TW201536594A - 被動觸發式胎壓偵測系統及方法 - Google Patents

Abstract

本發明係一種被動觸發式胎壓偵測系統及方法，主要係由一主機、多個觸發器和多個胎壓感測器組成，該主機分別與各個觸發器連接，各個胎壓感測器分別設在一汽車的各個輪胎上，各個觸發器分別設在汽車車體上且一對一地分別對應各個輪胎上的胎壓感測器；各個胎壓感測器係被動地受對應的觸發器觸發以偵測並發送胎壓資訊給主機，由於胎壓感測器並非隨時處於工作中，因此可達省電目的，同時可解決各個胎壓感測器主動發送胎壓資訊時可能相互干擾的問題。

Description

被動觸發式胎壓偵測系統及方法

本發明係一種胎壓偵測系統及方法，尤指一種被動觸發式胎壓偵測系統及方法。

一種已知的無線胎壓偵測系統係如圖7示，主要係由至少四個無線胎壓感測器81~84與一無線胎壓接收主機80所組成，其中，每一個無線胎壓感測器81~84分別包括有控制器、感測單元、無線發射電路、無線接收電路及電源(前列元件圖中未示)等。當無線胎壓感測器81~84被啟動後，將定期或不定期地利用其發射電路將感測元件所偵測到的輪胎資訊及其專屬的編號以固定的編碼方式傳給無線胎壓接收主機80。

由於前述無線胎壓偵測系統係由單一的無線胎壓接收主機80分別接收各無線胎壓感測器81~84的資料，若無線胎壓感測器81~84同時發射資料，可能造成無線胎壓接收主機80無法正確收到，因而將各個無線胎壓感測器81~84傳送資料的時間錯開，以便使無線胎壓接收主機80在不同的時間分別接收來自不同無線胎壓感測器81~84所發射的資料。但因各無線胎壓感測器81~84傳送資料的錯開時序係固定的，其偱環過一段時間後，又會出現時序重疊的狀況，換言之，無線胎壓接收主機80接收資料重疊的問題並未完全解決。

我國公開第200736079號「無線傳送輪胎感測訊號之方法」發明專利案是令各無線胎壓感測器81~84每一次發射多筆資料，各筆資料之間分別設定延遲時間，且進一步參酌汽車的加速度以換算輪胎每轉一圈所須花費的時間，再平均分配給發射筆數，例如每轉一圈須花費90微秒，預定發射筆數N=3，則每一筆資料分配的延遲時間約為30微秒，意即當輪胎每轉一圈，各無線胎壓感測器81~84係以相同間距依序發射3筆資料。但無線胎壓感測器81~84的安裝方式是密封在輪胎內部，因而無法在電力耗盡後方便的更換電池，而前述公開案增加資料傳送的筆數勢必增加電力消耗，將使無線胎壓感測器81~84的電力提前耗盡而造成困擾。

由上述可知，既有無線胎壓偵測系統在接收胎壓資料的正確性及用電效率的考量上仍未盡周延，有待進一步檢討及謀求可行的解決方案。

因此本發明主要目的在提供一種被動觸發式胎壓偵測系統，其由主機在有需要時才主動觸發胎壓感測器，使各個胎壓感測器在被動狀況下偵測發送胎壓資訊，藉以使主機可確實收到各胎壓感測器的胎壓資訊，且可大幅減少各胎壓感測器的電力消耗。

為達成前述目的採取的主要技術手段係令前述被動觸發式胎壓偵測系統包括：一主機，具有一個以上的啟動訊號輸出端及一胎壓資訊接收天線；一個以上的觸發器，係與前述主機的啟動訊號輸出端連接，用以受該主機控制以產生一無線觸發訊號；一個以上的胎壓感測器，具有胎壓相關資訊感測功能，且具有一觸發訊號接收天線及一胎壓資訊發射天線，該觸發訊號接收天線用以接收觸發器傳送的無線觸發訊號；胎壓資訊發射天線用以傳送胎壓資訊給主機；

前述胎壓偵測系統係安裝在汽車上，其中胎壓感測器係安裝於輪胎上，觸發器係固定於汽車上鄰近輪胎處，一對一地對應於輪胎上的胎壓感測器；該觸發器係在主機控制下對相對應的胎壓感測器傳送觸發訊號，該胎壓感測器被觸發器送出的觸發訊號所觸發後，才感測並傳送胎壓資訊給主機；換言之，胎壓感測器是在被動的情況下，由主機視需要透過觸發器將其觸發後，該胎壓感測器才感測並傳送胎壓資訊，如此一來，可有效降低胎壓感測器的電力消耗；再者，當汽車上的各個輪胎分別安裝胎壓感測器，且一對一地設置觸發器，則各胎壓感測器是在主機控制下分別由對應的觸發器所觸發，以分別感測所在輪胎的胎壓資訊並傳送給主機，在此狀況下可確保主機正確接收各輪胎的胎壓資訊，有效解決主機接收資訊重疊的問題。

本發明又一目的在提供一種被動觸發式胎壓偵測方法，其可解決主機接收資訊重疊及減少胎壓感測器電力消耗。

為達成前述目的採取的主要技術手段係由一主機執行以下步驟：送出一啟動訊號以啟動一觸發器，由觸發器產生一無線觸發訊號以觸發一對應的胎壓感測器；接收被觸發胎壓感測器送出的胎壓資訊；對所接收胎壓資訊進行資料處理，並判斷其是否正常。

利用上述方法，使汽車上各輪胎內安裝的胎壓感測器是在被動狀況下被觸發，而由主機接收被觸發胎壓感測器送出的胎壓資訊，在此狀況下可避免接收資訊重疊的問題，當主機未收到被觸發胎壓感測器的胎壓資訊則可重新觸發，直至收到被觸發胎壓感測器送出的胎壓資訊，而有效確保主機正常接收胎壓感測器送出的胎壓資訊。

關於本發明胎壓偵測系統的一較佳實施例，首先請參閱圖1所示，其包括一主機10、一個以上的觸發器和一個以上的胎壓感測器；其中，觸發器和胎壓感測器係採取一對一方式設置。在以下的實施例中，將以一般的四輪轎車作為應用對象，因此在本實施例中，本發明的胎壓偵測系統將具有四個觸發器及四個胎壓感測器。但對於所屬技術領域具有通常知識者可以理解的是：胎壓感測器是一對一地設在輪胎上，其數量與應用車輛的輪胎數量有關，因此關於觸發器和胎壓感測器的數量不限於以下實施例所揭示者，合先敘明。

如前揭所述，本實施例中，包括一主機10、四個觸發器21~24和四個胎壓感測器31~34，其中，該主機10係設於汽車40內，各個胎壓感測器31~34分別安裝於汽車40的各個輪胎41~44上，各個觸發器21~24分別設於汽車40上，且一對一地相對於一胎壓感測器31~34。請配合參閱圖2所示，以單一的胎壓感測器31和對應的觸發器21為例，該胎壓感測器31係設於輪胎41的氣嘴處，而觸發器21則設在汽車40車體鄰近對應的輪胎41處，在此狀況下，觸發器21可就近送出觸發訊號以觸發輪胎41上的胎壓感測器31。

請參閱圖3所示，該主機10具有一個以上的啟動訊號輸出端及一胎壓資訊接收天線101；其中，啟動訊號輸出端係用以與觸發器連接，胎壓資訊接收天線101則用以接收胎壓感測器31~34送出的胎壓資訊。在本實施例中，主機10至少具有四個啟動訊號輸出端，以分別連接四個觸發器21~24。

在本實施例中，各觸發器21~24分別為一低頻觸發器，其由主機10的啟動訊號輸出端接收一啟動訊號後即產生一低頻的無線觸發訊號，以觸發對應的胎壓感測器31~34，其頻率可為125KHz；各胎壓感測器31~34分別具有胎壓資訊感測功能，所稱的胎壓資訊包括但不限於胎壓與溫度。各胎壓感測器31~34分別具有一觸發訊號接收天線311~341及一胎壓資訊發射天線312~342，該觸發訊號接收天線311~341為低頻天線，用以分別接收相對應觸發器21~24傳送的低頻無線觸發訊號，胎壓資訊發射天線312~342為高頻天線，其頻率可為433.92MHz或315MHz，用以傳送胎壓資訊給主機10。

關於前述主機10一可行的工作流程請參閱圖4所示，其包括：送出一啟動訊號以啟動一觸發器(401)，藉以由被啟動的觸發器產生一無線觸發訊號以觸發一對應的胎壓感測器；判斷是否收到被觸發胎壓感測器送出的胎壓資訊(402)；若收到胎壓資訊，係對所接收的胎壓資訊進行資料處理(403)；根據處理完成的資料判斷胎壓資訊(胎壓、溫度)是否正常(404)；若胎壓資訊不正常，即啟動產生警報(405)；若胎壓資訊正常，則切換觸發的胎壓感測器(406)，並回到步驟(401)重複前列步驟，直到需要偵測胎壓的所有輪胎均完成胎壓偵測為止。

在前述步驟(402)的判斷結果若為否，則再回到步驟(401)，再次啟動觸發器以重新觸發對應的胎壓感測器，直到收到被觸發胎壓感測器的胎壓資訊。

由上述流程可以明顯看出，各胎壓感測器是在對應的觸發器將其觸發後才感測及傳送胎壓資訊給主機，在未被觸發前，可使各胎壓感測器進入休眠模式，在對應的觸發器將其觸發後，才由休眠模式中被喚醒，因此各胎壓感測器除了被觸發後感測傳送胎壓資訊外，都處於極低耗電的休眠狀態，因此可以大幅降低胎壓感測器的電力消耗，從而相對延長胎壓感測器的使用壽命。

而主機10本身也可以設定進入休眠模式，其一可行方式係根據汽車IGN電源的開關狀態以決定主機10是否休眠，例如IGN電源關閉時，主機10可週期性地休眠、短暫工作(如休眠15分鐘、工作30秒)。當IGN電源開啟時，主機10則可處在持續工作狀態，並視需要觸發胎壓感測器，以取得各個輪胎的胎壓資訊。

前述主機10在初始上電後，可先決定是否進入一自動學習模式，若進入自動學習模式，則由主機10依序對各個輪胎的胎壓感測器進行觸發練習，藉此可精簡換胎或初始上電時人工設定學習的動作，並符合車輛發動後短時間(10秒)內得到最新胎壓資訊的要求。

關於本發明胎壓偵測系統之又一較佳實施例，請參閱圖5、圖6主要係令一主機10進一步具有一通訊介面11，利用該通訊介面11可與一通訊模組50及／或一顯示模組60連結。該通訊介面11為RS-232、RS-485、LIN、CAN、BUS或UART，主機10透過該等通訊介面11之一將訊息傳送給通訊模組50及／或顯示模組60。

所稱的通訊模組50可以是藍牙模組或近場通訊(NFC)模組，利用該等通訊模組50可與手機等行動裝置連線，只須在手機上安裝應用程式(APP)，在執行該應用程式後即可接收並顯示主機10透過通訊介面11、通訊模組50傳送的訊息和資料。意即利用手機作為胎壓偵測系統的使用者介面(操作／顯示)，當輪胎胎壓資訊有異常時，可即時通知使用者。除了即時與便利外，也可以減少使用者在車內外掛太多設備。另一方面，近場通訊模組本身具有低耗電的特性，且耗電量遠較藍牙模組為低，並兼具可在車上同時使用車充及傳輸資料的優點。

又前述顯示模組60可以是汽車內既有的後照鏡顯示器，該主機10利用其通訊介面11將訊息、資料轉換後傳送給後照鏡顯示器，以利用後照鏡顯示器顯示胎壓資訊。

由上述可知，本發明的被動觸發式胎壓偵測系統係令各個胎壓感測器觸發器在主機控制下為相對應的觸發器所觸發，而在觸發後才感測並傳送胎壓資訊給主機；由於胎壓感測器是在被動的情況下由主機視需要觸發後才感測並傳送胎壓資訊，其他時間可處於低耗電的休眠狀態，因此可有效降低胎壓感測器的電力消耗；又若在汽車的各個輪胎上分別安裝胎壓感測器，且一對一地設置觸發器，則各胎壓感測器是在主機控制下分別由對應的觸發器所觸發，以分別感測所在輪胎的胎壓資訊並傳送給主機，在此狀況下可防止各胎壓感測器同時傳送胎壓資訊而相互干擾的問題。

10‧‧‧主機
101‧‧‧胎壓資訊接收天線
11‧‧‧通訊介面
21~24‧‧‧觸發器
31~34‧‧‧胎壓感測器
311~341‧‧‧觸發訊號接收天線
312~342‧‧‧胎壓資訊發射天線
40‧‧‧汽車
41~44‧‧‧輪胎
50‧‧‧通訊模組
60‧‧‧顯示模組
80‧‧‧無線胎壓接收主機
81~84‧‧‧胎壓感測器

圖1 係本發明胎壓偵測系統一較佳實施例之一安裝位置示意圖。圖2 係本發明胎壓偵測系統一較佳實施例又一安裝位置示意圖。圖3 係本發明胎壓偵測系統一較佳實施例之系統方塊圖。圖4 係本發明胎壓偵測方法之流程圖。圖5 係本發明胎壓偵測系統又一較佳實施例之系統方塊圖。圖6 係本發明胎壓偵測系統再一較佳實施例之系統方塊圖。圖7 係既有胎壓偵測系統之方塊圖。

10‧‧‧主機

101‧‧‧胎壓資訊接收天線

21~24‧‧‧觸發器

31~34‧‧‧胎壓感測器

311~341‧‧‧觸發訊號接收天線

312~342‧‧‧胎壓資訊發射天線

40‧‧‧汽車

41~44‧‧‧輪胎

Claims (10)

1. 一種被動觸發式胎壓偵測系統，包括：一主機，具有一個以上的啟動訊號輸出端及一胎壓資訊接收天線；一個以上的觸發器，係與前述主機的啟動訊號輸出端連接，用以受該主機控制以產生一無線觸發訊號；一個以上的胎壓感測器，具有胎壓相關資訊感測功能，且具有一觸發訊號接收天線及一胎壓資訊發射天線，該觸發訊號接收天線用以接收觸發器傳送的無線觸發訊號；胎壓資訊發射天線用以傳送胎壓資訊給主機。
2. 如請求項1所述之被動觸發式胎壓偵測系統，該觸發器係一低頻觸發器，用以產生低頻的觸發訊號；該胎壓感測器的胎壓資訊發射天線為一高頻天線。
3. 如請求項2所述之被動觸發式胎壓偵測系統，該低頻觸發器產生的觸發訊號頻率為125KHz，該胎壓資訊發射天線的頻率為433.92MHz或315MHz。
4. 如請求項1所述之被動觸發式胎壓偵測系統，該胎壓感測器傳送的胎壓資訊包含胎壓值、溫度值。
5. 如請求項1至4中任一項所述之被動觸發式胎壓偵測系統，該主機進一步具有一個以上的通訊介面，用以連接一通訊模組及／或一顯示模組。
6. 如請求項5所述之被動觸發式胎壓偵測系統，該通訊模組為一藍牙模組或一NFC模組。
7. 如請求項5所述之被動觸發式胎壓偵測系統，該顯示模組係一後照鏡顯示器。
8. 一種被動觸發式胎壓偵測方法，主要係由一主機執行以下步驟：送出一啟動訊號以啟動一觸發器，由觸發器產生一無線觸發訊號以觸發一對應的胎壓感測器；接收被觸發胎壓感測器送出的胎壓資訊；對所接收胎壓資訊進行資料處理，並判斷其是否正常。
9. 如請求項8所述之被動觸發式胎壓偵測方法，在啟動觸發器後若未收到被觸發胎壓感測器的胎壓資訊，即再次啟動觸發器以重新觸發胎壓感測器。
10. 如請求項8或9所述之被動觸發式胎壓偵測方法，若接收的胎壓資訊正常，即切換觸發的胎壓感測器直到收到所有胎壓感測器的胎壓資訊。