(16、17)构成的车辆主体(15)上且对所述轮胎侧通信机(20)无线输出的信息进行无线接收的车辆主体侧通信机(55)，并用于监视轮胎(14)的状态，
该轮胎状态监视系统(10)还具备：
轮胎侧调制器(41)，其设置在所述轮胎侧通信机(20)，将包含所述检测结果的信息载置在电磁波中，将该电磁波变为所述罩胎轮(12)的表面波而输出；和
车辆主体侧解调器(46)，其设置在所述车辆主体侧通信机(55)，接收从所述罩胎轮(12)向所述车辆主体(15)的所述多个零件(16、17)表面传播的电磁波。
技术方案2的发明，其特征在于，在技术方案1所述的轮胎状态监视系统(10)中，具备：轮胎阀(50)，其与所述轮胎侧通信机(20)设置为一体，可以向所述轮胎(14)内充气，和阀杆(51)，其设置在所述轮胎阀(50)，形成与所述轮胎(14)内外连通的筒状，在内部具有阀心，并且将所述轮胎侧调制器(41)输出的电磁波向所述罩胎轮(12)传播。
技术方案3的发明，其特征在于，在技术方案1或者2所述的轮胎状态监视系统(10)中，具备：车辆主体侧调制器(48)，其设置在所述车辆主体侧通信机(55)，将向所述轮胎侧通信机(20)的信息载置在电磁波中，使其变为所述车辆主体(15)的所述多个零件(16、17)的表面波而输出；和轮胎侧解调器(35)，其设置在所述轮胎侧通信机(20)，接收从所述车辆主体(15)的所述多个零件(16、17)向所述罩胎轮(12)在表面传播的电磁波。
技术方案4的发明，其特征在于，在技术方案3所述的轮胎状态监视系统(10)中，具备：电场强度检测机构(60)，其设置在所述车辆主体侧通信机(55)和所述轮胎侧通信机(20)，检测所述车辆主体侧调制器(48)和所述轮胎侧调制器(41)输出的电磁波的强度；和输出改变机构(61)，其根据所述电场强度检测机构(60)的检测结果，改变所述车辆主体侧调制器(48)和所述轮胎侧调制器(41)输出的电磁波的频率。
技术方案5的发明，其特征在于，在技术方案1～4中的任一项所述的轮胎状态监视系统(10)中，按照如下方式构成：所述轮胎侧通信机(20)安装在车辆(100)上装备的每个罩胎轮(12)上，所述轮胎侧调制器(41)将识别轮胎(14)彼此用的ID包含在所述信息中，并一起载置在电磁波中。
技术方案6的发明，其特征在于，在技术方案1～5中的任一项所述的轮胎状态监视系统(10)中，按照如下方式构成：所述轮胎侧通信机(20)安装在车辆(100)上装备的每个罩胎轮(12)上，这些各罩胎轮(12)的轮胎侧通信机(20)彼此，以相互不相同的时刻将信息载置在电磁波中而输出。
在技术方案1的轮胎状态监视系统(10)中，轮胎侧通信机(20)，在检测轮胎(14)的内压后，通过轮胎侧调制器(41)将包含其检测结果的信息载置在电磁波中，将该电磁波变为罩胎轮(12)的表面波而输出。于是，该表面波在车辆主体(15)的多个零件(16、17)表面传播，由车辆主体(15)中装备的车辆主体侧通信机(55)的车辆主体侧解调器(46)接收。
根据本发明，由于轮胎侧通信机(20)将信息载置在电磁波中，并将该电磁波变为罩胎轮(12)和车辆主体(15)的表面波而输出，与以往的产品相比较，能够抑制输出信息时的消耗电力。由此，能够抑制轮胎侧通信机(20)内置电池(30)的大型化，谋求长寿命化。另外，也能防止车辆主体侧通信机(55)误接收来自其他车辆装备的轮胎侧通信机(20)的信息，提高通信的可靠性。
根据技术方案2的发明，由于通过固定在罩胎轮(12)上的阀杆(51)，轮胎侧调制器(41)将电磁波向罩胎轮(12)输出，所以与额外设置用于将电磁波输出到罩胎轮(12)的专用部件情况相比较，能够抑制成本。
根据技术方案3的发明，车辆主体侧通信机(55)，将向轮胎侧通信机(20)的信息载置在电磁波中，使其变为车辆主体(15)表面波而输出后，该表面波在车辆主体(15)多个零件(16、17)和罩胎轮(12)的表面传播，由轮胎侧通信机(20)接收。也就是说，在车辆主体侧通信机(55)和轮胎侧通信机(20)之间，能够进行双向通信。并且，由于车辆主体侧通信机(55)将信息载置在电磁波中，将该电磁波变为罩胎轮(12)和车辆主体(15)的表面波而输出，所以能够抑制车辆主体侧通信机(55)输出信息时的消耗电力。
根据技术方案4的构成，能够根据车辆主体侧调制器(48)和轮胎侧调制器(41)输出的电磁波的强度，改变输出的电磁波的频率。
根据技术方案5的发明，车辆主体侧通信机(55)基于信息中包含的ID，能够识别由哪个轮胎侧通信机(20)输出的信息。
根据技术方案6的发明，由于轮胎侧通信机(20)，以互不相同时刻将信息载置在电磁波中输出，从而发送源不同的多个电磁波在车辆主体(15)中不会产生信号干扰，能够将信息正确地发送到车辆主体侧通信机(55)。另外，车辆主体侧通信机(55)能够区别来自不同的发送源的信息进行接收。
附图说明：
图1是具备本发明的一实施方式中的轮胎状态监视系统的汽车的概念图。
图2是装备轮胎状态监视系统的汽车的概念图。
图3是轮胎侧通信机的部分剖面图。
图4是轮胎侧通信机的框图。
图5是车辆主体侧通信机的框图。
图6(A)是其他实施方式(2)中的轮胎侧通信机的框图，(B)是车辆主体侧通信机的框图。
图中：10—轮胎状态监视系统，12—罩胎轮(tyre wheel)，14—轮胎，15—车辆主体，16—车轴，17—车身，20—轮胎侧通信机，35—要求指令解调器(轮胎侧解调器)，41—调制器(轮胎侧调制器)，46—解调器(车辆主体侧解调器)，48—要求指令调制器(车辆主体侧调制器)，51—阀杆，55—车辆主体侧通信机，60—电场强度检测器(电场强度检测机构)61—输出改变机构。
具体实施方式
以下，根据图1～图5，对本发明的一实施方式进行说明。
本实施方式的轮胎状态监视系统10具有：例如搭载在汽车100，固定在4个车轮11(图1只表示了其中的2个车轮11)上的4个轮胎侧通信机20；和在汽车100的车辆主体15上装备的1个车辆主体侧通信机55。
如图2所示，轮胎侧通信机20与金属制轮胎阀50被装备为一体。各车轮11上装备的轮胎14中的内周面的开口，由罩胎轮12的胎环13阻塞，由此，轮胎14内变成密闭空间。轮胎阀50以在内外贯通胎环13中的宽度方向的中间部分的状态固定，轮胎阀50的顶端部从胎环13向车辆主体15的相反侧引出。并且，轮胎侧通信机20中，在该轮胎阀50的基端部一体设置的树脂制罩(case)21，配置在轮胎14的内部空间中。
其中，轮胎阀50具备连通轮胎14内外的筒形阀杆51，在其芯部具备图中没有表示的阀心。并且，防止压缩空气通过阀杆51被排放到外部，而可以通过阀杆51从外部向轮胎14内充压缩空气。
如图3所示，在轮胎侧通信机20中的罩21内部具备电路基板22和钮扣电池30。如图4所示，电路基板22具备连接在通信控制器27上的压力传感器24、温度传感器25、加速度传感器26、输出电路28和要求指令解调器35。压力传感器24和温度传感器25，检测轮胎14的内压和温度，将该检测信息输出到通信控制器27。通信控制器27由图中没有表示的ROM、RAM、CPU构成。在ROM中写入识别轮胎侧通信机20彼此用的ID和规定的程序。并且，通信控制器27将来自压力传感器24、温度传感器25的检测信息，连同ID输出到输出电路28。
输出电路28具备：生成作为检测信息的载波的电磁波的振荡器40；通过来自通信控制器27的检测信息，调制由振荡器40生成的电磁波(在电磁波中载置检测信息)的调制器41等。该调制器41相当于本发明的“轮胎侧调制器”。
另外，调制器41和阀杆51之间，由供电线29导通连接，由调制器41输出的电磁波，通过阀杆51，作为金属制的罩胎轮12的表面波而被输出。并且，该表面波被传播到车辆主体15(参照图1)。这样，由于利用在罩胎轮12上固定的阀杆51输出电磁波，故与额外设置用于将电磁波输出到罩胎轮12的专用零件的情况相比较，能够抑制成本。
并且，输出电路28也可以具备将由调制器41输出的电磁波放大的放大机构、或将由电磁波产生的噪音电流去除的滤波器等。
要求指令解调器35，与阀杆51导通连接，根据由在后面进行描述的车辆主体侧通信机55输出的电磁波，提取要求指令，输出到通信控制器27。其中，要求指令中包含1个ID，通信控制器27判断该ID是否与自身设定的ID一致。并且，按照如下方式构成：在一致时，轮胎侧通信机20根据来自压力传感器24和温度传感器25的检测信息，调制输出电磁波，在不一致时，不生成、调制和输出电磁波。这里，要求指令解调器35相当于本发明的“轮胎侧解调器”。
以上是轮胎侧通信机20的构成。与该轮胎侧通信机20相对应，在车辆主体15中设置车辆主体侧通信机55。如图5所示，在车辆主体侧通信机55具备：将由轮胎侧通信机20输出、且成为罩胎轮12和车辆主体15的表面波而传播的电磁波取入的输入电路45；根据被取入的电磁波提取包含ID的检测信息的解调器46(相当于本发明的“车辆主体侧解调器”)；以及根据提取的检测信息进行运算处理的通信控制器47等。另外，车辆主体侧通信机55，例如由来自车辆中装备的电池49的电力进行驱动。
输入电路45接收作为车辆主体15的表面波的电磁波，对该电磁波，进行例如噪音除去处理和放大处理。另外，通信控制器47成为与轮胎侧通信机20一样的结构(即，具备ROM，RAM，CPU的结构)，在ROM中储存着各轮胎侧通信机20中设定的全部ID。通信控制器47(详细而言是CPU)，根据由解调器46从电磁波中提取的检测信息，即，轮胎14的内压和温度数据，进行轮胎14的状态判定，在车内装备的显示器57(更具体而言，仪表板上装备的液晶面板或警告灯)和扬声器58中，进行规定的报告动作。并且，车辆主体侧通信机55、显示器57和扬声器58由电缆(图中没有显示)连接。
另外，通信控制器47，以规定的定时(例如，15秒间隔)向要求指令调制器48(相当于本发明的“车辆主体侧调制器”)输出信号，输出包含1个ID的要求指令。具体而言，要求指令调制器48具备生成作为载波的电磁波的振荡器(图中没有表示)，并且根据来自通信控制器47的信号生成要求指令。并且，以如下方式构成：通过该要求指令调制电磁波(由电磁波载置要求指令)，将该电磁波变为车辆主体15的表面波而输出。该电磁波在车辆主体15中传播，到达罩胎轮12，通过阀杆51，被取入到轮胎侧通信机20的要求指令解调器35(参照图3)。因此，车辆主体侧通信机55中装备的解调器46，也可以将所提取的检测信息放大处理后，输出到通信控制器47。
本实施方式的轮胎状态监视系统10，如下进行动作。在汽车100停止期间，轮胎侧通信机20停止。如果汽车100行驶，通过车轮11的旋转，加速度传感器26受离心力而工作，轮胎侧通信机20起动。由此，各轮胎侧通信机20可以接收来自车辆主体侧通信机55的要求指令。
车辆主体侧通信机55中装备的要求指令调制器48，生成包含汽车100中装备的4个轮胎侧通信机20中任意1个轮胎侧通信机20的ID的要求指令。并且，通过该要求指令调制电磁波，将该电磁波变为车辆主体15的表面波而输出。
由车辆主体侧通信机55输出到车辆主体15的电磁波，在构成车辆主体15的多个零件(车身17，车轴16等)的表面传播，被取入到所有的轮胎侧通信机20。各轮胎侧通信机20通过要求指令解调器35从电磁波中提取要求指令。并且，只有各轮胎侧通信机20中具有与要求指令中包含的ID相同的ID的轮胎侧通信机20，通过压力传感器24和温度传感器25检测轮胎14的内压和温度。并且，轮胎侧通信机20，根据该检测信息调制电磁波，并将该电磁波通过阀杆51，作为罩胎轮12的表面波输出。该电磁波从罩胎轮12传播到车轴16、车身17等车辆主体15的表面。
于是，该电磁波被取入到车辆主体侧通信机55中装备的输入电路45，由解调器46从被取入的电磁波中提取检测信息。并且，根据提取的检测信息，通信控制器47进行运算处理，在车内装备的显示器57上显示与轮胎14状态(压力和温度，或者有无异常)相关的信息，并且在轮胎14异常时，由扬声器58产生警告音。
这样，通过本实施方式的轮胎状态监视系统10，由于轮胎侧通信机20将检测信息载置在电磁波中，并将该电磁波，变为罩胎轮12和车辆主体15的表面波输出，所以与以往的系统相比较，能够抑制输出检测信息时的消耗电力。由此，能够抑制内置于轮胎侧通信机20的钮扣电池30的大型化，并且能够谋求长寿命化。其中，具体而言，在以往的构成中，信息输出时的消耗电力为3(dBm)(2(mW))，但在本发明的轮胎状态监视系统10中，能够变为-10(dBm)(0.1(mW))。也就是说，信息输出时的消耗电力能够变为以往的1/20。
另外，也能够防止车辆主体侧通信机55误接收来自其他汽车中装备的轮胎侧通信机的检测信息，提高通信的可靠性。并且，在本实施方式中，由于车辆主体侧通信机55也将要求指令载置在电磁波中，并将该电磁波作为车辆主体15和罩胎轮12的表面波输出，也能够谋求电池49的长寿命化。
由于轮胎侧通信机20，以汽车100行驶(车轮11旋转)为条件，将检测信息载置在电磁波中输出，所以与持续输出构成的系统相比较，能够抑制消耗电力。并且，由于只有4个轮胎侧通信机20中具有与要求指令中包含的ID相同的ID的轮胎侧通信机20，将检测信息载置在电磁波中输出，所以能够防止由多个不同的轮胎侧通信机20同时将多个电磁波输出到车辆主体15，能够正确地接收发送检测信息。
(其他实施方式)
本发明不局限于上述实施方式，例如，如以下说明的实施方式也包含在本发明的技术的范围内，并且，除了以下记述的以外，在不脱离其主旨的范围内，能够实施各种改变。
(1)在上述实施方式中，通过由车辆主体侧通信机55接收要求指令，轮胎侧通信机20将各传感器24、25的检测信息载置在电磁波中输出，但是轮胎侧通信机20可以以互不相同的时刻将包含自身ID的检测信息载置在电磁波中输出。如果是这样的结构，就不会由多个轮胎侧通信机20同时将多个电磁波输出到车辆主体15，车辆主体侧通信机55能够正确地接收来自轮胎侧通信机20的检测信息。
(2)车辆主体15的电特性不是固定的，能够根据状况进行变化。例如，在干的状态和湿的状态下，电流的流动难易不同，随温度也能变化。因此，如图6(A)和(B)所示，以例如由轮胎侧通信机20和车辆主体侧通信机55中装备的电场强度检测器60(相当于本发明的“电场强度检测机构”)检测由轮胎侧通信机20和车辆主体侧通信机55输出的电磁波的强度、将该检测结果反馈到调制器41和要求指令调制器48中的方式构成，也可以根据该检测结果，通过轮胎侧通信机20和车辆主体侧通信机55中装备的输出改变机构61，改变由调制器41和要求指令调制器48输出的电磁波的频率。若这样构成，不论车辆主体15的状态，都能够使通信状态稳定。
并且，输出改变机构61，从事先设定的频带、或者在多个频率中选择与电场强度对应的最佳的频率，车辆主体侧通信机55和轮胎侧通信机20可以采用能接收这些所有频率的电磁波的结构。
并且，车辆主体侧通信机55在不能从作为要求指令输出目的地的轮胎侧通信机20接收电磁波(检测信息)时，也可以改变输出的电磁波的频率。
(3)在轮胎侧通信机20中也可以具备检测轮胎14内湿度的湿度传感器。
(4)在上述实施方式中，具备压力传感器24和温度传感器25，但也可以只具备压力传感器24。
(5)用于向电路基板22供电的电源，不局限于钮扣电池30，也可以是例如，圆柱状电池，电容器等。
(6)搭载轮胎状态监视系统10的车辆，不局限于汽车100，可以是例如，摩托车或工业用车辆(例如，铲车)，还可以是飞机等。
(7)也可以代替加速度传感器26，具备检测车轮11旋转的旋转传感器。
Claims (6)
1、一种轮胎状态监视系统(10)，具备安装在罩胎轮(12)上用来检测轮胎(14)的内压并对包含其检测结果的信息进行无线输出的轮胎侧通信机(20)、和设置在由多个部件(16、17)构成的车辆主体(15)上且对所述轮胎侧通信机(20)无线输出的信息进行无线接收的车辆主体侧通信机(55)，并用于监视轮胎(14)的状态，
该轮胎状态监视系统(10)还具备：
轮胎侧调制器(41)，其设置在所述轮胎侧通信机(20)，将包含所述检测结果的信息载置在电磁波中，将该电磁波变为所述罩胎轮(12)的表面波而输出；和
车辆主体侧解调器(46)，其设置在所述车辆主体侧通信机(55)，接收从所述罩胎轮(12)向所述车辆主体(15)的所述多个零件(16、17)表面传播的电磁波。
2、根据权利要求1所述的轮胎状态监视系统(10)，其特征在于，具备：
轮胎阀(50)，其与所述轮胎侧通信机(20)设置为一体，可以向所述轮胎(14)内充气，和
阀杆(51)，其设置在所述轮胎阀(50)，形成与所述轮胎(14)内外连通的筒状，在内部具有阀心，并且将所述轮胎侧调制器(41)输出的电磁波向所述罩胎轮(12)传播。
3、根据权利要求1或者2所述的轮胎状态监视系统(10)，其特征在于，具备：
车辆主体侧调制器(48)，其设置在所述车辆主体侧通信机(55)，将向所述轮胎侧通信机(20)的信息载置在电磁波中，使其变为所述车辆主体(15)的所述多个零件(16、17)的表面波而输出；和
轮胎侧解调器(35)，其设置在所述轮胎侧通信机(20)，接收从所述车辆主体(15)的所述多个零件(16、17)向所述罩胎轮(12)在表面传播的电磁波。
4、根据权利要求3所述的轮胎状态监视系统(10)，其特征在于，具备：
电场强度检测机构(60)，其设置在所述车辆主体侧通信机(55)和所述轮胎侧通信机(20)，检测所述车辆主体侧调制器(48)和所述轮胎侧调制器(41)输出的电磁波的强度；和
输出改变机构(61)，其根据所述电场强度检测机构(60)的检测结果，改变所述车辆主体侧调制器(48)和所述轮胎侧调制器(41)输出的电磁波的频率。
5、根据权利要求1～4中的任一项所述的轮胎状态监视系统(10)，其特征在于，按照如下方式构成：
所述轮胎侧通信机(20)安装在车辆(100)上装备的每个罩胎轮(12)上，所述轮胎侧调制器(41)将识别轮胎(14)彼此用的ID包含在所述信息中，并一起载置在电磁波中。
6、根据权利要求1～5中的任一项所述的轮胎状态监视系统(10)，其特征在于，按照如下方式构成：
所述轮胎侧通信机(20)安装在车辆(100)上装备的每个罩胎轮(12)上，这些各罩胎轮(12)的轮胎侧通信机(20)彼此，以相互不相同的时刻将信息载置在电磁波中而输出。
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