TWI490131B - Wireless tire pressure detection system and its positioning method - Google Patents

Description

無線胎壓偵測系統及其定位方法

本發明係一種無線胎壓偵測系統，尤指一種利用物理性裝置產生之方向訊號來判別該訊號所代表輪胎位置的無線胎壓偵測系統。

為了讓車輛的駕駛能夠即時掌握其車輛輪胎的狀況，避免因胎壓過高或胎壓不足而突然爆胎產生危害駕駛的行車安全問題，目前在歐盟、日本與美國大多數出廠的新車均需配備有一胎壓偵測系統，該胎壓偵測系統是於車輛四個輪胎內分別設有一胎壓偵測器，每一胎壓偵測器於一定時間內持續檢知對應輪胎內的氣壓或溫度，且以無線訊號將檢知結果傳送給安裝於車輛內的胎壓偵測系統，該胎壓偵測系統係接受各胎壓偵測器所傳送之無線訊號，以識別各輪胎的氣壓或溫度是否正常，若任一胎壓偵測器所感測的結果出現異常時，該胎壓偵測系統即會產生一警報訊號或由一顯示單元通知該車輛的駕駛。

而為了區分各胎壓偵測器是裝設於車輛之左前、左後、右前或右後輪胎的位置，才能令胎壓偵測系統正確顯示對應輪胎的檢知結果，現有常用技術是於每個胎壓偵測器出廠時，利用其內建有一組不重複的編碼(ID)，而車輛安裝各胎壓偵測器的位置須依照胎壓偵測系統所規定的位置進行安裝，才能取得正確位置的檢測結果，例如該胎壓偵測系統搭配有四個胎壓偵測器，其編碼分別為 123456789A、123456789B、123456789C與123456789D，而胎壓偵測系統將前述編碼分別編給左前、左後、右前與右後位置的輪胎，操作者安裝胎壓偵測器時需依照各編碼對應的位置安裝，才能令胎壓偵測系統取得各位置的正確檢測結果，又當各胎壓偵測器傳送具有胎壓檢知結果的訊號時，會一併傳送其內建的編碼，以供胎壓偵測系統識別各胎壓偵測器所傳送的訊號。

然而，欲更換胎壓偵測器時，必須先行解析舊有胎壓偵測器的編碼，並將該編碼寫入新設的胎壓偵測器中，以對應胎壓偵測系統設定之編碼及其位置，此等複製編碼及將編碼寫入新設胎壓偵測器之動作，皆須透過特定的專業器具或電腦設備始能進行，對實施更換胎壓偵測器的操作者而言即會造成專業技術及設備器具之門檻，迫使欲更換胎壓偵測器之車輛使用者必須回到車輛原廠進行胎壓偵測器編碼複製及設定，不僅耗費更換程序與時間更將為此付出多餘費用，因此，如何不需原有胎壓偵測器的編碼即能判別其裝設的位置，已成為必須解決的問題。

如美國發明專利第7010968號「無線胎壓偵測器定位裝置(Determination of wheel sensor position using a wireless solution)」，主要是利用雙軸加速度檢測與其信號量判斷胎壓偵測器的位置，其中該雙軸加速度檢測係分別偵測沿著第一軸向的第一加速度以及沿著第二軸向的第二加速度，依據該等加速度決定輪胎的旋轉方向而可得知位置資訊；該信號量判斷係分別判斷接收自各胎壓偵測器傳輸的訊號量，以判別各胎壓偵測器的位置。

又如美國發明專利第7367227號「使用震動傳感器的無線胎壓偵測器(Determination of wheel sensor position using shock sensors and a wireless solution)」，其主要利用震動傳感器之訊號的超前滯後關係判斷胎壓偵測器的位置，由第一震動傳感器產生第一動態訊號以及第二震動傳感器產生第二動態訊號，第一與第二動態訊號間的超前滯後關係即可判別胎壓偵測器位於左側或右側的位置資訊。

再如美國發明專利第7423532號「使用單一射頻頻率偵測胎壓偵測器位置的汽車胎壓監測系統(Determination of wheel sensor position using a single radio frequency detector in an automotive remote tire monitor system)」，依據以下步驟判斷胎壓偵測器的位置，紀錄比較訊息數、評估訊號強度、計數比較後對應編碼、加速度值判斷與加速度檢測訊號的超前滯後關係，其中該紀錄比較訊息數步驟係比較多數個胎壓偵測器的訊息數量，以判斷相對之左右與前後位置的胎壓偵測器；該評估訊號強度步驟係依據接收之訊號強度判斷前後以及左右位置資訊；該計數比較後對應編碼步驟係比較訊息數的數量，選擇至少一個標籤有大於偵測之傳輸量，然後停止接收資料以取得每一胎壓偵測器的標籤；該加速度值判斷步驟係偵測射頻傳輸與輪胎資料根據評估之相反加速度訊號；該加速度檢測訊號的超前滯後關係偵測射頻傳輸與輪胎資料根據評估之超前滯後加速度訊號，而可判別胎壓偵測器的位置。

由上述可知，現有的胎壓偵測系統欲分別偵測各個胎 壓偵測器實際裝設的位置，係針對各種訊號進行運算比較，胎壓偵測系統必須搭配高階運算處理器及相對運算程式才能判別胎壓偵測器的位置，其仍存有方法複雜的技術性問題，而且勢必導致胎壓偵測器有製造成本昂貴的問題。

如前揭所述，現有胎壓偵測系統欲分別偵測各個胎壓偵測器裝設的位置，需針對各種訊號進行運算比較，使得胎壓偵測系統必須搭配高階的運算處理器及相對複雜的運算程式才能判別胎壓偵測器的位置，使其存有方法複雜的技術性問題，導致胎壓偵測器具有製造成本高昂的問題，因此本發明主要目的在提供一具有輪胎定位功能的無線胎壓偵測系統及其定位方法，透過檢知各輪胎內設之無線胎壓偵測器送出不同的方向訊號，判斷該等方向訊號以識別輪胎及其安裝無線胎壓偵測器的位置，使無線胎壓監測系統收到無線胎壓偵測器的方向訊號時，容易判別該方向訊號所代表的輪胎位置，解決現有胎壓偵測系統具有方法複雜的技術性問題以及製造成本高昂的問題。

為達成前述目的所採取的主要技術手段係令前述無線胎壓偵測系統之定位方法，包括以下步驟： 接收訊號：由一接收器接收複數個設於車輛輪胎內之無線胎壓偵測器產生的胎壓偵測訊息，該胎壓偵測訊息包含代表訊號產生器受輪胎旋轉離心力影響產生的第一方向訊號或是第二方向訊號之方向資訊。

判斷訊號內容：判斷接收的胎壓偵測訊息中代表第一 方向訊號或第二方向訊號之方向資訊；歸類訊號內容：若代表第一方向訊號則歸類為第一方向群組，若代表第二方向訊號則歸類為第二方向群組；判斷位置：判斷第一方向群組或第二方向群組係屬於車輛左側輪胎或右側輪胎；定位：確認接收器收到的胎壓偵測訊息係來自左側輪胎或右側輪胎。

依據上述無線胎壓偵測系統之定位方法，本發明可提供一具有輪胎定位功能的無線胎壓偵測系統，包括有：複數個訊號產生器，分設於車輛的各輪胎內，其受到輪胎旋轉的離心力而分別產生相異的第一方向訊號或第二方向訊號；複數個無線胎壓偵測器，分別與不同的訊號產生器電連接，且將代表第一方向訊號或第二方向訊號之方向資訊，伴隨胎壓偵測訊息傳輸至外部；一接收器，其接收該等無線胎壓偵測器之胎壓偵測訊息，該接收器內建有一定位判斷程序，該定位判斷程序是是判別各胎壓偵測訊息代表車輛的左側輪胎或右側輪胎。

利用前述元件組成的無線胎壓偵測系統，該等無線胎壓偵測器分別與不同的訊號產生器電連接且分設於車輛之各輪胎上，車輛同一側的訊號產生器與車輛相對另側的訊號產生器受到輪胎旋轉的離心力而分別產生相異的第一方向訊號與第二方向訊號，且由無線胎壓偵測器將代表該第一方向訊號或是第二方向訊號的方向資訊傳輸至接收器，再由接收器的定位判斷程序依據第一方向訊號或第二方向 訊號所得的第一或第二方向群組以判斷各無線胎壓偵測器是分別位於車輛的左側或右側，其具有結構與判斷方式簡單的優點，令無線胎壓監測系統收到無線胎壓偵測器的該等方向訊號時，易判別該訊號所代表的輪胎位置，解決現有胎壓偵測系統需對照編碼以判別輪胎位置之不便利性，及針對各種訊號進行運算比較的技術門檻及產品製造成本過高之問題。

關於本發明的第一較佳實施例，請參閱圖1所示，其包含有複數個訊號產生器10、複數個無線胎壓偵測器20與一接收器30，各無線胎壓偵測器20分別與不同的訊號產生器10電連接，且分設於一車輛的各輪胎(圖中未示)內，其中：每一訊號產生器10可隨輪胎運轉而分別產生一第一方向訊號或是一與第一方向訊號相異的第二方向訊號，於本較佳實施例中，該訊號產生器10係一離心力開關，其受到輪胎旋轉時的離心力而分別產生前述之相異的第一方向訊號或第二方向訊號，該訊號產生器10包含一外殼11與一動作件12，該外殼11具有相對的兩端，其分別為一第一端111與一第二端112，該動作件12係位於外殼11內且可於第一端111與第二端112之間移動，該動作件12受離心力時即會朝向外殼11的第一端111或第二端112相對移動，當動作件12接觸或靠近第一端111時，動作件12會與第一端111電連接而產生第一方向訊號， 而當動作件12接觸或靠近第二端112時，動作件12會與第二端112電連接而產生第二方向訊號；於本實施例中，設於左側車輪之訊號產生器10，其第一端111是朝向行車方向(圖1上方)，其第二端112是相反於行車方向(圖1下方)相反地，設於右側車輪之訊號產生器10，其第二端112是朝向行車方向，其第一端111是相反於行車方向；該動作件12與第一端111或第二端112產生的電連接可以是電接觸或電感應；該第一方向訊號與第二方向訊號可以是一開關訊號(ON-OFF)也可以是一具有不同數值或代碼的訊號。

每一無線胎壓偵測器20是接收對應之訊號產生器10的第一方向訊號或是第二方向訊號，且將代表該第一方向訊號或是第二方向訊號之方向資訊，伴隨胎壓偵測訊息傳輸至外部的接收器30，該方向資訊可以是胎壓偵測器20傳輸給接收器30的胎壓偵測訊息中的其中之一。

該接收器30接收各無線胎壓偵測器20的胎壓偵測訊息，其內建有一定位判斷程序31，該定位判斷程序31依據接收之胎壓偵測訊息，將代表該第一方向訊號或是第二方向訊號之方向資訊歸類為一第一方向群組或一第二方向群組，該第一方向群組與第二方向群組是分別代表相異的兩側，意即，設於車輛同一側的訊號產生器10與設於相對另側的訊號產生器10受到輪胎旋轉的離心力而分別產生相異的第一方向訊號與第二方向訊號，該第一方向群組或第二方向群組可依所設之朝向行車方向或是相反於行車方向而供判斷是位在車輛的左側或右側，如圖所示，設於 左側之訊號產生器10的第一端111是朝向行車方向(圖1上方)，當車輛往前行駛時，該動作件12受輪胎旋轉離心力影響靠向該第一端111，其產生第一方向訊號且由定位判斷程序31歸類為第一方向群組，而接收器30設定判別第一方向群組代表裝設該訊號產生器10與無線胎壓偵測器20的輪胎是位在車輛的左側，又設於右側之訊號產生器10的第二端112是朝向行車方向，當車輛往前行駛時，該動作件12受輪胎旋轉離心力影響靠向該第二端112，產生第二方向訊號且由定位判斷程序31歸類為第二方向群組，而接收器30設定判別第二方向群組代表裝設該訊號產生器10與無線胎壓偵測器20的輪胎是位在車輛的右側，即能判別該胎壓偵測訊息代表車輛的左側輪胎或右側輪胎。

藉此，接收器30收到各無線胎壓偵測器20所傳輸的代表該第一方向訊號或是第二方向訊號之方向資訊，而可易於判別該等方向訊號所代表的位置。

關於本發明的第二較佳實施例，係用以說明本發明訊號產生器10可以選用不同種類或結構之離心力開關，請參閱圖2所示，係與第一較佳實施例大致相同，不同的是各訊號產生器10於其外殼11與動作件12之間設有一連結件13，該動作件12是透過連結件13與外殼11連接，使動作件12常態性地位於第一端111與第二端112之間，該動作件12受離心力時即會朝向外殼11的第一端111或第二端112移動，當動作件12接觸或靠近第一端111時，動作件12仍會與第一端111保持電連接而產生第一 方向訊號，另動作件12接觸或靠近第二端112時，動作件12會與第二端112電連接而產生第二方向訊號；接收器30之定位判斷程序31依據接收之代表該第一方向訊號或是第二方向訊號之方向資訊而可將其歸類為第一方向群組或第二方向群組，以判斷裝設該無線胎壓偵測器20的位置。

請參閱圖3所示，係為接收器30之定位判斷程序31的步驟：接收訊號(101)：由接收器30接收各個無線胎壓偵測器20產生之胎壓偵測訊息，該胎壓偵測訊息包含代表訊號產生器10受輪胎旋轉離心力影響產生的第一方向訊號或是第二方向訊號之方向資訊。

判斷訊號內容：判斷接收的胎壓偵測訊息中代表第一方向訊號(102)或第二方向訊號之方向資訊(103)。

歸類訊號內容：若代表第一方向訊號則歸類為第一方向群組(104)，若代表第二方向訊號則歸類為第二方向群組(105)。

判斷位置：判斷第一方向群組或第二方向群組係屬於車輛左側輪胎(106)或右側輪胎(107)。

定位：確認接收器30收到的胎壓偵測訊息係來自左側輪胎(108、109)或右側輪胎(110、111)。

由上述可知，利用訊號產生器10產生之相異的第一或第二方向訊號而可得到對應的第一方向群組或是第二方向群組，由該第一或是第二方向群組與行車方向比較而可得到各訊號產生器10以及各無線胎壓偵測器20是裝設於 車輛之左側或右側的輪胎內，解決現有胎壓偵測系統需對照編碼以判別輪胎位置之不便利性，及針對各種訊號進行運算比較的技術門檻及產品生產成本過高之問題，達成無線胎壓監測系統接收到無線胎壓偵測器20轉發的該等方向訊號時，容易且簡單的判別該方向訊號所代表的輪胎位置。

10‧‧‧訊號產生器

11‧‧‧外殼

111‧‧‧第一端

112‧‧‧第二端

12‧‧‧動作件

13‧‧‧連結件

20‧‧‧無線胎壓偵測器

30‧‧‧接收器

31‧‧‧定位判斷程序

圖1：係本發明第一較佳實施例的配置示意圖。

圖2：係本發明第二較佳實施例的配置示意圖。

圖3：係本發明第一較佳實施例之接收器的判斷流程圖。

10‧‧‧訊號產生器

20‧‧‧無線胎壓偵測器

30‧‧‧接收器

31‧‧‧定位判斷程序

Claims (10)

1. 一種無線胎壓偵測系統，包括有：複數個訊號產生器，分設於車輛的各輪胎內，各訊號產生器受到輪胎旋轉的離心力而產生一第一方向訊號或一第二方向訊號，該第一與第二方向訊號代表的方向彼此相反；複數個無線胎壓偵測器，分別與不同的訊號產生器電連接，且將代表第一方向訊號或第二方向訊號之方向資訊，伴隨胎壓偵測訊息傳輸至外部；一接收器，其接收該等無線胎壓偵測器之胎壓偵測訊息，該接收器內建有一定位判斷程序，該定位判斷程序根據各胎壓偵測訊息的第一或第二方向訊號判斷各訊號產生器所設的輪胎為車輛的左側輪胎或右側輪胎。
2. 如請求項1所述之無線胎壓偵測系統，各該訊號產生器具有相對的一第一端與一第二端，且各該訊號產生器包含有一動作件，該動作件受輪胎旋轉離心力影響靠向第一端或第二端，而產生對應的第一方向訊號或第二方向訊號。
3. 如請求項2所述之無線胎壓偵測系統，該訊號產生器包含有一連結件，該動作件是透過該連結件與訊號產生器的外殼連接，使該動作件常態性地位於該第一端與該第二端之間。
4. 如請求項2或3所述之無線胎壓偵測系統，該動作件與第一端或第二端靠近產生電連接而產生對應的第一方向訊號或第二方向訊號，該電連接可以是電接觸或電感應 ，該第一方向訊號與第二方向訊號可以是一開關訊號(ON-OFF)或是一具有不同數值或代碼的訊號。
5. 如請求項2所述之無線胎壓偵測系統，該訊號產生器設於左側車輪時，令其第一端朝向行車方向，該訊號產生器設於右側車輪時，令其第一端相反於行車方向。
6. 如請求項1或2所述之無線胎壓偵測系統，該定位判斷程序依據接收之胎壓偵測訊息，將代表該第一方向訊號或是第二方向訊號之方向資訊歸類為一第一方向群組或一第二方向群組，並設定判別該第一方向群組或該第二方向群組代表車輛的左側輪胎或右側輪胎。
7. 一種無線胎壓偵測系統之定位方法，包括以下步驟：接收訊號：由一接收器接收複數個設於車輛輪胎內之無線胎壓偵測器產生的胎壓偵測訊息，該胎壓偵測訊息包含代表受輪胎旋轉離心力影響產生的第一方向訊號或是第二方向訊號之方向資訊；判斷訊號內容：判斷接收的胎壓偵測訊息中之方向資訊是代表第一方向訊號或第二方向訊號；歸類訊號內容：若方向資訊代表第一方向訊號則歸類為第一方向群組，若方向資訊代表第二方向訊號則歸類為第二方向群組；判斷位置：判斷第一方向群組或第二方向群組係屬於車輛左側輪胎或右側輪胎；定位：確認收到的胎壓偵測訊息係來自左側輪胎或右側輪胎。
8. 如請求項7所述之無線胎壓偵測系統之定位方法，該無線胎壓偵測器將代表第一方向訊號或是第二方向訊號的方向資訊與胎壓偵測訊息傳輸至接收器。
9. 如請求項7所述之無線胎壓偵測系統之定位方法，該第一方向訊號或是第二方向訊號是受到輪胎旋轉的離心力，而分別產生相異的方向資訊。
10. 如請求項7至9中任一項所述之無線胎壓偵測系統之定位方法，該定位步驟是由接收器的一定位判斷程序將代表該第一方向訊號或是第二方向訊號之方向資訊歸類為第一方向群組或第二方向群組，並設定判別該第一方向群組或該第二方向群組代表車輛的左側輪胎或右側輪胎。