TWI564176B - Tire monitoring device - Google Patents

Description

輪胎監測裝置

本發明係為有關一種監測系統，特別是指一種應用於量測輪胎狀態並能有效省電之輪胎監測裝置。

車輛在行進的過程中，若輪胎壓力不足，容易導致輪胎在行進的過程中變形，導致輪胎與地面接觸面積增加，增加輪胎的磨損，進而減少輪胎壽命與增加爆胎機會，且輪胎與地面接觸面積增加進而使得摩擦力也會增加，同時增加了油耗的耗損。再者，若輪胎壓力過高，又會導致輪胎抓地力降低，此時就容易造成車輛打滑，因此輪胎內部的壓力係為行車安全相當重要的一環。

當然除了胎壓會影響汽車的狀態之外，輪胎的溫度亦會影響汽車，若汽車輪胎溫度越高，輪胎的強度會相對越低，移動時輪胎的變形越大，同時輪胎磨損以及油耗量也就會跟著增加。

因此目前市面出現了一種胎壓檢測系統（Tire Pressure Monitoring System, TPMS），以作為輪胎狀態的檢測系統，提供駕駛適時得知胎壓及溫度，以利保持足夠的胎壓與溫度，以預防爆胎事故的發生，增加駕駛汽車的安全性，並延長輪胎的使用壽命。

但目前市售的胎壓監測系統多利用重力感測器（g-sensor）感應到車子啟動，使胎壓監測系統開始傳遞胎壓訊號。其中重力感測器基本架構包括二帶電板，一片係固定在晶片上，另一片則透過一彈簧連接在一板子上，當有加速度的情況產生，彈簧連接的那一片帶電板，就會靠近或離開固定在晶片上的帶電板，以產生不同的電容值，藉此感測到重力的產生。但重力感測器的缺點在於，在使用的過程中，彈簧可能因為忽然而來的重力加速度而斷裂，或者二帶電板很有可能在晃動的過程中互相吸引而黏接（sticking），使二帶電板無法被分開，導致重力感測器失效，輪胎監測系統就無法傳遞訊號，或是會一直持續不斷地傳遞訊號，此時就會增加輪胎監測系統以及電能的耗損，降低使用的壽命。

有鑑於此，本發明遂針對上述習知技術之缺失，提出一種輪胎監測裝置，以有效克服上述之該等問題。

本發明之主要目的在提供一種輪胎監測裝置，其係利用胎壓值的變化量或輪胎溫度的變化來啟動傳輸裝置，可減少設置額外的組件來啟動傳輸裝置，且能避免組件耗損進而增加維修成本或影響到輪胎監測裝置的傳輸。

本發明之另一目的在提供一種輪胎監測裝置，其僅於車輛行進時啟動傳輸裝置，能有效節省電能，減少電池重複充電與放電，以增加電池的使用壽命。

為達上述之目的，本發明提供一種輪胎監測裝置，其係可裝設於一車輛的至少一輪胎上，其中輪胎監測裝置包括一胎壓感測器感測輪胎的胎壓值，並根據胎壓值產生一胎壓訊號，一溫度感測器感測輪胎的溫度，並根據溫度值產生一溫度訊號，一控制器電性連接胎壓感測器以及溫度感測器，以接收胎壓感測器的胎壓訊號與溫度感測器的溫度訊號，使控制器根據胎壓訊號判斷輪胎的胎壓值持續變換一預設時間或根據溫度訊號判斷溫度值之變化值超過一預設變化值時，控制器則產生一傳輸控制訊號至一無線傳輸器中，其電性連接控制器，以接收傳輸控制訊號，使無線傳輸器根據傳輸控制訊號將胎壓訊號和溫度訊號以無線傳輸至外部的終端機中。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

請參照第一圖，如圖所示，本發明之輪胎監測裝置1係可設置於一車輛40的輪胎42上，本實施例舉例車輛40的每一輪胎42上皆設有一輪胎監測裝置1，以供監測每一輪胎42的狀態。

接下來請參照第一圖與第二圖，以詳細說明輪胎監測裝置1之結構，如第二圖所示，每一輪胎監測裝置1包括一胎壓感測器10，設置於輪胎42的吹嘴口，以根據氣體的壓力對胎壓感測器10施壓，藉此感測輪胎42的胎壓值而產生一胎壓訊號；一溫度感測器16感測輪胎42之溫度值，並據溫度值產生一溫度訊號；一控制器12電性連接胎壓感測器10以及溫度感測器16，本實施例舉例預定每30秒接收一次胎壓感測器10產生的胎壓訊號，使控制器12根據胎壓訊號判斷輪胎42的胎壓值持續變換一預定時間後，本實施例舉例預定時間為120秒，產生一傳輸控制訊號；一無線傳輸器14電性連接控制器12，使控制器12傳遞傳輸控制訊號至無線傳輸器14中，其中無線傳輸器14可為300~455MHz的射頻傳輸器或為藍牙傳輸器，無線傳輸器14可根據傳輸訊號將胎壓訊號和溫度訊號以無線的方式傳遞至一終端機30中，其中終端機30可為智慧型手機或車用電腦，本實施例舉例終端機30係為駕駛的智慧型手機，以接收無線傳輸器14所傳遞的訊號後，於終端機30的顯示螢幕上顯示胎壓值，以提供駕駛參照目前輪胎42的各項資訊。

控制器12更可判斷輪胎42之胎壓值停止持續變化持續一預設時間，本實施例舉例預設時間為300秒，控制器12則停止產生傳輸控制訊號至無線傳輸器14，使無線傳輸器14關閉，停止傳輸胎壓訊號和溫度訊號，可避免無線傳輸器14不停的傳輸訊號，導致電能耗損。

本實施例除了上述可透過胎壓值的變化啟動無線傳輸器14之外，更可透過溫度值的變化啟動無線傳輸器14傳遞訊號，其中溫度感測器16可感測輪胎42之溫度值，而產生一溫度訊號至控制器12，控制器12則根據溫度訊號，判斷輪胎42溫度值的變化值，若溫度值的變化超過一預設變化值後，本實施例舉例預設變化值為攝氏5度，控制器12亦產生傳輸控制訊號，使無線傳輸器14可根據傳輸控制訊號將胎壓訊號和溫度訊號傳送至終端機30中，以於終端機30的顯示螢幕上顯示輪胎42的資訊。

當然控制器12更可判斷輪胎42之溫度值的變化值下降超過預設變化值後，本實施例舉例預設變化值為攝氏5度，控制器12則停止產生傳輸控制訊號至無線傳輸器14，使無線傳輸器14關閉，停止傳輸胎壓訊號和溫度訊號等資訊至終端機30中，可避免無線傳輸器14不斷的傳輸訊號，導致電能耗損。

接下來請接續參照第一圖與第二圖，除上述之結構之外，本發明更包括一供電器18，電性連接控制器12、胎壓感測器10、溫度感測器16以及無線傳輸器14，以提供電能至前述所有元件，而供電器18更電性連接一電壓感測器20，以量測供電器18內部剩餘的電能，其中電壓感測器20更可電性連接控制器12，以利控制器12將電壓感測器20所量測到的剩餘電能，藉由無線傳輸器14傳送至終端機30，以顯示剩餘的儲電量。

請持續參照第一圖與第二圖，除上述之實施例的控制器12可藉由輪胎的胎壓值或溫度值，判斷是否使無線傳輸器14傳遞和停止傳遞輪胎資訊至外部終端機30之外，控制器12亦可同時判斷胎壓感測器10之胎壓訊號的胎壓值持續變化一預設時間，以及溫度感測器16之溫度訊號的溫度值之變化值超過一預設變化值時，控制器12產生一傳遞控制訊號至無線傳輸器14，使無線傳輸器14傳遞胎壓訊號以及溫度訊號等資訊至終端機30；接著當控制器12根據胎壓感測器10的胎壓訊號判斷輪胎42之胎壓值停止變化持續一預設時間，同時判斷溫度感測器16之溫度訊號的溫度值的變化值下降超過一預設變化值後，控制器12則停止產生傳遞控制訊號至無線傳輸器14，使無線傳輸器14停止傳輸胎壓訊號以及溫度訊號等資訊至終端機30。

接下來請參照第一圖至第三圖，以詳細說明本實施例如何透過胎壓值的變化控制訊號的傳送，如第三圖所示，由於車輛40內完全沒有人時，輪胎42的胎壓值約為30（psi），當乘客進入時，胎壓值的壓力會升高，大約上升5（psi），接著當車輛40啟動並開始行走時，即使車輛40在平穩的地面行駛，胎壓值也會因輪胎42的滾動或地面些微的起伏等原因，使的輪胎42的壓力會不斷的改變，如圖所示，本實施例舉例車輛40在行走時，胎壓值的幅度的變化大小約為0.1-0.2（psi），控制器12根據胎壓感測器10的胎壓訊號得知胎壓值目前的變化特徵判斷車輛已在行走 ，此時將量測胎壓值傳送至外部終端機30才有意義，控制器12則產生一傳輸控制訊號，控制無線傳輸器14開始傳遞輪胎壓力、輪胎溫度以及電池的電壓等各項訊號至終端機30中，以供駕駛參考。接著當車輛40停止行走時因輪胎42停止滾動，使輪胎42內的胎壓值不會再持續不斷的變化，且乘客也下車使胎壓下降，此時則可判斷車輛40已經停止行進，控制器12根據胎壓感測器10的胎壓訊號得知胎壓值目前沒有持續不斷的變化約300秒後，表示車輛40已停止行走，此時控制器12則停止無線傳輸器14傳遞胎壓訊號與溫度訊號等資訊至終端機30中，可避免無線傳輸器14不斷的傳輸不必要的訊息，以及不必要的電能耗損，且可避免供電器18持續充電及放電，使供電器18壽命縮短。

接下來請參照第一圖、第二圖以及第四圖，以詳細說明何透過輪胎42溫度的變化控制訊號的傳送，由於輪胎42在滾動時會與地面摩擦生熱，因此在車輛40行走的過程中，輪胎42的溫度會上升，因此可藉此判斷車輛40已被啟動且在行進中。如第四圖所示，當車輛40開始啟動時，輪胎42的溫度會因與地面磨擦而上升，控制器12根據溫度感測器16的溫度訊號得知溫度值變化超過攝氏5度，表示車輛40已確實開動並行走，控制器12則產生傳輸控制訊號至無線傳輸器14，以控制無線傳輸器14開始傳遞輪胎42胎壓值、溫度值等各項訊號至終端機30中，供駕駛參考。接著當車輛40停止行走時，因輪胎42停止滾動，使輪胎42的溫度值會逐漸下降，控制器12根據溫度感測器16的溫度值已下降攝氏5度，判斷車輛40已停止行走，此時控制器12則停止產生傳輸控制訊號，使無線傳輸器14停止傳遞胎壓訊號以及溫度訊號等資訊至終端機30中，如此一來可避免無線傳輸器14傳輸不必要的訊號，以及電能的耗損，且可避免供電器18持續充電及放電，使供電器18壽命縮短。

綜上所述，本發明可利用胎壓值及輪胎溫度的變化來啟動或關閉傳輸裝置，可減少設置額外的組件來啟動傳輸裝置，避免組件耗損進而增加成本，並影響到輪胎監測裝置的傳輸。且本發明僅係於車輛行進時啟動傳輸裝置，能有效節省電能，減少電池重複地被充電與放電，能有效增加電池的使用壽命。

唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

1‧‧‧輪胎監測裝置
10‧‧‧胎壓感測器
12‧‧‧控制器
14‧‧‧無線傳輸器
16‧‧‧溫度感測器
18‧‧‧供電器
20‧‧‧電壓感測器
30‧‧‧終端機
40‧‧‧車輛
42‧‧‧輪胎

第一圖係為本發明之使用狀態示意圖。 第二圖係為本發明之裝置方塊圖。 第三圖係為本發明之胎壓值變化示意圖。 第四圖係為本發明之溫度值變化示意圖。

1‧‧‧輪胎監測裝置

10‧‧‧胎壓感測器

12‧‧‧控制器

14‧‧‧無線傳輸器

16‧‧‧溫度感測器

18‧‧‧供電器

20‧‧‧電壓感測器

30‧‧‧終端機

Claims (9)

1. 一種輪胎監測裝置，裝設於一車輛之至少一輪胎上，該輪胎監測裝置包括： 一胎壓感測器，感測該輪胎之胎壓值，並據其產生一胎壓訊號； 一溫度感測器，感測該輪胎之溫度值，並據其產生一溫度訊號； 一控制器，電性連接該胎壓感測器與該溫度感測器，以接收該胎壓訊號及該溫度訊號，使該控制器根據該胎壓訊號，判斷該輪胎之該胎壓值持續變化一預設時間或根據該溫度訊號判斷該溫度值之變化值超過一預設變化值時，該控制器則產生一傳輸控制訊號；以及 一無線傳輸器，電性連接該控制器，以接收該傳輸控制訊號，該無線傳輸器根據該傳輸控制訊號將該胎壓訊號與該溫度訊號無線傳送至外部。
2. 如請求項1所述之輪胎監測裝置，其中該控制器判斷該輪胎之該胎壓值停止變化持續該預設時間後，該控制器則停止產生該傳輸控制訊號至該無線傳輸器，使該無線傳輸器停止傳輸該胎壓訊號。
3. 如請求項2所述之輪胎監測裝置，其中該控制器判斷該輪胎之該溫度值的變化值下降超過該預設變化值後，該控制器則停止產生該傳輸控制訊號至該無線傳輸器，使該無線傳輸器停止傳輸該溫度訊號。
4. 如請求項2所述之輪胎監測裝置，更包括一終端機，其具有一顯示螢幕，該終端機接收該胎壓訊號以及該溫度訊號，並於該顯示螢幕顯示該胎壓值以及該溫度值。
5. 如請求項4所述之輪胎監測裝置，其中該終端機係為智慧型手機或車用電腦。
6. 如請求項1所述之輪胎監測裝置，其中該無線傳輸器係為射頻傳輸器或藍牙傳輸器。
7. 如請求項4所述之輪胎監測裝置，更包括一供電器，電性連接前述所有元件，以提供電能至前述所有元件。
8. 如請求項7所述之輪胎監測裝置，更包括一電壓感測器，電性連接該供電器，以量測該供電器內部剩餘的電能。
9. 如請求項1所述之輪胎監測裝置，其中該控制器根據該胎壓感測器之該胎壓訊號判斷該胎壓值持續變化該預設時間，同時該溫度感測器之該溫度訊號的該溫度值之變化值超過該預設變化值時，該控制器產生一傳遞控制訊號至該無線傳輸器，以將該胎壓訊號與該溫度訊號無線傳送至外部；該控制器根據該胎壓感測器之該胎壓訊號判斷該胎壓值停止變化該預設時間，同時該溫度感測器之該溫度訊號的該溫度值之變化值下降超過該預設變化值後，該控制器則停止產生該傳遞控制訊號至該無線傳輸器，使該無線傳輸器停止傳輸該胎壓訊號以及該溫度訊號。